БИОТЕХНОЛОГИЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Выдающиеся достижения биотехнологии в конце XX в. привлекли к ней внимание не только широкого круга ученых, но и всей мировой общественности. Не случайно XXI в. предложено считать веком биотехнологии.

Биотехнология - междисциплинарная область знаний, базирующаяся на микробиологии, биологической химии, вирусологии, иммунологии, генетике, инженерных науках и электронике. Важной ветвью биотехнологии является генетическая инженерия. Она представляет большой практический интерес для медицины, сельского хозяйства, промышленности, поскольку отныне можно получать в необходимых количествах ранее дефицитные активные вещества и фармацевтические препараты.

Термин «генетическая инженерия» появился в научной литературе в 1970 г., а генетическая инженерия как самостоятельная дисциплина - в декабре 1972 г., когда П. Берг и сотрудники Стенфордского университета (США) получили первую рекомбинантную ДНК, состоящую из ДНК вируса SV40 и бактериофага Xdvgal.

Генегическая инженерия - это конструирование искусственным путем in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК) и наследственно измененных организмов. Суть генетической инженерш! состоит в целенаправленном конструировании особых гибридных молекул вне организма с последующим их введением в живой организм. При этом гибридные молекулы (рекомбинантные ДНК) становятся составной частью генетического аппарата данного организма. В результате наследственная программа организма изменяется, ему сообщаются новые генетические, биохимические и физиологические свойства. Таким образом, цель генетической инженерии - создание рекомбинантных ДНК, которые придавали бы организму новые полезные свойства.

Список биологически активных веществ, в которых заинтересована медицина и промышленное производство которых уже налажено или планируется в будущем, обширен.

В их числе инсулин (для лечения при инсулинзависимом сахарном диабете), гормоны роста (для гормональной стимуляции роста при нанизме), интерферон а, р и у (для лечения вирусных инфекций и преодоления несовместимости при пересадках органов и тканей), интерлейцин 2 (при заболеваниях иммунной системы), активатор профибринолизина (для борьбы с тромбозами), вакцина против гепатита В (для вакцинации), вакцина против ящура (для вакцинации скота), щ-антитрипсин (для лечения эмфиземы легких), фактор крови VTH (для лечения гемофилии А), фактор крови IX (для лечения гемофилии В) и др.

Генная инженерия решает такие важные задачи, как:

  • - получение генов путем выделения их из клеток или синтеза;
  • - получение рекомбинантных молекул ДНК;
  • - клонирование генов;
  • - введение генов в клетку и синтез чужеродного ей белка.

Бурное развитие генетической инженерии связано с разработкой новейших методов исследований, среди которых необходимо выделить основные:

  • - расщепление ДНК (рестрикция) - необходимо для выщепления генов и манипуляций с ними;
  • - гибридизация нуклеиновых кислот, при которой благодаря их способности связываться друг с другом по принципу комплементарности можно выявлять специфические последовательности ДНК и РНК, а также совмещать различные генетические элементы. Используется в полимеразной цепной реакции для амплификации ДНК in vitro;
  • - клонирование ДНК - осуществляется путем введения фрагментов ДНК или их групп в быстрореплицирующиеся генетические элементы (плазмиды или вирусы), что дает возможность размножать гены в клетках бактерий, дрожжей или эукариот;
  • - определение нуклеотидных последовательностей (секвенирова- ние) в клонируемом фрагменте ДНК. Позволяет определить структуру генов и аминокислотную последовательность кодируемых ими белков;
  • - химико-ферментативный синтез полинуклеотидов - часто необходим для целенаправленной модификации генов и облегчения манипуляций с ними.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >