Raport prin inginerie genetică - prezent și viitor
1. Metode de inginerie genetică
2. Realizările ingineriei genetice
3. inginerie genetică: Pro și Contra
4. Perspectivele de inginerie genetică
Referințe
Ingineria genetică - un set de tehnici, metode și tehnologii pentru producerea de ARN și ADN-ul recombinant, izolarea de gene de la un organism (celulă) a manipulării genelor și introducerea lor în alte organisme. Ingineria genetică este folosită pentru a produce calitatea dorită variază în corp.
Ingineria genetică nu este o știință în sens larg, dar este un instrument de biotehnologie, folosind studii de stiinte biologice, biologie moleculara, biologie celulara, genetica, microbiologie. Evenimentul cel mai izbitor, privlokshim cea mai mare atenție și este foarte importantă în consecințele sale, a fost o serie de descoperiri care a dus la crearea eredității de gestionare a organismelor vii, cu penetrarea de către conducere în „Sfânta Sfintelor“, a celulelor vii - în aparatul său genetic.
Nivelul modern al cunoștințelor noastre de biochimie, biologie moleculara si genetica poate conta pe dezvoltarea cu succes a noilor biotehnologii - inginerie genetică. și anume set de metode care să permită operațiunile prin in vitro, transferul informației genetice de la un organism la altul. Transferul de gene permite să depășească barierele și interspecii de transfer de trasaturi ereditare individuale alte organisme. Scopul ingineriei genetice - nu traduse in mituri si realitate care primesc celule (in special bacteriene) capabile de a transforma unele proteine „umani“ la scară industrială.
1. Metode de inginerie genetică
Cea mai comună metodă de inginerie genetică este o metodă de producere recombinantă, adică conținând plasmide de gene străine. Plasmidele sunt circulare molecula de ADN dublu catenar constând dintr-o multitudine de perechi de nucleotide. Plasmidele sunt elemente genetice autonome (adică replicare, înmulțirea) în celula bacteriană nu este în același timp în care molecula de ADN principal. Deși plasmide reprezintă doar o mică parte din ADN-ul celulei, ele sunt astfel vitale pentru gene bacterii, gene de rezistență. Diferite plasmide conțin gene diferite de rezistență la antibiotice.
Cele mai multe dintre aceste medicamente - antibiotice utilizate ca medicamente în tratamentul unui număr de boli la oameni și animale domestice. Bacteria care au diferite plasmide capătă rezistență la diferite antibiotice, săruri ale metalelor grele. Sub acțiunea anumitor antibiotice asupra celulelor bacteriene rezistentei plasmide care le conferă sa răspândit rapid printre bacterii, menținându-le în viață. Dispozitiv de plasmide ușor și ușurința cu care pătrund în bacteriile folosind inginerii genetice pentru introducerea genelor în celulele bacteriene ale organismelor superioare.
Un instrument puternic pentru ingineria genetică sunt enzime - endonuclează de restricție sau o enzimă de restricție. Restricție înseamnă literal „limitare“. Celulele bacteriene produc o enzimă de restricție străină pentru a rupe, în primul rând fag ADN, care este necesară pentru a limita infecția cu virusul. Enzimele de restricție recunosc secvență de nucleotide specifice și face simetric dispuse oblic în afară, pauze în spiralele ADN, la distanțe egale de centrul site-ului de recunoaștere. Ca rezultat, simplu spiralat scurt „coada“ (de asemenea, numit „lipicios“ capete) sunt formate la capetele fiecărui fragment de ADN digerat.
Întregul proces de bacterii care produc, numita clonare, constă în etape succesive:
1. Restricție - cut ADN uman cu enzima de restricție într-o multitudine de fragmente diferite, dar cu aceleași capete „lipicioase“. Aceleași capete obținute prin tăierea ADN-ul plasmidic al aceleiași enzime de restricție.
2. Ligitirovanie - încorporarea fragmentelor de ADN uman în plasmida datorită „capete adezive reticulabili“ enzimă ligazei.
3. Transformarea - introducerea plasmidelor recombinante în celulele bacteriene, tratate într-un mod special - astfel încât acestea să devină un moment permeabil la macromolecule. Cu toate acestea, plasmid penetrează doar o parte a bacteriilor tratate. Bacteriile transformate cu plasmid dobândesc rezistență la un anumit antibiotic. Aceasta le permite să fie separate de bacteriile netransformate pier pe un mediu care conține antibiotic. În acest scop, bacteriile au fost însămânțate în mediul de cultură, pre-diluat, astfel încât placarea celulelor au fost la o distanță semnificativă unul față de celălalt. Fiecare dintre formele și multiplică o colonie de mai multe mii de descendenți bacterii transformate - o clonă.
4. Screening - selecție printre bacterii clone care poartă gena umană. Pentru a face acest lucru, toate coloniei bacteriene este acoperit cu un filtru special. Când acesta este îndepărtat, rămâne o amprenta de colonii, ca parte a celulelor din fiecare clonă aderă la filtru. Apoi, petrece o hibridizare moleculară. Filtru a fost imersată într-o soluție de sondă marcată radioactiv. Sonda - o polinucleotidă complementară la o parte a genei dorite. El hibridizează numai cu plasmide recombinante care conțin gena. După hibridizare la filtru în întuneric filmul fotografic suprapusa cu raze X și câteva ore de afișajul său. Regulament de zone iluminate pe film permite să găsească printre setul de clone bacteriene transformate cele care au o plasmidă cu gena dorită.
Nu este întotdeauna posibil să se taie gena folosind enzime de restricție. Prin urmare, în unele cazuri, procesul de clonare pentru a obține gena vizate dorită. În acest scop, din celule umane este izolată și ARN care este o copie a transcripției genei și de enzima - revers transcriptaza sintetizată catenă de ADN complementar la aceasta. Apoi ARNm care a servit ca matriță în timpul sintezei ADN este distrus enzima special capabil ARN cu lanț hidrolizare interconectată cu lanț ADN. Lanțul ADN rămas servește ca matriță pentru sinteza de revers transcriptază kompletentarnoy catena a doua ADN.
Rezultată dublu helix a ADN-ului se numește un ADNc (ADN complementar). Ea corespunde genei din care a fost citită, și ARN-ul care se execută în reverstranscriptazei. O astfel de ADNc este încorporată într-o plasmidă, care este transformată bacterie pentru a obține clone care conțin numai genele umane selectate.
Pentru a efectua transferul de gene, efectuați următoarele operații:
· Izolarea celulelor bacteriene, animal sau genele plantei respective, care sunt programate pentru transfer.
· Crearea unor constructe genetice speciale, care includ acele gene planificate vor fi introduse în genomul altei specii.
· Introducerea constructe genetice în celulă și apoi în genomul altei specii, și cultivarea celulelor transformate în organisme întregi.
2. Realizările ingineriei genetice
inginerie genetică biotehnologie ereditate
Acum deja capabil de a sintetiza gene si sintetizate prin astfel de gene introduse în bacterii se obține un număr de substanțe, în special hormoni și interferon. Producția lor a fost o industrie importantă biotehnologie.
Deci, în 1980, un hormon de creștere - somatropină - primit de la bacteria Escherichia coli. Înainte de dezvoltarea ingineriei genetice, a fost izolat din glandele pituitare ale cadavrelor. Somatotropinele sintetizat în celulele bacteriene prin inginerie in mod specific are avantaje clare: este disponibil în cantități mari, preparatele sale sunt pure biochimică și lipsite de contaminare virală.
În 1982 insulina hormon godu a început să primească o scară industrială de bacterii care conțin gena pentru insulină umană. Până la acel moment, insulina este eliberat din pancreas de vaci și porci sacrificați, este dificil și costisitor.
Interferonul - o proteină sintetizată de organism ca răspuns la infecții virale, este acum de a fi studiate ca un posibil tratament pentru cancer si SIDA. Aceasta ar avea nevoie de mii de litri de sânge uman pentru a obține acea cantitate de interferon, care dă numai un litru de cultură bacteriană. Este clar că beneficiile de producție în masă a acestei substanțe este foarte mare. Este de asemenea important obținută pe baza sintezei microbiologice a insulinei necesare pentru tratamentul diabetului zaharat. Prin tehnici de inginerie genetică a reușit să creeze o serie de vaccinuri care sunt acum testate pentru a verifica eficacitatea lor impotriva cauzelor SIDA, virusul imunodeficienței umane (HIV).
Un alt domeniu promițător de medicament asociat cu ADN recombinant - terapia genică. In aceste documente, care încă nu au apărut încă din faza de pilot, organismul să lupte împotriva tumorii injectat construit prin metoda de copiere inginerie genetică a unei gene care codifică o enzimă antineoplazic puternic. Terapia genică a început să fie folosit, de asemenea, pentru a lupta cu tulburări ereditare ale sistemului imunitar.
În agricultură am reușit să modifice genetic zeci de culturi alimentare și furajere. În utilizarea de creștere a animalelor de hormon de creștere obținut prin biotehnologie, a permis să crească producția de lapte; cu ajutorul unui virus modificat genetic a creat un vaccin impotriva herpes la porci.
3. inginerie genetică: Pro și Contra
In ciuda avantajelor clare de cercetare genetica si de experimentare, însăși noțiunea de „inginerie genetică“, a dat naștere la diverse suspiciuni și temeri, a devenit o chestiune de îngrijorare și chiar dispute politice. Mulți se tem astfel încât orice virus care cauzeaza cancer la om, va fi introdus in bacterie in mod normal locuieste in organism sau pe pielea umană, iar apoi bacteria va cauza cancer. De asemenea, este posibil ca plasmida care poartă gena pentru rezistență la medicamente, vor fi puse în pneumococ, cauzând pneumococ devin rezistente la antibiotice si pneumonie nu va răspunde la tratament. Acest tip de pericol, desigur, există.
Ingineria genetica - un mod puternic de a schimba viața, dar potențialul său poate fi periculoasă, iar primul lucru pe care să ia în considerare complex și dificil de prezis efectele legate de posibilul impact asupra mediului. Imaginați-vă un fel de otravă, mai ieftin decât pentru a produce erbicide complexe de acțiune selectivă, dar care nu pot fi utilizate în tehnologia agricolă din faptul că ucide plantele utile sunt pe picior de egalitate cu buruieni. Acum imaginați-vă că, de exemplu, în grâu, au introdus o gena care o face rezistenta la otrava. Fermierii au plantat câmpurile lor de grâu transgenic, pot pulveriza în mod liber otrava mortala, sporind veniturile, dar cauzând prejudicii ireparabile mediului. Pe de altă parte, genetica se poate realiza efectul opus în cazul în care va aduce o cultură care nu are nevoie de erbicide.
Ingineria genetica a aruncat o provocare unică pentru omenire. Ceea ce ne aduce inginerie genetică, fericire sau nenorocire? Pe pericolele posibile ale alimentelor modificate genetic pentru sănătatea umană sunt trumpeting deja întreaga lume. opinie univocă și unanim de oameni de știință cu privire la această problemă nr. Unii cred că ingineria genetică va salva omenirea de foame, alții - că produsele alimentare modificate genetic, va distruge toată viața de pe pământ, cu omul. Oamenii de știință implicați în această afirmație, că plantele modificate genetic sunt mai productive, mai rezistente la pesticide, este profitabilă economic normal. Prin urmare, ei sunt viitorul. Dar experții care nu au legătură cu producătorii produsului sunt departe de a fi optimiste.
Pentru a prezice consecințele pe termen lung, care ar putea rezulta din consumul de produse modificate genetic, este în prezent imposibil. Relativ confortabil cu GM - alimente (modificate genetic) - în Statele Unite, unde au fost cultivate în prezent aproximativ 80 la suta din toate culturile genetice. Europa se aplică și în acest extrem de negativ. Sub presiunea din partea publicului și a consumatorilor care doresc să știe ce mănâncă, în unele țări, un moratoriu privind importul de astfel de produse (Austria, Franța, Grecia, Marea Britanie, Luxemburg).
Oamenii de știință cred că, cu ajutorul unor plante modificate genetic pot reduce pierderile de recolte. Astăzi, în România finalizat testarea de cartofi SUA rezistente la gândacul de Colorado. Poate că în acest an va fi primit permisiunea pentru producția industrială. Au soiuri similare este una semnificativă „dar“. Atunci când se produc plante cu rezistență crescută în mod dramatic la orice dăunătorilor, după două sau trei generații de acest parazit se adapteaza la plante, și să mănânce chiar mai puternic. Prin urmare, un cartof stabil poate produce astfel de dăunători agresivi cu care lumea sa confruntat vreodată.
4. Perspectivele de inginerie genetică
Dezvoltarea științei ne oferă potențialul de rău și pentru bine. Prin urmare, este important ca am facut alegerea potrivita. Principala dificultate este de natură politică - decizia este pe cine este „noi“ în această propoziție. Dacă lăsați această problemă la forțele pieței arbitrare sunt susceptibile de a suferi interesele pe termen lung ale mediului. Dar acest lucru se poate spune despre multe alte aspecte ale vieții.
Referințe
1. Neiman BJ microbii din industrie. - Cunoașterea 1983.