Доклад на генното инженерство - настояще и бъдеще

1. Методи за генното инженерство

2. Постижения на генното инженерство

3. генното инженерство: За и против

4. Перспективи на генното инженерство

Позоваването

Генното инженерство - набор от техники, методи и технологии за производство на рекомбинантен РНК и ДНК, ген изолация от организъм (клетки) на манипулирането на гените и въвеждането им в други организми. Генното инженерство се използва за производство на желаното качество варира тяло.

Генното инженерство не е наука в широкия смисъл на думата, но е инструмент на биотехнологията, като се използват изследвания на биологичните науки, молекулярната биология, клетъчна биология, генетика, микробиология. Най-впечатляващото събитие, privlokshim най-голямо внимание и е много важно в последствията си, е поредица от открития, които са довели до създаването на управление на наследственост на живите организми, с проникване от страна на ръководството в "светая светих" на живите клетки - в своя генетичен апарат.

Модерният ниво на нашите познания по биохимия, молекулярна биология и генетика може да разчита на успешното развитие на нови биотехнологии - генно инженерство. т.е. набор от методи, които позволяват операции чрез ин витро прехвърлят генетична информация от един организъм в друг. Генно прехвърляне дава възможност за преодоляване на бариерите и междувидовата трансфер отделни наследствени черти някои други организми. Целта на генното инженерство - не превърнат в действителност митове и получаващи клетки (особено бактериални) в състояние да се окаже, някои "човешки" протеини в промишлен мащаб.

1. Методи за генното инженерство

Най-често срещаният метод на генното инженерство е метод за производство на рекомбинантен, т.е. съдържащ чужд ген плазмиди. Плазмидите са кръгова двойноверижна ДНК молекула, състояща се от множество от двойки нуклеотиди. Плазмидите са автономни генетични елементи реплициращи (т.е. умножаване) в бактериалната клетка не е в същото време, че основната ДНК молекула. Въпреки плазмиди съставлява само една малка част от ДНК на клетката, те са такива, от съществено значение за бактериални гени, гени на резистентност. Различните плазмиди съдържат различни гени на резистентност към антибиотици.

Повечето от тези лекарства - антибиотици, използвани като лекарства при лечението на редица заболявания при хора и домашни животни. Бактерията с различни плазмиди придобие резистентност към различни антибиотици, соли на тежки метали. Под действието на някои антибиотици за бактериални клетки плазмид придаващ резистентност към нея бързо се разпространява между бактерии, като ги поддържа живи. Лесно плазмиди устройство и лекотата, с която те проникват в бактериите използват генетични инженери за въвеждане на гени в бактериални клетки на висшите организми.

Мощен инструмент за генното инженерство са ензими - ендонуклеаза или ограничение ензим. Ограничаване буквално означава "ограничение". Бактериални клетки произвеждат чужд рестрикционен ензим да се прекъсне, предимно фагова ДНК, която е необходимо да се ограничи вирусна инфекция. Рестрикционни ензими разпознават специфична нуклеотидна последователност и да симетрично разположени косо един от друг, прекъсвания в ДНК нишки на равни разстояния от центъра на мястото за разпознаване. В резултат на това кратко едноверижна "опашка" (също така наречена "лепкави" завършва) са оформени в краищата на всеки фрагмент усвоява ДНК.

Целият процес на производство на бактерии, наречен клониране, се състои от последователни етапи:

1. Ограничаване - човешка ДНК нарязани с рестрикционен ензим в множество различни фрагменти, но със същите "лепливи" краища. Същите краища, получени чрез нарязване на плазмидна ДНК от същия рестрикционен ензим.

2. Ligitirovanie - включване на човешка ДНК фрагменти в плазмида, дължащи се на "омрежващи лепливи краища" лигаза ензима.

3. Трансформация - въвеждане на рекомбинантни плазмиди в бактериални клетки, обработени по специален начин - така че те момент да стане пропусклива за макромолекули. Въпреки това, плазмид проникне само част от третираните бактерии. Трансформираните бактерии с плазмид придобиват резистентност към определен антибиотик. Това позволява те да бъдат отделени от нетрансформирани бактериите загиват на среда, съдържаща антибиотик. За тази цел, бактериите се посяват в културалната среда, предварително разреден така че обшивката от клетките са на значително разстояние един от друг. Всяка от трансформираните бактерии се размножава и образува колонии на много хиляди потомци - клонинг.

4. скрининг - избор между клоновете на бактерии, които носят гена на човешки. За да направите това, всички от бактериалната колония е покрита със специален филтър. Когато се отстранява, остава отпечатък на колониите, като част от клетките от всеки клон се придържа към филтъра. След това прекарват молекулярна хибридизация. Филтър се потапя в разтвор на радиоактивно белязаната проба. Сондата - полинуклеотид, комплементарен на част от желания ген. Той хибридизира само с рекомбинантни плазмиди, които съдържат гена. След хибридизиране на филтъра в тъмно насложени рентгенова фотографски филм и няколко часа на дисплей. Регламент осветени зони на филма позволява да се намери сред множеството от трансформирани бактериални клонинги тези, които имат плазмид с желания ген.

Не винаги е възможно да се намали ген чрез използване на рестрикционни ензими. Поради това, в някои случаи, да започне процеса на клониране, за да се получи желаният насочени ген. За тази цел, от човешки клетки е изолиран и РНК, която е копие на транскрипция на гена, и от ензима - обратна транскриптаза синтезира ДНК верига комплементарна към него. След иРНК, която служи като матрица по време на синтеза на ДНК се разрушава специален ензим, способен да хидролизира РНК верига свърже с ДНК верига. Останалите ДНК верига служи като матрица за синтеза на обратната транскриптаза kompletentarnoy втора ДНК нишка.

Получената двойната спирала на ДНК се нарича сДНК (комплементарна ДНК). Това съответства на гена, от който е прочетен, и РНК, която се изпълнява в обратната транскриптаза. Тази сДНК е включен в плазмид, който се трансформира бактерия за получаване клонове, съдържащи само избраните човешки гени.

За да се осъществи генен трансфер, извършва следните операции:

· Изолиране на бактериални клетки, животински или растителни гени, тези, които са планирани за трансфер.

· Създаване на специални генетични конструкти, които включват тези планирани гени ще бъде въведена в генома на друг вид.

· Въвеждането на генетични конструкти в клетката и след това в генома на други видове, и отглеждане на трансформираните клетки в цели организми.

2. Постижения на генното инженерство

генното инженерство биотехнологиите наследственост

Сега вече може да се синтезира гени и синтезира чрез такива гени въведени в бактерии се получава редица вещества, особено хормони и интерферон. Производството им е бил важен биотехнологиите индустрия.

Така че, през 1980 г., хормон на растежа - соматропин - получена от бактерия Ешерихия коли. Преди развитието на генното инженерство, той е изолиран от хипофизната жлеза на трупове. Соматотропин, синтезирано в специално конструирани бактериални клетки има ясни предимства: той е на разположение в големи количества, неговите препарати са биохимично чисти и свободни от вирусно заразяване.

През 1982 godu хормон инсулин започна да получава в промишлен мащаб от бактерии, съдържащи ген за човешки инсулин. До този момент, инсулин се освобождава от панкреаса от заклани крави и прасета, е трудно и скъпо.

Интерферон - протеин синтезира от организма в отговор на вирусна инфекция, в момента се изучава като възможно лечение за рак и СПИН. Той ще трябва хиляди литра човешка кръв, за да получите тази сума на интерферон, който дава само един литър бактериална култура. Ясно е, че ползите от масовото производство на това вещество е много голям. Важно е също така, получен на базата на микробиологичен синтез на инсулин е необходимо за лечение на диабет. Чрез генетични техники инженерни успели да създадат редица ваксини, които в момента се тестват, за да се провери тяхната ефективност срещу СПИН, човешки имунодефицитен вирус (HIV).

Друг обещаващ област на медицината, свързани с рекомбинантна ДНК - генна терапия. В тези статии, които все още не са се появили от пилотната фаза, да се бори с тумора, инжектиран изработена по метода на генното инженерство копие на гена, кодиращ мощен антинеопластичен ензим. Генна терапия започва да се използва също така, за да се бори с наследствени заболявания на имунната система.

В селското стопанство ние успяхме да се модифицират генетично десетки храни и фуражни култури. В животински използване отглеждане на растежен хормон, получени чрез биотехнология, като е оставена да се увеличи добива на мляко; с помощта на генетично модифициран вирус създаде ваксина срещу херпес при прасета.

3. генното инженерство: За и против

Въпреки очевидните преимущества на генетично изследване и експериментиране, самата идея за "генно инженерство" е довело до различни подозрения и страхове, стана повод за тревога и дори политическите спорове. Мнозина се страхуват, така че който и да е вирус, който причинява рак при хората, ще бъде въведена в бактерията обикновено живее в тялото или върху кожата на човек, а след това на бактерията ще предизвика рак. Възможно е също така, че плазмид, носещ гена за резистентност към лекарства, ще бъде пусната в пневмококи, причинявайки пневмококи стане резистентен към антибиотици и пневмония няма да реагира на лечение. Този вид опасност, разбира се, съществува.

Генното инженерство - мощен начин за промяна на живота, но си потенциал може да бъде опасно, и първото нещо, което да се вземе предвид на комплекса и е трудно да се предвидят въздействията, свързани с възможното влияние върху околната среда. Представете си един вид отрова, по-евтини за производство, отколкото сложните хербициди селективно действие, но които не могат да бъдат използвани в земеделска технология от факта, че тя убива полезните растения са на едно ниво с плевели. Сега си представете, че, например, в пшеница, са въвели ген, който го прави устойчив на отровата. Земеделските производители, засадени полета си от трансгенна пшеница, могат свободно да се пръска тяхната смъртоносна отрова, увеличаване на доходите си, но причинява непоправими щети на околната среда. От друга страна, генетика може да се постигне обратен ефект, ако ще донесе една култура, която не се нуждае от хербициди.

Генното инженерство е хвърлил едно уникално предизвикателство за човечеството. Какво ни носи генното инженерство, щастие или нещастие? На възможните опасности от генетично модифицирани храни за здравето на човека вече са тръби за целия свят. Недвусмислено и единодушното мнение на учените по този въпрос не. Някои вярват, че генното инженерство ще спаси човечеството от глад, а други - че генетично модифицираните храни ще унищожи целия живот на земята с мъж. Учените, участващи в това твърдение, че генетично модифицираните растения са по-продуктивни, по-устойчиви на пестициди, е икономически рентабилни нормално. Следователно, те са бъдещето. Но експертите не са свързани с производителите на продукта, са далеч от оптимистични.

За да се предскаже дългосрочни последици, които могат да са резултат от консумацията на генетично модифицирани продукти, то в момента е невъзможно. Сравнително удобно с GM - храни (генетично модифицирани) - в САЩ, където е произведен, днес около 80 процента от всички генетични култури. Европа се отнася и за този изключително негативно. Под натиска на обществото и потребителите, които искат да знаят какво ядат, в някои страни, мораториум върху вноса на такива продукти (Австрия, Франция, Гърция, Великобритания, Люксембург).

Учените смятат, че с помощта на генетично модифицирани растения могат да се намалят загубите на реколтата. Днес в България приключи изследване на американски картофи, устойчиви на колорадски бръмбар. Може би тази година ще бъде получено разрешение за нейното промишлено производство. Има подобни сортове е една значителна ", но". Когато производството на завод с драстично повишена устойчивост на всякакви вредители, след две или три поколения от този вредител се адаптира към централата, да ядат още по-силна. Ето защо, по-стабилен от картофи може да произвежда такива агресивни вредители, с които светът някога е пред които са изправени.

4. Перспективи на генното инженерство

Развитието на науката ни дава възможността за лошо и за добро. Затова е важно, че ние направихме правилния избор. Основната трудност е политически - това е решение за това кой е "ние" в тази присъда. Ако оставите този въпрос на произвола пазарните сили са вероятно да страдат дългосрочните интереси на околната среда. Но това може да се каже за много други аспекти на живота.

Позоваването

1. Neiman BJ микроби индустрия. - Познаване на 1983 година.