Biotechnologie a genetické inženýrství

Video: Biotechnology. Lekce 10. Genetické inženýrství. Je možné získat rostliny, které syntetizují web?

Genetická (genetické) inženýrství - pobočka experimentální molekulární biologie. Hlavním předmětem geneticky expozice je deoxyribonukleová kyselina. Podstata genetické inženýrství je zaměřen genetické přesmyk jednotka (genomové) buňky měnit jejich genetické vlastnosti. Nejdůležitější předpoklady pro genetické inženýrství byly následující objev. byly stanoveny molekulární mechanismy syntézy matice: DNA -> DNA (replikace), DNA -> RNA (transkripce), mRNA -> protein (překlad) a výměna genů homologních chromozomů během sexuální procesů (rekombinace).

Kromě toho bylo ukázáno, že a) viry, paraziti bakterie (fágy) jsou vloženy jejich DNA do genomu bakterií, b) v bakteriích, odolnost proti infekci fágy, obsahuje speciální enzymy, které se prolínají dvojité šroubovice DNA fága do přesné umístění. Tyto enzymy byly pojmenované enzymy. V současné době obdržela stovky restrikčních enzymů. Základem požadavku na třídění uvedených enzymových kofaktorů a charakteru štěpení DNA.

Další důležitý objev předem stanovené výskyt genetického inženýrství, - detekce bakteriálních buněk v malých extrachromozomální kruhové molekuly DNA, které, stejně jako chromozomální DNA, nesou genetickou informaci. Tyto plasmidy byly nazvány minichromozomu. Je velmi důležité, že plasmid v důsledku své malé velikosti může být izolován z buněk neporušených.

Proces rekombinace v organismu (in vivo), je možné ve většině případů mezi homologními molekulami DNA. Avšak mimo tělo (in vitro), přitažlivost a interakce (hybridizace) molekul DNA, může v případě, že mají malé jedno- komplementární částí čtyř nebo více nukleotidů na koncích molekuly.

Tyto oblasti se nazývají lepivé konce, jako dvě molekuly DNA může spojit těchto cílů. V důsledku toho, rekombinace je možné, a to i v případě, že struktura DNA je velmi odlišná. Pro heterogenní DNA molekuly se na lepivé konce použity identické fermentyrestriktazy. Jsou řez do úseky molekuly DNA nesoucí opakující se nukleotidovou sekvenci.

Vzhledem k tomu, DNA restrikční enzym řez v opakujících bodech, je konec jedné molekuly je komplementární (lepkavý) konec další molekuly. V následných operacích plasmidů. Pro jedno koncích komplementární konce genu, ale také rozštěpí restrikčními enzymy a hybridizace byla provedena a gen Plasmid in vitro. Pak chimérická nebo rekombinantní plasmid je zaveden do buňky (obrázek 11). Používá se v genetickém inženýrství, plasmidy mají markerový gen, který činí buňky rezistentní na konkrétní antibiotikum, který usnadňuje oddělení buněk s rekombinantním plasmidem od jiných buněk.

Obr. 11. Klonování fragmentu DNA v plazmidu

K tomu, že bakterie se nanesou na médiu s antibiotiky, které pouze růst buněk s plazmidem (rekombinantní buňky). Jejich výběr postup nazývá molekulární klonování, jako rekombinantní buňky jsou potomstvo jedné molekuly. To znamená, že bakteriální buňka může zavést gen odvozený z jakéhokoliv organismu, a pro fungování cizího genu tam.

Takže základní operace genetického inženýrství jsou následující:
1) in vitro rekombinace DNA vektoru a DNA genu;
2) zavedení rekombinantní plasmid do buňky;
3) Molekulární klonování.

Tyto vynikající úspěchy genetického inženýrství našli řadu praktických aplikací, a to zejména v medicíně a rostlinné výroby. Mezi nejvýznamnější úspěchy - získání lidského inzulínu v průmyslovém měřítku. Tento protein patří do hormon, tj., látky, které hrají roli Signálu určité fyziologické podmínky organismu na příslušných orgánů - cíle. Inzulín je vylučován slinivky a podporuje vstřebávání sacharidů, zejména glukózy.

Abnormality v syntéze inzulínu může způsobit vážné a velmi časté onemocnění - diabetes, s pokročilými formami, které je třeba podávat tento hormon denně. Inzulín je již dlouho vyrábí ze zvířecích orgánů, a je používán v lékařství. Nicméně, dlouhodobé užívání zvířecího inzulínu vede k nevratnému poškození mnoha orgánů pacienta v důsledku imunologické reakce způsobené injekcí cizích proteinů v lidském těle.

Je nutné vyměnit zvířecího inzulínu na lidský. Jako první praktický problém, bylo rozhodnuto, že pro klonování genu inzulínu. Klonovaných genů lidského insulinu byly zavedeny do plasmidu do bakteriální buňky, který byl syntetizován hormon, který přirozeně se vyskytující mikroorganismy nikdy syntetizovaný. Proto je problém výroby lidského inzulínu byl vyřešen. Souběžně s tím se problém imunologické zničení těla zvířecího inzulínu byl vyřešen.

Výroba a prodej inzulínu poprvé začátku americké firmy Eh Lilly. Roční spotřeba je to asi 2500 kg metodami genetického inženýrství, rovněž přijímat další důležité lékařské přípravky - interferon, který se používá k léčbě různých virových onemocnění a maligní nádory a protinádorového léčiva interleukin. V současné době asi 200 nové diagnostické produkty již zavedené v lékařské praxi, a více než 100 geneticky upravené drogy jsou v rámci klinické studie.

Zvláštní problém, který způsobuje hodně debaty a jsou často polární názory, je klonování lidí. Třeba rozlišovat reprodukční klonování lidského a terapeutické klonování. Reprodukční klonování je téměř všeobecně zakázány, jelikož podle většiny lidí, které jsou v rozporu s dobrými mravy.

Naproti tomu práce na terapeutické klonování se provádí v řadě zemí. V květnu 2005, britští vědci oznámili úspěšné klonování lidského embrya. Newcastle University vědci vejce 11 žen se odstraní a zavádí genetický materiál DNA odvozené z embryonálních kmenových buněk (tzv nezralé kmenové buňky schopné self obnovu a rozvoj ve specializovaných buněk v těle). Cílem této práce bylo získat embryí, které mohou být zdrojem kmenových buněk pro terapeutické účely. Ve stejném měsíci, úspěšné dokončení podobném pokusu byl oznámen jako jihokorejských vědců. Je třeba poznamenat, že kmenových buněk terapie je stále ve velmi rané fázi, a je třeba ještě mnoho udělat.

Jedním z hlavních problémů lidstva je zajistit normální vyváženou stravu. Řešení tohoto problému je možné, aniž by k významnému zvýšení výtěžku hlavní plodiny, zvyšuje jejich odolnost proti nemocem a různých extrémních vlivů. Velké naděje jsou připnul na genetickém inženýrství. V současné době vyvinuté dopravní systém v rostlinách různých cizích genů, které mohou udělují užitečné vlastnosti rostlin.

Rostliny, které je začleněno do chromosomu cizího genu, tzv transgenní nebo geneticky modifikované (GM). První transgenní rostliny byly získány v roce 1982 výzkumníci z ústavu rostlinné průmyslu v Kolíně nad Rýnem a společnost Monsanto. Seznam rostlin, které úspěšně používají metodami genového inženýrství, je asi 50 druhů, včetně jablek, švestky, hrozny, zelí lilek, okurky, pšenice, sója, rýže, žita a mnoho dalších zemědělských plodin.

Je třeba zdůraznit, že dosud není zcela vyřešen problémy spojené s použitím bezpečnost potravin pocházejících z transgenních rostlin. V tomto ohledu v naší zemi pěstování transgenních rostlin stále není povoleno. Současně je dovoleno dovážet, zpracování, použití v potravinách nebo krmivu několik druhů geneticky modifikovaných rostlin a jejich produktů, které prošly příslušné registrační postupy a kontroly na území Ruské federace.

V době psaní tohoto příspěvku ve Federal Register 12 registrované RF geneticky modifikované zdroje potraviny vyrobené na světě v průmyslovém měřítku: sójové boby (3 druhy), rýže (typ 1), kukuřice (6 druhů), brambor (typ 2). Z nich je nejrozšířenější jeden druh sóji. Všechny druhy geneticky modifikovaných rostlin jsou evidované v naší zemi, mají jen další známky rezistence na určité druhy chemických látek a škůdců, takže zpracování produktů těchto rostlin v jejich chemickém složení a funkční-technologické vlastnosti se neliší od jejich tradičních protějšků.

U geneticky modifikovaných rostlin registrovaných v naší zemi pro použití v potravinách a jejich produkty, neexistují žádná omezení a pravidla vstupu do jídla. Technologie pro zpracování těchto rostlin, a použití svých výrobků se v ničem neliší od tradičních. Samostatnou otázkou - Označování potravin pocházejících z geneticky modifikovaných zdrojů (GMI). 1. června 2004 v souladu s vyhláškou № 8 z 05.03.2004 se

Chief Sanitární Lékař Ruské federace v zdravotnické epidemiologických předpisů a norem ve znění pozdějších předpisů, kterou se stanoví prahové hodnoty 0,9% pro označování potravin, které pocházejí z geneticky modifikovaných surovin. Tato úprava byla vypracována za účelem provedení práva spotřebitelů získávat úplné a přesné informace o technologii výroby, kvality a bezpečnosti potravin pocházejících z geneticky modifikovaných zdrojů, harmonizaci požadavků na označování potravinářských výrobků, které pocházejí z geneticky modifikovaných surovin, s požadavky Evropské unie.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné