Что такое генная инженерия

Здравствуйте уважаемые читатели блога. Развитие науки, начиная с 20 века, идет семимильными шагами.

Иногда у нас нет времени понять, что еще открыли и изобрели ученые, мы принимаем новое как должное. Но «мудрый человек» не должен быть невеждой.

Итак, давайте приоткроем завесу тайны над одним из самых острых вопросов последних пятидесяти лет. Поговорим сегодня о том, что такое генная инженерия, зачем она нужна и чем она отличается от генетической селекции.

Генная инженерия – что это такое

Все живые организмы на Земле представляют собой сложные биологические системы, развитие которых происходит по запрограммированному алгоритму. Этот алгоритм написан на молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). В этой макромолекуле зашифрована информация о наследственной генетической информации.

ДНК состоит из генов. Каждый из них отвечает за какой-либо наследственный признак или участвует в формировании ряда признаков.

Внешняя среда может лишь незначительно повлиять на изменение запрограммированного природой алгоритма.

Развитие науки во второй половине 20 века позволило изучить структуру ДНК и научиться исправлять гены. Так возникло новое направление в науке, получившее название генная инженерия (генетика.

Примечание: правильно ударить третий слог (инженерный). Слово «инженерия» происходит от латинского «ingenium», что означает «изобретательность». Он подразумевает изобретение и применение определенных способов воздействия на любой материальный объект.

Таким образом, генная инженерия представляет собой набор методов, приемов и технологий, которые используются для манипулирования генами.

Генная инженерия (ГЭ) — это технология высокого уровня, использующая последние достижения микробиологии, вирусологии и биологии.

Методы генной инженерии (то есть способы, которыми ученые достигают своих целей):

1. полиплоидия – количественное увеличение хромосомных наборов;
2. слияние протопластов — объединение клеток или их частей;
3. трансгенез: добавление генов других видов (например, введение вируса пятнистости в ДНК папайи, чтобы сделать плод устойчивым к поражению этим заболеванием);
4. корректировка генома в соответствии с желаемыми характеристиками.

ГИ позволяет «строить» новые клетки из ДНК и РНК (рибонуклеиновой кислоты), используя ДНК и РНК других биологических объектов.

Для справки: ДНК хранит наследственную информацию, а РНК ее несет. Манипулятивные процессы с генами осуществляются вне живого организма и затем в него вносятся уже измененными.

Этапы манипуляции с генами:

1. выделение определенного гена из цепочки ДНК;
2. введение чужеродного гена в модифицированную молекулу ДНК;
3. введение модифицированной ДНК в живой организм;
4. отбор успешных генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение неудачных.

Наиболее ярким примером результатов генной инженерии является клонирование (получение генетической копии) в 1996 году овцы по кличке Долли (умершей в 2003 году).

Другие примеры менее очевидны, но более практичны: кукуруза, соя и другие генетически модифицированные (ГМ) культуры. Так, в США трансгенная соя составляет до 85% всего объема возделываемого урожая. Трансгенные растения используются в сельском хозяйстве с 1996 года.

Он научился модифицировать на уровне генов и рыб. В ДНК генетически модифицированного лосося был введен дополнительный гормон роста. Благодаря этому рыбки растут в 2 раза быстрее своих собратьев.

Какие проблемы решает генная инженерия

Целью генной инженерии является изменение свойств и характеристик живых организмов путем воздействия на их геном (набор генов).

В частности, ГУ решает следующие вопросы:

1. придают устойчивость к некоторым пестицидам (например, к гербицидам сельскохозяйственных культур);
2. получение устойчивости к болезням и вредителям;
3. повысить продуктивность ГМО;
4. создание качеств и особых характеристик модифицированного объекта.

Изначально с помощью ГИ ученые стремились вывести устойчивые к болезням культуры с рекордной урожайностью. Цель состоит в том, чтобы устранить угрозу голода на Земле.

Сегодня цели уже намного выше: ученые пытаются использовать ГИ для создания способов борьбы с такими серьезными заболеваниями, как ВИЧ или онкология, для получения человеческого инсулина с помощью генетически модифицированных бактерий.

Достижения генной инженерии:

1. создание банка генов бактериальных клонов с частицами ДНК различных биологических организмов, в том числе человека;
2. промышленное производство инсулина, интерферона, гормональных лекарственных препаратов на основе ГМ-штаммов вирусов, бактерий и дрожжей;
3. создание высших биологических организмов (растений, рыб, млекопитающих).

Чем отличаются генетическая селекция и генная инженерия

Основное различие между генетической селекцией и генной инженерией заключается в подходе к решению одной и той же проблемы.

В первом случае речь идет о селекции и скрещивании биологических объектов с заданными характеристиками. Во втором – это создание ГМО с нужными характеристиками путем вмешательства в структуру ДНК, то есть модификация генотипа путем встраивания в него определенного гена или генов).

Селекция – вид искусственного отбора, осуществляемого человеком для получения определенных качеств биологического объекта.

Например, выращивание новых пород животных того же вида (собак, кошек, кур, коров и т д.). Отбор используется для улучшения желаемых качеств без принудительных манипуляций с ДНК. Осуществляется путем скрещивания особей разного пола, т.е биологическим способом полового размножения.

С помощью ГИ можно получить биологический объект от родителей разных видов путем вставки в ДНК одной особи чужеродного гена от объекта другого вида.

Изменения генома при ИГ осуществляются преднамеренно, тогда как при отборе геном корректируется случайным образом.

Узнавайте новое вместе с нами!

Автор статьи: Елена Копейкина