Биотехнологии
зможно установить, действительно ли Долли является клоном взрослого
животного. В стане скептиков оказался и нобелевский лауреат профессор
Уолтер Гилберт из Гарвардского университета США. Его сомнения основываются
на том, что клетки, которые использовались для создания Долли, были взяты у
овцы, умершей за 3 года до ее рождения. Клетки были заморожены для других
целей, поэтому невозможно напрямую сравнить наследственный материал Долли с
ее живым клоном.
Профессор Нортон Зиндер, специалист в области молекулярной генетики
из университета Рокфеллера в Нью-Йорке, не исключает, что родительницей
знаменитой овцы стала "заблудившаяся" клетка зародыша. Известны случаи,
когда эмбриональные клетки попадали в кровь беременных животных.
"Клонирование Долли было единственной удачей из 400 попыток. Это анекдот, а
не результат. Во время эксперимента могли произойти любые вообразимые и
невообразимые ошибки", - утверждает Зиндер.
Высказывают сомнения и более основательные. Хотя каждая отдельная
клетка несет в себе полную наследственную информацию о нем, большинство
генов быстро "отключается". Клетки специализируются, так что, например, из
клетки печени не сможет получиться клетка мозга.
Доказательство происхождения Долли, считают, профессор Клаус Раевски,
директор Института генетики Кельнского университета, и его коллега Вернер
Мюллер, не обладает стопроцентной генетической достоверностью. Нельзя
исключить и путаницу с исходными клетками. В целом, шотландские создатели
Долли в течение нескольких месяцев проделали 834 опыта по клонированию,
используя три различных типа клеток, размеры которых составляют всего
несколько тысячных долей миллиметра. Возможно и "загрязнение" клеток
вымени. В чашке Петри, очевидно, могли плавать и другие вещества, что
признает даже сам "автор" Долли Ян Уилмут. Сомнения могла бы устранить
только вторая Долли, то есть успешное повторение шотландского эксперимента.
2. Генная инженерия
а) введение
Что такое генетическая инженерия? Генетическая инженерия - это раздел
молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых
комбинаций генетического материала. Основа прикладной генетической
инженерии - теория гена. Созданный генетический материал способен
размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.
Из истории генетической инженерии. Генетическая инженерия возникла в 1972
году, в Станфордском университете, в США. Тогда лаборатория П. Берга
получила первую рекомбинатную (гибридную) ДНК или (рекДНК). Она соединяла в
себе фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.
Генная инженерия - направление исследований в молекулярной биологии и
генетике, конечной целью которых является получение с помощью лабораторных
приемов организмов с новыми, в том числе и не встречающимися в природе,
комбинациями наследственных свойств. В основе генной инженерии лежит
обусловленная последними достижениями молекулярной биологии и генетики
возможность целенаправленного манипулирования с фрагментами нуклеиновых
кислот. К этим достижениям следует отнести установление универсальности
генетического кода, то есть факта, что у всех живых организмов включение
одних и тех же аминокислот в белковую молекулу кодируются одними и теми же
последовательностями нуклеотидов в цепи ДНК ; успехи генетической
энзимологии, предоставившей в распоряжение исследователя набор ферментов,
позволяющих получить в изолированном виде отдельные гены или фрагменты
нуклеиновой кислоты, осуществлять in vitro синтез фрагментов нуклеиновых
кислот, объединить в единое целое полученные фрагменты. Таким образом,
изменение наследственных свойств организма с помощью генной инженерии
сводится к конструированию из различных фрагментов нового генетического
материала, введение этого материала в рецепиентный организм, создания
условий для его функционирования и стабильного наследования.
б) строение рекомбинатной ДНК
Гибридная ДНК имеет вид кольца. Она содержит ген (или гены) и вектор.
Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и
синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков.
Большая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов
SV40, полиомы, дрожжей и др. бактерий. Синтез белков происходит клетке-
хозяине. Наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную
палочку, однако применяют и др. бактерии, дрожжи, животные или растительные
клетки. Система вектор-хозяин не может быть произвольной: вектор
подгоняется к клетке-хозяину. Выбор вектора зависит от видовой
специфичности и целей исследования. Ключевое значение в конструировании
гибридной ДНК несут два фермента. Первый - рестриктаза - рассекает молекулу
ДНК на фрагменты по строго определенным местам. И второй - ДНК-лигазы -
сшивают фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких
ферментов создание искусственных генетических структур стало технически
выполнимой задачей.
в) этапы генного синтеза.
Гены, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов
путем механического или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но
структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать химико-
биологическим путем, либо получать в виде ДНК-копии информационных РНК,
соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только
кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), и полностью лишены
регуляторных участков. И поэтому не способны функционировать в клетке-
хозяине.
При получении рекДНК образуется чаще всего несколько структур, из которых
только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция
и молекулярное клонирование рекДНК, введенной путем трансформации в клетку-
хозяина. Существует 3 пути селекции рекДНК: генетический, иммунохимический
и гибризационный с мечеными ДНК и РНК.
г) практические результаты генной инженерии.
В результате интенсивного развития методов генетической инженерии получены
клоны множества генов рибосомальной, транспортной и 5S РНК, гистонов,
глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека
и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволило
создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные
вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической
промышленности.
На основе генетической инженерии возникла отрасль фармацевтической
промышленности, названная “индустрией ДНК”. Это одна из современных ветвей
биотехнологии.
Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин), полученный
посредством рек ДНК. Кроме того, на основе многочисленных мутантов по
отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-
системы для выявления генетической активности факторов среды, в том числе
для выявления канцерогенных соединений. Генная инженерия может дать в
неограниченном количестве гормоны и другие белки человека, необходимые для
лечения генетических болезней (например, инсулин, гормон роста и др.).
Усилия генной инженерии направлены на получение бактерий с высокоактивной
нитрогеназой, способных в больших количествах связывать и накапливать азот.
Еще более интересны попытки биологов включить ген нитрогеназы в
растительную клетку. В генной инженерии бактериофаги используются для
переноса генетического материала, т. е. В качестве векторов. Задача генной
инженерии – активная и целенаправленная перестройка генов живых существ и
их конструирование, т.е. управление наследственностью. Разработаны методы,
позволяющие выращивать организмы из отдельных клеток и тканей. Благодаря
генетической инженерии и слиянию клеток теперь становится возможным
производить биотехнологическим методом в промышленных масштабах
синтезируемые живыми организмами в ничтожных количествах. Это как уже
говорилось интерферон, гормон роста человека или некоторые антитела. Так
ген для гормона роста переносят в бактерию таким образом, чтобы она была
способна производить его. Генетика способствует изучению закономерностей
развития организма человека и появление его наследственных особенностей в
том числе индивидуальных, творческих, физических и интеллектуальных
особенностей. Очевидна роль генетики и в изучении наследственных болезней
человека и способов их профилактики, лечения, а так же путем предотвращения
вредного воздействия на наследственность физических и химических факторов
окружающей среды. Генноинженерные методы наиболее перспективны в сельском
хозяйстве, особенно в растениеводстве. Растения очень удобный объект для
генных инженеров.
д) теоретическое значение генетической инженерии.
За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие
молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по
пути познания строения и функционирования генетического аппарата.
е) возможности генной инженерии
Значительный прогресс достигнут в практической области создания новых
продуктов для медицинской промышленности и лечения болезней человека
В настоящее время фармацевтическая промышленность завоевала лидирующие
позиции в мире, что нашло отражение не только в объёмах промышленного
производства, но и в финансовых средствах, вкладываемых в эту
промышленность (по оценкам экономисто
| |  скачать работу |
Биотехнологии |
