Генная инженерия и генетически модифицированные организмы

Одним из наиболее перспективных направлений биотех­нологии считают генную инженерию — манипуляции с генети­ческим аппаратом и определёнными генами (рис. 79), которые позволяют с помощью молекулярно-биологических методов искусственно конструировать новые комбинации генотипа или даже образовывать новые геномы.

Самое новое направление современной биотех­нологии — получение трансгенных организмов, т. е. организмов, содержащих трансгены (от лат. транс — через и греч. генос) — гены бактерий, грибов, растений или животных, которые являются чужеродными для данного вида организмов. Живые организмы, изменённые генно-инженерными мани­пуляциями, получили название генетически моди­фицированных организмов (ГМО). Ценность генной инженерии в том, что её методы позволяют осу­ществить давнюю мечту селекционеров: придать организму такие признаки, какие нельзя перенести путём скрещивания с близкородственными видами.

Рис. 79. Растение в чашке Петри во время лабора­торных манипуляций

Генная инженерия родилась в 1972 году в Стэндфордском универси­тете в США, когда Поль Берг впервые объединил в пробирке фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса. Полученная рекомбинантная ДНК была введена в бактерию, которая стала первым трансгенным организмом.

С помощью методов генной инженерии стало возможно создавать организмы с новыми, ранее не присущими им свой­ствами. Например, известно, что миллионы людей, больных сахарным диабетом, нуждаются в ежедневных инъекциях инсулина (инсулин — гормон белковой приро­ды, ответственный за обмен сахара в организме, который продуцирует поджелудочная железа). До того как в процесс производства инсулина вмешалась генная инженерия, гормон получали из поджелудочных желез свиней, крупного рогатого скота и китов. Инсулин свиней отличается от человеческого одной аминокислотой, крупного рогатого скота — тремя, а китов ещё большим количеством аминокислотных замещений.

Очевидно, что лучший для человека инсулин — человече­ский. Но как же его получить? Благодаря генно-инженерным технологиям человеческий инсулин стали продуцировать ... бактерии группы кишечной палочки! Для этого создали трансгенный организм, встроив в геном бактерии ген челове­ческого инсулина. В результате непритязательные и дешёвые в содержании бактерии, которые к тому же чрезвычайно быстро размножаются, оказались способны синтезировать инсулин такого же химического состава, как и естественный челове­ческий. Для человека такой инсулин не является инородным веществом.

Не следует думать, что получение генетически модифици­рованных организмов — прерогатива нашего времени. Первые препараты человеческого инсулина, полученные от генети­чески модифицированных бактерий, попали в продажу в 70-е годы прошлого столетия и с тех пор (уже около 40 лет) активно используются во всём мире.

От трансгенных бактерий дёшево, быстро и в боль­шом количестве получают интерферон, иммуноглобу­лины, разные гормоны, незаменимые аминокислоты.

Рис. 80. Трансгенный картофель (а) и сою (б) внешне не отличить от обычных сортов

Генетически модифицированные растения тоже могут вырабатывать лекарственные вещества. Но такое направление генной инженерии не является таким уж перспективным. Большинство генных модификаций растений направлено на развитие их устойчивости к сельскохозяйственным вредителям или вирусам, выживание при обработке полей гербицидами, повышение вкусовых и технических качеств (рис. 80).

Впервые трансгенные растения вырастили в 1982 году учёные из Института растениеводства в Кёльне и американ­ской компании «Монсанто». С тех пор только в этой компании получено более 45 тыс. линий трансгенных растений, в том числе яблони, сливы, винограда, томатов, капусты, баклажана, огурцов, кукурузы, пшеницы, сои, риса, ржи, табака и других. Материал с сайта http://worldof.school

Конечно, улучшения качества пищевой продук­ции добиваются не только с помощью генетических модификаций, но и другими, ставшими уже тради­ционными, способами. Например, выращивают рас­тения, применяя большое количество химических удобрений, растительных гормонов, обрабатывают плоды специальными веществами, которые позволяют их дольше сохранять. В продукты добав­ляют химические вещества — консерванты, ароматизаторы, усилители вкуса. Генетический состав исходных организмом при этом не изменяется, и к генной инженерии подобные методы усовершенствования качества продукции не имеют никакого отношения.

Далёкие от биологии люди часто воспринимают слово «модифицированный» как непременный указатель на то, что продукт получен методом генной инженерии. Напри­мер, так трактуют термин «модифицированный крахмал». Напомним: крахмал — это хими­ческое вещество, углевод. Модификация крахмала — это химический процесс деления длинной молекулы крахмала на более короткие отрезки. Вследствие этого полученная смесь полисахаридов обладает высокой способностью удерживать влагу и применяет­ся как сгуститель. Модифицированный крахмал не имеет никакого отношения к генно-модифицированным организмам, поскольку не является организмом и не имеет генов.

На этой странице материал по темам:

• Презентация по химии генная инженерия

• Гм-организмы 2014-2015

• Модифицированные организмы доклад на урок биологии

• Генная инженерия лекция

• Краткое сообщения на тему гмо

Вопросы по этому материалу:

• Что такое генетически модифицированные организмы? Приведите примеры таких организмов.

• Как осуществляется перенос ге­нов при создании трансгенных организмов?