Прикладная генетика

Во второй половине XX века. на стыке генетики и молекулярной биологии сформировалась новая мощная отрасль науки — биотехнология — наука об использовании организмов, клеточных культур и биологических процессов в промышленном производстве. К биотехнологии относятся генная инженерия и клонирование сельскохозяйственных растений и животных.

Ежегодно в СЕЛА именно на биотехнологию тратят почти половину средств, выделенных для академических научных исследований. ее достижения используют в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и многих других сферах деятельности, однако взвешенное применение биотехнологии может нанести значительный ущерб как природе, так и человечеству. – генные ключи рассчитать

Все аспекты практического использования генетики охватывает прикладная генетика.

Прикладная генетика — наука, изучающая наследственность и изменчивость различных форм живых организмов с целью использования полученных данных в селекции растений, животных и микроорганизмов, а также для разработки методов лечения наследственных болезней человека и животных.

Достижения прикладной генетики воплощаются в воздействиях на живые организмы — животные и растения — с целью получения продукции высшего качества и в больших количествах.

Генная инженерия

Мощным методом прикладной генетики и биотехнологии, что позволяет изучать и изменять генетический код живых организмов, является генная инженерия. С ее помощью человек может изменять другие организмы для своих нужд и лечить наследственные болезни.

Методы генной инженерии, основанные на использовании бактерий.

Основные методы генной инженерии были разработаны во второй половине XX века. на бактериях. Они заключались в введении в организм нового гена. Этот ген можно синтезировать заново или перенести из другого организма. Если в геном бактерии встроить ген, кодирующий определенный белок, клетка бактерии превращается в живую фабрику по производству этого белка.

Получение любого количества копий гена только с одного его образца называют клонированием. Для клонирования гена пользуются т. зв. вектором, которым, как правило, является плазмида или бактериофаг. Плазмида — это небольшой кольцевой фрагмент ДНК, обнаруженный в некоторых бактериях. Она отделена от основной ДНК реплицируется независимо от нее. Бактериофаги (сокращенно фаги) — вирусы, которые могут вводить свою ДНК в бактериальную клетку, где эта ДНК реплицируется.

Фрагменты ДНК, то есть гены, которые необходимо клонировать, с помощью специального фермента изымают из генома организма-донора, а затем с помощью другого фермента сочетают с плазмидной или фаговою ДНК. Если гибридную ДНК ввести в бактериальную клетку, то в процессе размножения бактерии увеличивается и количество копий этой ДНК. Модифицированные таким образом бактерии способны продуцировать определенные необходимые вещества (инсулин, гормон роста человека, коровий соматотропин и др.), чего в нормальных условиях они делать не способны.

Инсулин — гормон белковой природы, который образуется в поджелудочной железе и играет жизненно важную роль в регуляции содержания сахара в крови. Недостаток инсулина является причиной сахарного диабета — тяжелого заболевания, через которое страдает примерно 3% населения земного шара. На данный момент более 2 млн больных диабетом во всем мире пользуются для лечения инсулином, полученным с помощью модифицированных бактерий, в геном которых встроен ген инсулина человека.

Гормон роста человека — белок, который вырабатывается гипофизом и действует на все ткани организма. Недостаток этого гормона в детстве приводит к карликовости с нормальными пропорциями тела. Для медицинских нужд гормон роста получают с помощью бактерий с встроенным в их геном человеческим геном, что обеспечивает синтез этого белка. Регулярные инъекции гормона роста больным детям восстанавливают их рост почти до нормального уровня.

Коровий соматотропин — это гормон, подобный гормона роста человека. Он тоже вырабатывается в гипофизе и стимулирует деление клеток в теле животных. Ген, кодирующий коровий соматотропин, был встроен в геном бактерии. Инъекции даже небольших доз соматотропина коровам увеличивают продуцирование молока на 25%, а массу скота, выращиваемого на мясо — на 10-15%. После прекращения инъекций масса коров и их удойность возвращались к исходному уровню.

С помощью генной инженерии стало возможным создание бактерий, способных очищать поверхность водоемов от нефтяного загрязнения. Способ химической очистки, который сейчас применяют, чрезвычайно вреден для живой природы. Проводятся успешные испытания искусственно созданных бактерий, которые способны разрушать углеводородные соединения нефти.

Генетическая перестройка растений и животных.

Многоклеточные организмы тоже можно изменять с помощью генной инженерии. Генетически перестроены с использованием методов генной инженерии организмы принято называть транс генными.

Выведение трансгенных организмов является перспективной альтернативой традиционным методам селекции животных и растений. Улучшение сортов растений и пород животных в традиционный способ — длительный процесс, который требует 7— 12 лет. Генная инженерия дает возможность создавать новые формы растений и животных с нужными человеку свойствами лишь за несколько лет. Трансгенные растения или животные, как и бактерии, могут стать дешевым и простым средством производства достаточного количества разнообразных полезных продуктов, и не только пищевых.

Оставьте комментарий



Ссылки в комментариях будут свободны от nofollow.

Яндекс.Метрика