Biotechnológie a genetické inžinierstvo

Video: Biotechnology. Lekcia 10. Genetické inžinierstvo. Je možné získať rastliny, ktoré syntetizujú web?

Genetická (genetické) inžinierstvo - pobočka experimentálnej molekulárnej biológie. Hlavným predmetom geneticky expozície je deoxyribonukleová kyselina. Podstata genetické inžinierstvo je zameraný genetickej Prešmykač jednotka (genómovej) bunky meniť ich genetické vlastnosti. Najdôležitejšie predpoklady pre genetické inžinierstvo boli nasledujúce objav. boli stanovené molekulárne mechanizmy syntézy matica: DNA -> DNA (replikácie), DNA -> RNA (transkripcia), mRNA -> proteín (preklad) a výmena génov homológnych chromozómov počas sexuálnej procesov (rekombinácie).

Okrem toho bolo ukázané, že a) vírusy, parazity baktérie (fágy) sú vložené ich DNA do genómu baktérií, b) v baktériách, odolnosť proti infekcii fágy, obsahuje špeciálne enzýmy, ktoré sa prelínajú dvojitej špirály DNA fága do presnej umiestnenia. Tieto enzýmy boli pomenované enzýmy. V súčasnej dobe dostala stovky reštrikčných enzýmov. Základom požiadavke na triedenie uvedených enzýmových kofaktorov a charakteru štiepenie DNA.

Ďalší dôležitý objav vopred stanovenej výskyt genetického inžinierstva, - detekcia bakteriálnych buniek v malých extrachromozomální kruhovej molekuly DNA, ktoré, rovnako ako chromozomálne DNA, nesú genetickú informáciu. Tieto plazmidy boli nazvané minichromozomu. Je veľmi dôležité, že plazmid v dôsledku svojej malej veľkosti môže byť izolovaný z buniek neporušených.

Proces rekombinácie v organizme (in vivo), je možné vo väčšine prípadov medzi homológny molekulami DNA. Avšak mimo tela (in vitro), príťažlivosť a interakcie (hybridizácia) molekúl DNA, môže v prípade, že majú malé jedno- komplementárne častí štyroch alebo viacerých nukleotidov na koncoch molekuly.

Tieto oblasti sa nazývajú lepivé konce, ako dve molekuly DNA môže spojiť týchto cieľov. V dôsledku toho, rekombinácie je možné, a to aj v prípade, že štruktúra DNA je veľmi odlišná. Pre heterogénne DNA molekuly sa na lepivé konce použité identické fermentyrestriktazy. Sú rez do úseky molekuly DNA nesúce opakujúce sa nukleotidovej sekvencie.

Vzhľadom k tomu, DNA reštrikčné enzým rez v opakujúcich bodoch, je koniec jednej molekuly je komplementárna (lepkavý) koniec ďalšie molekuly. V následných operáciách plazmidov. Pre jedno koncoch komplementárne konce génu, ale tiež rozštiepi reštrikčnými enzýmami a hybridizácia bola vykonaná a gén Plasmid in vitro. Potom chimerická alebo rekombinantný plazmid je zavedený do bunky (obrázok 11). Používa sa v genetickom inžinierstve, plazmidy majú markerovou gén, ktorý robí bunky rezistentné na konkrétne antibiotikum, ktorý uľahčuje oddelenie buniek s rekombinantným plazmidom od iných buniek.

Obr. 11. Klonovanie fragmentu DNA v plazmide

K tomu, že baktérie sa nanesú na médiu s antibiotikami, ktoré iba rast buniek s plazmidmi (rekombinantnej bunky). Ich výber postup nazýva molekulárne klonovanie, ako rekombinantné bunky sú potomstvo jednej molekuly. To znamená, že bakteriálna bunka môže zaviesť gén odvodený z akéhokoľvek organizmu, a pre fungovanie cudzieho génu tam.

Takže základné operácie genetického inžinierstva sú nasledovné:
1) in vitro rekombinácie DNA vektora a DNA génu;
2) zavedenie rekombinantnej plazmid do bunky;
3) Molekulárne klonovanie.

Tieto vynikajúce úspechy genetického inžinierstva našli rad praktických aplikácií, a to najmä v medicíne a rastlinnej výroby. Medzi najvýznamnejšie úspechy - získanie ľudského inzulínu v priemyselnom meradle. Tento proteín patrí do hormón, tj., látky, ktoré hrajú úlohu Signálu určité fyziologické podmienky organizmu na príslušných orgánov - ciele. Inzulín je vylučovaný pankreasu a podporuje vstrebávanie sacharidov, predovšetkým glukózy.

Abnormality v syntéze inzulínu môže spôsobiť vážne a veľmi časté ochorenie - diabetes, s pokročilými formami, ktoré je potrebné podávať tento hormón denne. Inzulín je už dlho vyrába zo zvieracích orgánov, a je používaný v lekárstve. Avšak, dlhodobé užívanie zvieracieho inzulínu vedie k nevratnému poškodeniu mnohých orgánov pacienta v dôsledku imunologické reakcie spôsobené injekciou cudzích proteínov v ľudskom tele.

Je nutné vymeniť zvieracieho inzulínu na ľudský. Ako prvý praktický problém, bolo rozhodnuté, že pre klonovanie génu inzulínu. Klonovaných génov ľudského inzulínu boli zavedené do plazmidu do bakteriálnej bunky, ktorý bol syntetizovaný hormón, ktorý prirodzene sa vyskytujúce mikroorganizmy nikdy syntetizovaný. Preto je problém výroby ľudského inzulínu bol vyriešený. Súbežne s tým sa problém imunologické zničenie tela zvieracieho inzulínu bol vyriešený.

Výroba a predaj inzulínu prvýkrát začiatku americkej firmy Eh Lilly. Ročná spotreba je to asi 2500 kg metódami genetického inžinierstva, takisto prijímať ďalšie dôležité lekárske prípravky - interferón, ktorý sa používa na liečbu rôznych vírusových ochorení a malígne nádory a protinádorového liečiva interleukín. V súčasnej dobe asi 200 nové diagnostické produkty už zavedené v lekárskej praxi, a viac ako 100 geneticky upravenej drogy sú v rámci klinickej štúdie.

Osobitný problém, ktorý spôsobuje veľa debaty a sú často polárne názory, je klonovanie ľudí. Treba rozlišovať reprodukčné klonovanie ľudského a terapeutické klonovanie. Reprodukčné klonovanie je takmer všeobecne zakázané, keďže podľa väčšiny ľudí, ktoré sú v rozpore s dobrými mravmi.

Naproti tomu práce na terapeutické klonovanie sa uskutočňuje v mnohých krajinách. V máji 2005, britskí vedci oznámili úspešné klonovanie ľudského embrya. Newcastle University vedci vajcia 11 žien sa odstráni a zavádza genetický materiál DNA odvodené z embryonálnych kmeňových buniek (tzv nezrelé kmeňové bunky schopné self obnovu a rozvoj v špecializovaných buniek v tele). Cieľom tejto práce bolo získať embryí, ktoré môžu byť zdrojom kmeňových buniek na terapeutické účely. V rovnakom mesiaci, úspešné dokončenie podobnom pokuse bol oznámený ako juhokórejských vedcov. Je potrebné poznamenať, že kmeňových buniek terapia je stále vo veľmi skorom štádiu, a je potrebné ešte veľa urobiť.

Jedným z hlavných problémov ľudstva je zabezpečiť normálne vyváženú stravu. Riešenie tohto problému je možné, bez k významnému zvýšeniu výťažku hlavné plodiny, zvyšuje ich odolnosť proti chorobám a rôznych extrémnych vplyvov. Veľké nádeje sú pripol na genetickom inžinierstve. V súčasnej dobe vyvinuté dopravný systém v rastlinách rôznych cudzích génov, ktoré môžu udeľujú užitočné vlastnosti rastlín.

Rastliny, ktoré je začlenené do chromozómu cudzieho génu, tzv transgénne alebo geneticky modifikované (GM). Prvé transgénne rastliny boli získané v roku 1982 výskumníci z ústavu rastlinnej priemyslu v Kolíne nad Rýnom a spoločnosť Monsanto. Zoznam rastlín, ktoré úspešne používajú metódami génového inžinierstva, je asi 50 druhov, vrátane jabĺk, slivky, hrozno, kapusta baklažán, uhorky, pšenica, sója, ryža, raže a mnoho ďalších poľnohospodárskych plodín.

Je potrebné zdôrazniť, že doteraz nie je úplne vyriešený problémy spojené s použitím bezpečnosť potravín pochádzajúcich z transgénnych rastlín. V tomto ohľade v našej krajine pestovaní transgénnych rastlín stále nie je povolené. Súčasne je dovolené dovážať, spracovanie, použitie v potravinách alebo krmive niekoľko druhov geneticky modifikovaných rastlín a ich produktov, ktoré prešli príslušné registračné postupy a kontroly na území Ruskej federácie.

V čase písania tohto príspevku vo Federal Register 12 registrovaných RF geneticky modifikované zdroje potraviny vyrobené na svete v priemyselnom meradle: sójové bôby (3 druhy), ryža (typ 1), kukurica (6 druhov), zemiakov (typ 2). Z nich je najrozšírenejší jeden druh sóje. Všetky druhy geneticky modifikovaných rastlín sú evidované v našej krajine, majú len ďalšie známky rezistencie na určité druhy chemických látok a škodcov, takže spracovanie produktov týchto rastlín v ich chemickom zložení a funkčné-technologické vlastnosti sa nelíši od ich tradičných náprotivkov.

U geneticky modifikovaných rastlín registrovaných v našej krajine na použitie v potravinách a ich produkty, neexistujú žiadne obmedzenia a pravidlá vstupu do jedla. Technológie pre spracovanie týchto rastlín, a použitia svojich výrobkov sa v ničom nelíši od tradičných. Samostatnou otázkou - Označovanie potravín pochádzajúcich z geneticky modifikovaných zdrojov (GMI). 1. júna 2004 v súlade s vyhláškou № 8 z 05.03.2004 sa

Chief Sanitárne Lekár Ruskej federácie v zdravotníckej epidemiologických predpisov a noriem v znení neskorších predpisov, ktorou sa ustanovujú prahové hodnoty 0,9% pre označovanie potravín získané z geneticky modifikovaných surovín. Táto úprava bola vypracovaná za účelom vykonania práva spotrebiteľov získať úplné a presné informácie o technológii výroby, kvality a bezpečnosti potravín pochádzajúcich z geneticky modifikovaných zdrojov, harmonizácii požiadaviek na označovanie potravinárskych výrobkov, ktoré pochádzajú z geneticky modifikovaných surovín, s požiadavkami Európskej únie.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno