Статья «Генная инженерия: современные достижения»

Парфёнова Е. Г., преподаватель высшей квалификационной категории

ГБПОУ «Армавирский медицинский колледж»

«Генная инженерия: современные достижения»

Генная инженерия: современные достижения

За последние 10—15 лет были созданы принципиально новые методы манипулирования с нуклеиновыми кислотами in vitro, на основе которых зародился и бурно развивается новый раздел молекулярной биологии и генетики — генная инженерия.

Принципиальное отличие генной инженерии от использовавшихся ранее традиционных приемов изменения состоит в том, что она дает возможность конструировать функционально активные генетические структуры in vitro в форме рекомбинантных ДНК. Понятия «генная» и «генетическая» инженерия часто употребляют как синонимы, хотя последнее является более широким и включает манипулирование не только с отдельными генами, но и с более крупными частями генома. Работа по переделке генотипа животных или растений с помощью скрещиваний ограничены пределами вида либо близких в видовом отношении форм. Напротив, генная инженерия, как будет показано ниже, стирает межвидовые барьеры, обеспечивая возможность создания организмов с новыми, в том числе и не встречающимися в природе, комбинациями наследственных свойств. Генная инженерия представляет собой совокупность методов, позволяющих не только получать реконбинантные ДНК из фрагментов геномов разных организмов, но и вводить такие рекомбинантные молекулы в клетку, создавая условия для экспрессии в ней введенных, часто совершенно чужеродных генов. Таким образом, в этом случае исследователь оперирует непосредственно с генами, причем их перенос может не зависеть от таксономического родства используемых организмов. Эта особенность генной инженерии представляет ее главное отличие от ранее использовавшихся приемов изменения генотипа.

Первенствующую роль в формировании генной инженерии сыграла генетика микроорганизмов, идеи и методы, разработанные молекулярной генетикой и химией нуклеиновых кислот. Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 г., когда группа П. Берга в США создала первую рекомбинантиую ДНК in vitro, объединившую в своем составе генетический материал из трех источников: полный геном онкогенного вируса обезьян SV40, часть генома умеренного бактериофага К и гены галактозного оперона Е. coli. Сконструированная рекомбинантная молекула не была исследована на функциональную активность, поскольку у авторов этой работы возникли опасения, что методы генной инженерии могут привести к появлению микроорганизмов, опасных для здоровья человека, например бактерий Е. coil, способных перенести онкогенные вирусы животных в кишечник человека. Разработанные позднее правила работы с рекомбинантными молекулами ппозволили практически устранить возможность вредных последствий создания рекомбинантных ДНК, объединяющих в своем составе гены разного происхождения.

В 2007 г. ученые из Южной Кореи изменили ДНК маленького котенка, после чего его шерсть начала светиться в темноте.

Растение под названием рапс (используется для производства растительного масла), благодаря генной инженерии получило устойчивость к пестицицдам.

При обработке полей от вредителей, растение не подвергается риску накопления вредных для человеческого организма веществ.

Американские ученые вывели особый вид тополей. Эти деревья поглощают загрязненную воду из почвы через свою корневую систему и очищают ее. После чего, очищенная влага испаряется из листьев растений обратно в атмосферу. Этот вид тополей многократно эффективней справляется с очищением почвы от различных загрязнений, которые попадают в почву в результате человеческой деятельности, наносящей ущерб природе и экологии.

Генномодифицированные продукты производятся с целью улучшения их  свойств и качеств, чтобы они стали наиболее полезными и здоровыми.

Один из таких генномодифицированных продуктов - золотой рис. Он содержит бета-каротин. Люди, которые проживают в условиях недостатка витаминаА, могут естественным образом компенсировать его недостаток в организме, употребляя в пищу золотой рис.

Генная инженерия создает в том числе - экологически чистых животных. Так ученые вывели вид свиней, которые переваривают фосфор. Отходы жизнедеятельности таких животных в меньшей степени разрушительно влияют на природу и атмосферу. В масштабе такой эффект наиболее значителен, так как содержание фосфора в навозе низкое, и разрушительное загрязнение среды нивелируется. 

Ученые также достигли успехов в воспроизводстве деревьев, ведь древесина очень востребована во всем мире и зеленые насаждения уничтожаются из-за потребностей человечества. Если дерево вырастает быстрей, то потребность человека в древесине может удовлетворяться с меньшим ущербом для природы. Ученые вывели такие виды генномодифицированных деревьев, которые имеют не только ускоренный рост, но и устойчивы к биологическим катаклизмам, а также качество добываемой из них древесины очень высоко. 

Помидоры, выведенные с помощью генной инженерии - долго хранятся в свежем виде, не боятся длительных и дальних транспортировок. Также генномодифицированные помидоры приносят урожай в одно время, что удобно и выгодно для сельскохозяйственной промышленности.

Воспроизводство рыбы тоже не обошло внимание генной инженерии. Ученые вывели такой вид лососевых, который растет значительно быстрее, чем в естественных условиях.

Генномодифицированная кукуруза, сама по себе борется с вредителями. Вредные насекомые ей не страшны. Но, к сожалению, безвредные насекомые - бабочки, могут пострадать наравне с вредителями.

Европейские ученые разработали новый вид насекомых, который способен заменить применение химических пестицидов при выращивании зерновых и овощных культур на сельскохозяйственных полях. На этот раз генная инженерия выбрала в качестве эксперимента самцов маслинной мухи. В настоящее время для борьбы с маслинными мухами на полях - используется большое количество химических средств. Идея защиты посевов от насекомых-вредителей, состоит в том, что генетически-модифицированные самцы данного вида будут спариваться с дикими самками. Дикие самки насекомых будут погибать после спаривания, не принеся потомства. Таким образом, популяция этих насекомых-вредителей будет снижаться. Существенное снижение популяции мух позволит фермерам отказаться от использования вредных химикатов на сельскохозяйственных полях. При этом, выпушенные на свободу генетически-модифицированные мухи не могут размножаться, соответственно они не могут заменить собой популяцию диких насекомых. Ученые обращают внимание на то, что данная технология направлена на контроль популяции диких насекомых, но при этом не приведет к их полному уничтожению. Суть технологии состоит в том, чтобы не позволить вредным насекомым размножаться в таком количестве, которое способно уничтожить целые посевы на сельскохозяйственных полях. При этом технология не наносит ущерб другим безвредным насекомым, обитающим на полях с посадками. Ученые планируют начать данный эксперимент в нескольких странах Европы.

Получена Нобелевская премия за открытие "внутренних часов" человека. Режим дня и ночи генетически закреплен как у человека, так и у животных. Группа ученых из США обнаружила ген, отвечающий за "внутренние часы" человека. Это открытие кардинально повлияет на развитие медицинских технологий. Всем хорошо известно, что биоритмы человека влияют на период сна и бодрствования. Человек вынужден терпеть дискомфорт при смене часовых поясов в связи с перелетом или необходимостью работать в ночную смену.