Генная инженерия

Генная инженерия — это метод биотехнологии, который занимается исследованиями
по перестройке генотипов. Генотип является не просто механическая сумма
генов, а сложная, сложившаяся в процессе эволюции организмов система. Генная
инженерия позволяет путем операций в пробирке переносить генетическую
информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность
преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные
признаки одних организмов другим.
Носителями материальных основ генов служат хромосомы, в состав которых входят
ДНК и белки. Но гены образования не химические, а функциональные. С
функциональной точки зрения ДНК состоит из множества блоков, хранящих
определенный объем информации — генов. В основе действия гена лежат его
способность через посредство РНК определять синтез белков. В молекуле ДНК как
бы записана информация, определяющая химическую структуру белковых молекул.
Ген — участок молекулы ДНК, в котором находится информация о первичной
структуре какого-либо одного белка (один ген — один белок). Поскольку в
организмах присутствуют десятки тысяч белков, существуют и десятки тысяч
генов. Совокупность всех генов клетки составляет ее геном. Все клетки
организма содержат одинаковый набор генов, но в каждой из них реализуется
различная часть хранимой информации. Поэтому, например, нервные клетки и по
структурно-функциональным, и по биологическим особенностям отличаются от
клеток печени.
Перестройка генотипов, при выполнении задач генной инженерии, представляет
собой качественные изменения генов не связанные с видимыми в микроскопе
изменениями строения хромосом. Изменения генов прежде всего связано с
преобразованием химической структуры ДНК. Информация о структуре белка,
записанная в виде последовательности нуклеотидов, реализуется в виде
последовательности аминокислот в синтезируемой молекуле белка. Изменение
последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение
других нуклеотидов меняют состав образующихся на ДНК молекулы РНК, а это, в
свою очередь, обуславливает новую последовательность аминокислот при синтезе.
В результате в клетке начинает синтезироваться новый белок, что приводит к
появлению у организма новых свойств. Сущность методов генной инженерии
заключается в том, что в генотип организма встраиваются или исключаются из
него отдельные гены или группы генов. В результате встраивания в генотип
ранее отсутствующего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые
ранее она не синтезировала.
Наиболее распространенным методом генной инженерии является метод получения
рекомбинантных, т.е. содержащих чужеродный ген, плазмид. Плазмиды
представляют собой кольцевые двухцепочные молекулы ДНК, состоящие из
нескольких тысяч пар нуклеотидов. Этот процесс состоит из нескольких этапов.
1. Рестрикция — разрезание ДНК, например, человека на фрагменты.
2. Лигирование — фрагмент с нужным геном включают в плазмиды и сшивают их.
3. Трансформация —введение рекомбинантных плазмид в бактериальные клетки.
Трансформированные бактерии при этом приобретают определенные свойства.
Каждая из трансформированных бактерий размножается и образует колонию из
многих тысяч потомков — клон.
4. Скрининг — отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые
плазмиды, несущие нужный ген человека.
Весь этот процесс называется клонированием. С помощью клонирования можно
получить более миллиона копий любого фрагмента ДНК человека или другого
организма. Если клонированный фрагмент кодирует белок, то экспериментально
можно изучить механизм, регулирующий транскрипцию этого гена, а также
наработать этот белок в нужном количестве. Кроме того, клонированный фрагмент
ДНК одного организма можно ввести в клетки другого организма. Этим можно
добиться, например, высокие и устойчивые урожаи благодаря введенному гену,
обеспечивающему устойчивость к ряду болезней. Если ввести в генотип почвенных
бактерий гены других бактерий, обладающих способностью связывать атмосферный
азот, то почвенные бактерии смогут переводить этот азот в связанный азот
почвы. Введя в генотип бактерии кишечной палочки ген из генотипа человека,
контролирующий синтез инсулина, ученые добились получения инсулина при
посредстве такой кишечной палочки. При дальнейшем развитии науки станет
возможным введение в зародыш человека недостающих генов, и тем самым позволит
избежать генетических болезней.
Эксперименты по клонированию животных ведутся давно. Достаточно убрать из
яйцеклетки ядро, имплантировать в нее ядро другой клетки, взятой из
эмбриональной ткани, и вырастить ее — либо в пробирке, либо в чреве приемной
матери. Клонированная овечка Доли была создана нетрадиционным путем. Ядро из
клетки вымени 6-летней взрослой овцы одной породы пересадили в безъядерное
яйцо овцы другой породы. Развивающийся зародыш поместили в овцу третей
породы. Так как родившаяся овечка получила все гены от первой овцы — донора,
то является ее точной генетической копией. Этот эксперимент открывает массу
новых возможностей для клонирования элитных пород, взамен многолетней
селекции.
Ученые Техасского университета смогли продлить жизнь нескольких типов
человеческих клеток. Обычно клетка умирает, пережив около 7-10 процессов
деления, а они добились сто делений клетки. Старение, по мнению ученых,
происходит из-за того, что клетки при каждом делении теряют теломеры,
молекулярные структуры, которые располагаются на концах всех хромосом. Ученые
имплантировали в клетки открытый ими ген, отвечающий за выработку теломеразы
и тем самым сделали их бессмертными. Возможно это будущий путь к бессмертию.
Еще с 80-х годов появились программы по изучению генома человека. В процессе
выполнения этих программ уже прочитано около 5 тысяч генов (полный геном
человека содержит 50-100 тысяч). Обнаружен ряд новых генов человека. Генная
инженерия приобретает все большее значение в генотерапии. Потому, что многие
болезни заложены на генетическом уровне. Именно в геноме заложена
предрасположенность ко многим болезням или стойкость к ним. Многие ученые
считают, что в XXI веке будет функционировать геномная медицина и генная
инженерия.
2
10 Августа 2010, 02:02
2
2070

Комментарии

-tore$-
это тоже тема
14 Августа 2010, 18:03 цитировать

0
-tore$-
Водопад Виктория. Когда река Замбези полноводна, 7500 куб.м. воды проходит через водопад Виктория за секунду. Объем воды настолько велик и она с такой мощью устремляется вниз, что поднимающееся в воздух облако брызг можно увидеть даже за 40 км. Местное название водопада Виктория - "Моси-оа-тунья" - переводится как "Дым, который гремит". В брызгах этого величественного водопада часто играет радуга, поднимающаяся на высоту до 300 м.
  В ноябре 1855 года шотландский миссионер и исследователь Дэвид Ливингстон первым из европейцев достиг водопада Виктория. Впервые он услышал о водопаде еще за четыре года до этого, когда вместе с Уильямом Коттоном Освеллом достиг берегов реки Замбези в 130 км. к западу. Затем в 1853-1856 годах Ливингстон первым из европейцев пересек Африку. Будучи миссионером, он надеялся открыть сердце Африки для христианских проповедников. Ливингстон отправился из Южной Африки на север через Бечуаналенд (нынешняя Ботсвана) и вышел к реке Замбези. Затем он направился на запад, к берегу океана в сторону Луанды (Ангола). Решив, однако, что этот путь слишком сложен, он развернулся на восток и, пройдя большую часть пути вдоль Замбези, вышел к Келимане на мозамбикском берегу в мае 1856 года.
  Удивительно, но исследователь совсем не был счастлив тем, что открыл такой великолепный водопад, как Виктория, хоть позднее и писал, что тот дарил "виды столь прекрасные, что они должны были радовать ангелов в полете". Для Дэвида Ливингстона водопад, представляющий собой, в прямом смысле, стену воды длиной около 1675 м. и высотой 107 м, был, собственно говоря, препятствием на пути христианских миссионеров, стремящихся добраться до туземцев в глубине материка. Для него главным результатом путешествия было открытие плато Батока к востоку от водопада - места, представлявшегося ему подходящим для создания поселения, если Замбези окажется судоходной по всей длине (этого не случилось). Несмотря на досаду, вызванную открытием водопада, пресекшего видевшийся ему "путь", Ливингстон все же признал, что его величие достойно лишь имени британской королевы Виктории.
  Водопад - это лишь начало живописного отрезка русла реки, ибо окутанная облаком брызг река с ревом тут же устремляется в тесное ущелье, по которому петляет зигзагами в течение почти что 70 км. Эти замысловатые извивы и головокружительные повороты вызваны трещинами в породе, расширенными за тысячелетия одной только силой воды.
  Река Замбези блуждает по плато, сформированному из слоев песчаника и базальта; в местах встречи двух этих различных пород и формируются трещины.
  
11 Сентября 2010, 12:43 цитировать

0
Ответьте на вопрос: В каком году Ярославлю 1000 лет? -

Вы — Гость. Не хотите ли авторизоваться или зарегистрироваться?