Nuo tada, kai mokslininkams pavyko klonuoti avį, ginčai dėl žmogaus įsikišimo į gamtą pasekmių pasaulyje nesiliauja. Parduotuvių lentynose glotnūs, lygūs obuoliai, kurių idealią formą lėmė vienos šiaurinės jūros žuvies genai, pačios bulvės naikina Kolorado vabalus. Nežinia, kokiu tikslu, tačiau mokslininkams iš Pietų Korėjos pavyko išvesti raudonai švytinčias kates. Tiesa, taip nutinka ne visada, o tik tada, kai ultravioletinis spindulys nukreipiamas į tamsioje patalpoje padėtą katę.
Be abejo, daugiau naudos turės vaikai, kurie vilną paveldėjo iš modifikuotos motinos, turinčios šilkaverpių genus. Ožkos plaukai visada buvo labai vertinami, o Vajomingo universiteto profesoriaus Randy Lewiso pastangomis jie bus pritaikyti įvairiose srityse.
Amerikos prekybos centruose netrukus lentynose pasirodys nauja lašišos rūšis. Šią žuvį, be jokios abejonės, galima pavadinti superlašiša, nes ji dvigubai didesnė už įprastą. „Aqua Bounty“ firmos mokslininkai pristatė Chinook lašišos, kuri auga greičiau nei įprasta žuvis, ir maltos žuvies – ungurio, kuri gali priaugti svorio ištisus metus, genus. JAV valstybinė maisto ir vaistų administracija naująją lašišą pripažino ne tik saugia, bet ir naudinga žmonėms.
Rūpindamiesi žmonių sveikata, mokslininkai iš Indijos atliko daugybę eksperimentų, kaip auginti bananus, kurie padeda išgydyti hepatitą B. Be bananų, naudingų savybių turi morkos, salotos, bulvės ir net tabako lapai. Daugelį metų gydytojai ir mokslininkai visame pasaulyje ieško universalių vaistų nuo vėžio. Gydytoja Helen Sang iš JK sugebėjo išvesti viščiukus su žmogaus DNR. Tokių viščiukų kiaušiniuose yra specialių baltymų, kurie suvalgyti padės išgydyti odos vėžį.
Ne paslaptis, kad kiaulės ir veršeliai auginami specialiuose ekologiniuose ūkiuose, kurių organai jau gelbsti ne vieno žmogaus gyvybę. Iš kiaulių paimamos širdies dalys, iš kurių gaminami bioprotezai žmogaus širdžiai, iš veršelių viršutinis kepenų lukštas. Tam tinka sveiki gyvūnai, užauginti be genetikų įsikišimo. Mokslininkai nuėjo dar toliau ir bando gyvūnų kūne išauginti organus, kuriuos būtų galima visiškai persodinti žmogui. Siekiant pašalinti audinių atmetimą, kiaulėms suleidžiami specialūs genai. Sėkmingas eksperimentas jau atliktas persodinant žiurkės kūne užaugintą pelės kasą. Tai atlieka Škotijos mokslinė laboratorija, kuri supažindino pasaulį su garsiąja avyte Dolly.
Karinis skyrius negalėjo praleisti tokios progos ir nepanaudoti mokslininkų pasiekimų savo reikmėms. Universalus karys, itin stiprus ir ištvermingas žmogus – bet kurios pasaulio kariuomenės svajonė. Genų eksperimentus su žmonėmis draudžia JT konvencija, bet ar tai gali sustabdyti kariuomenę? Niekas atvirai neskelbs savo sėkmės ir pasiekimų kuriant supermeną. Vien tyrimams 2013 metais buvo skirta daugiau nei 40 mln. Ši suma turėtų padengti mokslinius tyrimus įtakos nervų sistemai ir žmogaus psichikai srityje. Jei šie eksperimentai bus sėkmingi, gyvi zombiai, priklausantys kažkieno valiai, taps realybe! Ir visa tai galima pasiekti pasitelkus genų inžineriją. Pasidaro baisu.
fakultetas Biotechnologijos ir veterinarinė medicina
skyrius IBZ ir VSE
Specialybė Veterinarijos
Studijų forma pilnas laikas
Na II
SAVARANKIŠKAS STUDENTŲ DARBAS
DisciplinaVeterinarinė virusologija ir biotechnologijaGyvūnų anatomija
Studentė Fazylova Mavludabonu Izatulloevna
Prižiūrėtojas:
Kbn, docentas
Nikolaeva Oksana Nikolaevna
(akademinis laipsnis, vardas, pavardė)
Apsaugos įvertinimas:
____________________________
____________________________
(parašas)
"____" _________________ 20__
1. Genų inžinerija mikrobiologijos ir virusologijos srityse……………………3
1.1 Genų inžinerijos metodai…………………………………………………….…5
1.2 Įdomūs genų inžinerijos faktai………………………………..…..12
2. Dinaminis (ritininis) ląstelių kultūros auginimas...13
3. Diagnostinių serumų paruošimas ir jų kontrolė………………16
3.1 Diagnostinių serumų kontrolė………………………………………19
Bibliografinis sąrašas……………………………………………………….21
Genų inžinerija mikrobiologijoje ir virusologijoje
Genų inžinerija – tai metodų, leidžiančių perkelti genus iš vieno organizmo į kitą, visuma arba tai yra kryptingai naujų biologinių objektų konstravimo technologija. Genų inžinerija nėra mokslas – tai tik priemonių rinkinys, naudojant šiuolaikinius ląstelių ir molekulinės biologijos, genetikos, mikrobiologijos ir virusologijos pasiekimus. Darbas su esamų organinių formų keitimu tapo įmanomas tik po to, kai 1953 m. buvo iššifruota DNR molekulė. Pagaliau supratome geno esmę, reikšmę baltymams, perskaitėme gyvų organizmų genomų kodą ir natūraliai mūsų mokslininkai tuo neapsiribojo. Išmokome išskirti geną iš organizmo ir susintetinti jį laboratorijoje. Įvaldęs genų modifikavimo technologiją, suteikiančią jam norimą struktūrą; rado būdų, kaip transformuotą geną įvesti į ląstelės branduolį ir prijungti prie esamų genetinių darinių.
Genų inžinerija yra biotechnologijų pagrindas. Ji iš esmės susiveda į genetinę rekombinaciją, t.y. genų pasikeitimas tarp dviejų chromosomų, dėl kurio atsiranda ląstelių ar organizmų, turinčių du ar daugiau paveldimų determinantų (genų), kurių tėvai skyrėsi vienas nuo kito. Rekombinacijos in vitro arba genų inžinerijos metodas apima DNR išskyrimą arba sintezę iš organizmų ar ląstelių, kurios skiriasi viena nuo kitos, hibridinių DNR molekulių gavimą, rekombinantinių (hibridinių) molekulių įvedimą į gyvas ląsteles, sąlygų užkoduotų produktų ekspresijai ir sekrecijai sudarymą. pagal genus.
Genai, koduojantys tam tikras struktūras, yra arba izoliuojami (klonuojami) kaip tokie (chromosomos, plazmidės), arba tikslingai atskiriami nuo šių genetinių darinių naudojant restrikcijos fermentus. Šie fermentai, kurių jau yra daugiau nei tūkstantis, gali perpjauti DNR ties daugybe specifinių ryšių, o tai yra svarbus genų inžinerijos įrankis. Neseniai buvo atrasti fermentai, kurie suskaido RNR ties tam tikromis jungtimis, pavyzdžiui, DNR restriktazėse. Šie fermentai vadinami ribozimais. Cheminės sintezės būdu galima gauti palyginti mažus genus. Norėdami tai padaryti, pirmiausia iššifruokite aminorūgščių skaičių ir seką medžiagos baltymo molekulėje, o tada iš šių duomenų atpažįstama geno nukleotidų seka, nes kiekviena aminorūgštis atitinka tris nukleotidus (kodoną). Sintezatoriaus pagalba chemiškai sukuriamas genas, panašus į natūralų geną. Vienu iš metodų gautas tikslinis genas, naudojant ligazės fermentus, suliejamas su kitu genu, kuris naudojamas kaip vektorius, hibridiniam genui įterpti į ląstelę. Plazmidės, bakteriofagai, žmonių, gyvūnų ir augalų virusai gali būti vektoriai. Išreikštas genas rekombinantinės DNR (plazmidės, fago, viruso DNR) pavidalu integruojamas į bakterijos ar gyvūno ląstelę, kuri įgyja naują savybę – gaminti šiai ląstelei neįprastą išreikšto geno koduojamą medžiagą. Kaip išreikšto geno recipientai dažniausiai naudojami E. coli, B. subtilis, Pseudomonas, ne vidurių šiltinės Salmonella serovarai, mielės ir virusai. Genų inžinerijos būdu buvo sukurta šimtai vaistų, skirtų medicinos ir veterinarijos reikmėms, buvo gauti rekombinantiniai padermės-superprodukoriai, kurių daugelis rado praktinį pritaikymą. Medicinoje jau naudojamos genetiškai modifikuotos vakcinos nuo hepatito B, interleukinų-1, 2, 3, 6, insulino, augimo hormonų, interferonų α, β, γ, naviko nekrozės faktoriaus, užkrūčio liaukos peptidų, mielopeptidų, audinių plazminogeno aktyvatoriaus, eritropoetino, ŽIV. antigenai, kraujo krešėjimo faktorius, monokloniniai antikūnai ir daugelis antigenų diagnostikos tikslais.
Genų inžinerijos metodai
1. Hibridologinė analizė yra pagrindinis genetikos metodas. Jis pagrįstas kelių kartų kryžminimo sistemos naudojimu, siekiant nustatyti savybių ir savybių paveldėjimo pobūdį.
2. Genealoginis metodas – naudoti kilmės dokumentus. Ištirti bruožų, įskaitant paveldimas ligas, paveldėjimo modelius. Šis metodas visų pirma taikomas tiriant žmonių ir lėtai veisiančių gyvūnų paveldimumą.
3. Citogenetiniu metodu tiriama chromosomų struktūra, jų dauginimasis ir funkcionavimas, chromosomų persitvarkymai ir chromosomų skaičiaus kintamumas. Citogenetikos pagalba nustatomos įvairios ligos ir anomalijos, susijusios su chromosomų struktūros pažeidimu ir jų skaičiaus pasikeitimu.
4. Populiacinis-statinis metodas taikomas apdorojant kryžminimo rezultatus, tiriant požymių ryšį, analizuojant populiacijų genetinę struktūrą ir kt.
5. Imunogenetinis metodas apima serologinius metodus, imunoelektroforezę ir kt., katė naudojama kraujo grupėms, baltymams ir fermentams tirti audinių kraujo serume. Jis gali būti naudojamas imunologiniam nesuderinamumui nustatyti, imunodeficitui nustatyti ir kt.
6. Ontogenetinis metodas naudojamas analizuojant genų veikimą ir pasireiškimą ontogenezėje įvairiomis aplinkos sąlygomis. Paveldimumo ir kintamumo reiškiniams tirti naudojami biocheminiai, fiziologiniai ir kiti metodai.
Rekombinantinėje DNR technologijoje naudojami šie metodai:
1. specifinis DNR skilimas restrikcijos nukleazėmis, pagreitinantis atskirų genų išskyrimą ir manipuliavimą jais;
2. greitas visų išgryninto DNR fragmento nukleotidų sekos nustatymas, leidžiantis nustatyti geno ir jo koduojamos aminorūgščių sekos ribas;
3. rekombinantinės DNR konstravimas;
4. nukleorūgščių hibridizacija, leidžianti tiksliau ir jautriau identifikuoti specifines RNR arba DNR sekas;
5. DNR klonavimas: amplifikacija in vitro polimerazės grandinine reakcija arba DNR fragmento įvedimas į bakterijos ląstelę, kuri po tokios transformacijos atkuria šį fragmentą milijonais kopijų;
6. rekombinantinės DNR įvedimas į ląsteles arba organizmus.
Genų inžinerijos esmė tokia: biologai, žinodami, kuris genas už ką atsakingas, jį išskiria iš vieno organizmo DNR ir įterpia į kito DNR. Dėl to galima priversti ląstelę sintetinti naujus baltymus, o tai suteikia organizmui naujų savybių.Žinome, kad genetinės informacijos mainai vyksta ir gamtoje, bet tik tarp tos pačios rūšies individų. Išimtis yra skirtingų rūšių individų (pavyzdžiui, šunų ir vilkų) kryžminimo atvejai.Genų perdavimas iš tėvų palikuonims tos pačios rūšies viduje vadinamas vertikaliuoju. Kadangi gauti individai, kaip taisyklė, yra labai panašūs į savo tėvus, gamtoje genetinis aparatas yra labai tikslus ir užtikrina kiekvienos rūšies pastovumą. Visa tai tapo įmanoma dėka fermentų – baltymų pagrindu susidarančių darinių, atsakingų už ląstelės darbo organizavimą. Visų pirma galima paminėti tokius fermentus kaip restrikcijos fermentai. Viena iš jų funkcijų – apsaugoti ląstelę nuo svetimų genų. Ateivių DNR ši patikima apsauga supjaustoma į atskiras dalis ir yra daug skirtingų restriktazių, kurių kiekviena atsitrenkia į griežtai apibrėžtą vietą.Pasirinkę tokių fermentų rinkinį, nesunkiai išskirstysite molekulę į reikiamas dalis. Tada reikia juos sujungti, bet nauju būdu. Tai padeda natūralioms genetinės medžiagos savybėms susijungti viena su kita. Tam padeda ir ligazės fermentai, kurių užduotis yra būtent sujungti dvi molekules, susidarant naujam cheminiam ryšiui.Sukurtas į nieką nepanašus hibridas. Tai DNR molekulė, nešanti naują genetinę informaciją. Toks formavimasis genų inžinerijoje vadinamas vektoriumi. Pagrindinis jos uždavinys – perduoti tam skirtą gyvam organizmui naują reprodukcijos programą. Tačiau pastarieji gali jį ignoruoti, atmesti ir vadovautis tik vietinėmis genetinėmis programomis.
Tai neįmanoma dėl reiškinio, vadinamo bakterijų transformacija ir žmonių bei gyvūnų transfekcija. Jo esmė slypi tame, kad jei organizmo ląstelė iš aplinkos pasisavino laisvą DNR molekulę, tai ji visada integruoja ją į genomą. Tai reiškia, kad tokioje ląstelėje atsiranda naujų paveldimų požymių, užprogramuotų absorbuotoje DNR, todėl norint, kad nauja genetinė programa pradėtų veikti, reikia tik vieno – kad ji atsidurtų tinkamoje ląstelėje. Tai padaryti nėra lengva, nes toks sudėtingas darinys kaip ląstelė turi daugybę apsauginių mechanizmų, neleidžiančių į ją prasiskverbti pašaliniams daiktams, bet kokias kliūtis galima apeiti. Pradedantiesiems, mažiems – pavyzdžiui, svetimų genų įvedimas į bakterijas. Čia, kaip vektorių, visiškai įmanoma naudoti plazmidę - mažo dydžio apskritą DNR molekulę, esančią ląstelėse už chromosomų ribų ir turinčią papildomų seksualinių savybių. Bakterijos nuolat keičiasi plazmidėmis, todėl nurodytą molekulę nesunku perprogramuoti ir nukreipti į ląstelę, daug sunkiau įvesti gatavą geną į paveldimą augalų ir gyvūnų ląstelių aparatą. Čia į pagalbą ateina virusai – genetiniai elementai, apsivilkę baltyminiu apvalkalu ir galintys pereiti iš vienos ląstelės į kitą. Tokiam darbui puikiai tinka virusų – fagų – DNR molekulės. Jie "perdirbami" iki reikiamų parametrų ir įtraukiami į gyvūno ar augalo organizmo genetinį aparatą.Štai tiek, darbas atliktas. Implantuotas genetinis kodas pradeda veikti. Kartais būna nesėkmių, jei kai kurie naujosios DNR genai pasirodo esą „tylūs“. Kiekviename organizme jų yra daug. Vienoms gyvoms jos funkcionuoja puikiai, o kitoms niekaip nepasireiškia.Į perdangas ir trūkumus atsižvelgiama ir kruopščiai išanalizuojami. Nuolat vyksta darbai, kuriuose tiriamos įvairios genų kombinacijos: pašalinama dalis jų iš molekulės arba atvirkščiai – pridedami komponentai, kurie visai nebūdingi tam tikram gyvam organizmui Horizontalus prokariotų genų perkėlimas nėra tik laboratorinis genetinių tyrimų rezultatas. inžinerijos, bet dažnas gamtos reiškinys.
Nustatyti trys pagrindiniai šoninio perdavimo mechanizmai: transformacija, konjugacija ir transdukcija.
1. Transformacija yra normali fiziologinė kai kurių bakterijų genetinės medžiagos mainų funkcija.
2. Konjugacija turi mažiausiai apribojimų genetinės informacijos mainams tarp rūšių, tačiau apima glaudų fizinį mikroorganizmų kontaktą, kuris lengviausiai pasiekiamas bioplėvelėse.
3. Transdukcija (iš lot. transductio – judėjimas) – tai genetinės medžiagos perkėlimas iš vienos ląstelės į kitą kai kurių virusų (bakteriofagų) pagalba, dėl kurio pasikeičia ląstelės recipientės paveldimos savybės.
Pavojingiausios virusų sukeliamos gyvūnų ir žmonių ligos yra pasiutligė, raupai, gripas, poliomielitas, AIDS, hepatitas ir kt. Virusai pasižymi virulentiškumu – toks patogeninio mikrobo veikimo laipsnis. Tai gali būti vertinama kaip gebėjimas prisitaikyti prie šeimininko organizmo ir įveikti jo gynybinius mechanizmus.
Genų inžinerijos pranašumai:
A) Genų inžinerijos pagalba galima padidinti naudingųjų medžiagų ir vitaminų kiekį genetiškai modifikuotuose produktuose, lyginant su „grynosiomis“ veislėmis. Pavyzdžiui, vitamino A galite „įterpti“ į ryžius, kad augintumėte juos regionuose, kur žmonėms jo trūksta.
B) Galima ženkliai išplėsti žemės ūkio produktų sėjos plotus, pritaikant juos ekstremalioms sąlygoms, pavyzdžiui, sausrai ir šalčiui.
C) Genetiškai modifikuojant augalus, galima žymiai sumažinti lauko apdorojimo pesticidais ir herbicidais intensyvumą. Ryškus pavyzdys yra žemės bakterijos Bacillus thuringiensis geno įvedimas į kukurūzų genomą, kuris jau suteikia augalui savo apsaugą, vadinamąjį Bt toksiną ir, remiantis genetikų ketinimu, atlieka papildomą apdorojimą. beprasmis.
D) Genetiškai modifikuotiems maisto produktams gali būti suteikta gydomųjų savybių. Mokslininkams jau pavyko sukurti bananą, kuriame yra analgino, ir salotas, kurios gamina vakciną nuo hepatito B.
E) Maistas iš genetiškai modifikuotų augalų gali būti pigesnis ir skanesnis.
E) Modifikuotos rūšys padės išspręsti kai kurias aplinkos problemas. Projektuojami įrenginiai, kurie efektyviai sugeria cinką, kobaltą, kadmį, nikelį ir kitus metalus iš pramoninėmis atliekomis užteršto dirvožemio.
G) Genų inžinerija pagerins gyvenimo kokybę, labai tikėtina – žymiai ją pailgins; yra vilties surasti už organizmo senėjimą atsakingus genus ir juos rekonstruoti.
Genų inžinerijos trūkumai:
Šiuo metu genų inžinerija yra techniškai netobula, nes ji negali kontroliuoti naujo geno įterpimo proceso. Genetiškai modifikuotų augalų ir gyvūnų rūšių veisimas kelia tam tikrą pavojų dėl nenuspėjamumo jų vystymosi ir elgesio natūralioje aplinkoje.
Rizika aplinkai:
1) super kenkėjų atsiradimas;
2) gamtinės pusiausvyros pažeidimas;
3) nekontroliuojamas transgenų išsiskyrimas.
Medicininė rizika:
1) Padidėjusi alergenų rizika;
2) galimas toksiškumas ir pavojus sveikatai;
3) Atsparumas antibiotikams;
4) gali atsirasti naujų pavojingų virusų.
Socialinės ir ekonominės priežastys, kodėl genetiškai modifikuoti augalai laikomi pavojingais:
1. Jie kelia grėsmę milijonų smulkiųjų ūkininkų išlikimui.
2. Jie sutelks pasaulio maisto išteklių kontrolę nedidelės žmonių grupės rankose. Vos dešimt įmonių gali kontroliuoti 85% pasaulinės agrochemijos rinkos.
3. Jie atims iš Vakarų vartotojų pasirinkimo laisvę perkant produktus.
Įdomūs genetinės inžinerijos faktai
1. Faktas. 2005 metais biotechnologijos produktams ir veterinarijos paslaugoms JAV buvo planuojama išleisti daugiau nei 5 mlrd. Jungtinių Valstijų žemės ūkio departamento (USDA) duomenimis, buvo išduotos 105 licencijos įvairių rūšių gyvūnų biotechnologiniams produktams. Tai veterinarinės vakcinos, biologiniai produktai ir diagnostikos priemonės.
2. Faktas. Pirmieji genetiškai modifikuoti gyvi padarai – dekoratyvinė žuvis GloFish – rinkoje pasirodė 2004 m. sausį. Jiems buvo implantuotas jūros anemono genas, o jei stebite šias žuvis tamsoje, jos šviečia ryškiai raudona šviesa.
3. Faktas. Gyvūnams, pavyzdžiui, šunims ir katėms, labai naudingos biotechnologiškai pagamintos vakcinos ir diagnostikos rinkiniai.
4. Faktas. Tyrimai parodė, kad klonų gyvūnai valgo, geria ir elgiasi lygiai taip pat, kaip ir paprasti gyvūnai.
5. Faktas. Sėkmingai klonuotos mažiausiai trys nykstančių gyvūnų rūšys: europinis muflonas ir laukiniai buliai gaur ir banteng. Galite pamatyti klonuotą bantengą zoologijos sode San Diege, Kalifornijoje.
6. Faktas. 1984 metais vienoje iš Amerikos klinikų pacientui buvo implantuota babuino širdis, kuri veikė 20 dienų. Šiandien gydytojai reguliariai naudoja kiaulių širdies vožtuvus, kad persodintų juos žmonėms, taip pat persodina šių gyvūnų odą žmonėms, patyrusiems nudegimus. Kelios mokslininkų grupės įvairiose šalyse dirba kuriant genetiškai modifikuotas kiaules, kurių organų, persodintų žmogui, jo imuninė sistema neatstums.
7. Faktas. Biotechnologijų pagalba užauginti gyvūnai, jei jie skiriasi nuo paprastų gyvūnų, yra į gerąją pusę: klonavimas ir genų inžinerija yra tik dar vienas įrankis naujų veislių auginimui, o žmonės tai daro tūkstančius metų nesąmoningai ir apie šimtą metų. - remiantis duomenų genetika. Mokslininkai ir technikai daug geriau rūpinasi eksperimentiniais gyvūnais nei ūkininkas savo paprastų gyvulių banda.
8. Faktas. Kelios mokslininkų grupės įvairiose šalyse ištyrė klonuotų gyvūnų mėsą ir pieną šimtams rodiklių ir nerado jokių skirtumų nuo įprastu būdu pastojusių gyvūnų mėsos ir pieno.
9. Faktas. Iš tiesų, kai klonuojami arba gaunami genetiškai modifikuoti gyvūnai, daugelis embrionų nėra gyvybingi, o gimdymo metu mirštamumas yra didesnis nei auginant įprastą gyvūnų veisimą.
10. Faktas. Apskritai klonų ir tradicinių gyvūnų sveikatos būklė nesiskiria – tai įrodė dešimtmečius trukę tyrimai, tarp jų ir JAV nacionalinės mokslų akademijos.
11. Faktas. Gyvūnai – klonai ir genų inžinerijoje naudojami gyvūnai, kaip rodo veterinarijos gydytojų stebėjimai, yra prižiūrimi ypač atsargiai.
12. Faktas. Tiesą sakant, Dolly gyveno net ilgiau, nei paprastai gyvena avys, ir mirė sulaukusi senyvo amžiaus dėl artrito išsivystymo. Mirtis įvyko dėl įprastos senatvės ir tai neturi nieko bendra su tuo, kad ji buvo klonuota.
beprotiškas mokslas
Švyti tamsoje katės? Tai gali atrodyti kaip mokslinė fantastika, bet jie egzistuoja jau daugelį metų. Kopūstas, gaminantis skorpiono nuodus? Pagamintas. O ir kitą kartą, kai jums prireiks vakcinos, gydytojas gali jums tiesiog duoti bananą.
Šie ir daugelis kitų genetiškai modifikuotų organizmų egzistuoja šiandien, DNR buvo pakeistas ir sumaišytas su kita DNR, kad būtų sukurtas visiškai naujas genų rinkinys. Galbūt jūs to nežinote, tačiau daugelis šių genetiškai modifikuotų organizmų yra gyvenimo dalis ir netgi mūsų kasdienės mitybos dalis. Pavyzdžiui, JAV apie 45% kukurūzų ir 85% sojų pupelių yra genetiškai modifikuoti, o maždaug 70–75% maisto prekių parduotuvių lentynose yra genetiškai modifikuotų ingredientų.
Žemiau pateikiamas keisčiausių šiandien egzistuojančių genetiškai modifikuotų augalų ir gyvūnų sąrašas.
Švyti tamsoje katės
2007 m. Pietų Korėjos mokslininkas pakeitė katės DNR, kad ji švytėtų tamsoje, tada paėmė tą DNR ir iš jos klonavo kitas kates, sukurdamas visą grupę pūkuotų, fluorescencinių kačių. Ir štai kaip jis tai padarė: tyrėjas paėmė turkų angorų patinų odos ląsteles ir, naudodamas virusą, pristatė genetines instrukcijas, kaip gaminti raudonai fluorescencinį baltymą. Tada jis įdėjo genetiškai pakeistus branduolius į kiaušinius klonuoti, o embrionai buvo implantuoti atgal į kates donores, todėl jos tapo surogatinėmis motinomis savo klonams.
Taigi kodėl jums reikia, kad augintinis dirbtų ne visą darbo dieną kaip naktinė lemputė? Mokslininkai teigia, kad gyvūnai su fluorescenciniais baltymais leis dirbtinai tirti žmonių genetines ligas.
Ekologiška kiaulė
Ekologinė kiaulė arba Frankenspig, kaip ją vadina kritikai, yra kiaulė, kuri buvo genetiškai modifikuota, kad būtų geriau virškinama ir perdirbama fosforas. Kiaulių mėšle gausu fosforo, vadinamo fitatu, todėl, kai ūkininkai naudoja jį kaip trąšą, ši cheminė medžiaga patenka į vandens baseinus ir sukelia dumblių žydėjimą, o tai savo ruožtu sunaikina vandenyje esantį deguonį ir naikina vandens gyvūnus.
Su tarša kovojantys augalai
Vašingtono universiteto mokslininkai kuria tuopų medžius, kurie galiišvalykite nešvarias vietas per teršalų, esančių požeminiame vandenyje, absorbciją per šaknų sistemą. Tada augalai suskaido teršalus į nekenksmingus šalutinius produktus, kuriuos sugeria šaknys, kamienas ir lapai arba išleidžia į orą.
Atliekant laboratorinius tyrimus, transgeniniai augalai iš skysto tirpalo pašalina net 91 % trichloretileno – labiausiai paplitusios požeminį vandenį teršiančios cheminės medžiagos.
nuodingi kopūstai
Mokslininkai neseniai išskyrė nuodų geną skorpiono uodegoje ir pradėjo ieškoti būdų, kaip jį suleisti į kopūstus. Kodėl mums reikia nuodingų kopūstų? Siekiant sumažinti pesticidų naudojimą ir vis tiek, kad vikšrai nesugadintų derliaus. Šis genetiškai modifikuotas augalas gamins nuodus, kurie užmuša vikšrus, įkandus lapus, tačiau toksinas buvo pakeistas taip, kad būtų nekenksmingas žmonėms.
Ožkos audžia tinklus
Tvirtas ir lankstus gossamer šilkas yra viena iš vertingiausių gamtos medžiagų ir gali būti naudojama gaminant įvairius gaminius nuo dirbtinio pluošto iki parašiutų linijų, jei būtų galima pagaminti komerciniais tikslais. 2000 m. Nexia Biotechnologies teigė turinti sprendimą: ožkos piene gamina voratinklio baltymus.
Tyrėjai į ožkos DNR įterpė voratinklio geną taip, kad gyvūnas voratinklio baltymą gamintų tik savo piene. Tada šis „šilko pienas“ gali būti naudojamas žiniatinklio medžiagai, vadinamai „Biostal“, gaminti.
greitai auganti lašiša
„AquaBounty“ genetiškai modifikuota lašiša auga dvigubai greičiau nei įprastos šios rūšies žuvys. Nuotraukoje dvi to paties amžiaus lašišos. Bendrovė teigia, kad žuvies skonis, audinių struktūra, spalva ir kvapas toks pat kaip ir paprastos lašišos; tačiau vis dar diskutuojama dėl jo valgomumo.
Genetiškai modifikuotos Atlanto lašišos turi papildomo augimo hormono iš Chinook lašišos, kuris leidžia žuvims gaminti augimo hormoną ištisus metus. Mokslininkams pavyko išlaikyti hormono aktyvumą naudojant geną, paimtą iš į ungurį panašios žuvies, vadinamos unguriuku, kuris veikia kaip hormono „jungiklis“.
Jei FDA patvirtins lašišos pardavimą, tai būtų pirmas kartas, kai JAV vyriausybė leistų modifikuotą gyvūną platinti žmonių maistui. Pagal federalinius įstatymus žuvys nereikės ženklinti kaip genetiškai modifikuotos.
Pomidorų Flavr Savr
Pomidoras „Flavr Savr“ buvo pirmasis komerciniu būdu užaugintas ir genetiškai modifikuotas maistas, kuriam buvo suteikta licencija vartoti žmonėms. Pridėjęs antisensinį geną, Calgene tikėjosi sulėtinti pomidorų nokimo procesą, kad jis nesuminkštėtų ir nesupūtų, kartu išlaikant natūralų skonį ir spalvą. Dėl to pomidorai pasirodė pernelyg jautrūs transportavimui ir visiškai neskanūs.
bananų vakcinos
Netrukus žmonės galės pasiskiepyti nuo hepatito B ir choleros tiesiog įkandę bananą. Mokslininkai sėkmingai sukūrė bananus, bulves, salotas, morkas ir tabaką vakcinoms gaminti, tačiau jie teigia, kad bananai yra idealūs šiam tikslui.
Kai į jauną bananmedį patenka modifikuota viruso forma, jo genetinė medžiaga greitai tampa nuolatine augalo ląstelių dalimi. Medžiui augant jo ląstelės gamina virusinius baltymus, bet ne infekcinę viruso dalį. Kai žmonės valgo gabalėlį genetiškai modifikuoto banano, pripildyto virusinių baltymų, jų imuninė sistema sukuria antikūnus kovai su liga; tas pats nutinka ir su įprastomis vakcinomis.
Mažiau pūlingų karvių
Karvės gamina didelį kiekį metano dėl savo virškinimo procesų. Jį gamina bakterija, kuri yra celiuliozės turtingos dietos, kurią sudaro žolė ir šienas, šalutinis produktas. Metanas yra antras pagal dydį šiltnamio efektą sukeliantis teršalas po anglies dioksido, todėl mokslininkai stengėsi sukurti karvę, kuri gamina mažiau šių dujų.
Albertos universiteto žemės ūkio tyrėjai atrado bakteriją, atsakingą už metano gamybą, ir sukūrė galvijų liniją, kuri išskiria 25% mažiau dujų nei įprasta karvė.
genetiškai modifikuotų medžių
Medžiai yra genetiškai modifikuoti, kad augtų greičiau, būtų geresnė mediena ir netgi aptiktų biologinius išpuolius. Genetiškai modifikuotų medžių šalininkai teigia, kad biotechnologijos gali padėti sustabdyti miškų kirtimą ir patenkinti medienos bei popieriaus poreikį. Pavyzdžiui, Australijos eukalipto mediena buvo modifikuota taip, kad būtų atspari žemai temperatūrai, smilkalinė pušis sukurta su mažiau lignino – medžiagos, kuri suteikia medžiams kietumo. 2003 metais Pentagonas netgi apdovanojo pušies, kuri keičia spalvą biologinės ar cheminės atakos metu, kūrėjus.
Tačiau kritikai teigia, kad žinių apie tai, kaip sukurti medžiai veikia natūralią aplinką, vis dar nepakanka; be kitų trūkumų, jie gali paskleisti genus natūraliems medžiams arba padidinti gaisro pavojų.
vaistinių kiaušinių
Britų mokslininkai sukūrė genetiškai modifikuotų viščiukų veislę, kurios kiaušiniuose gamina vaistus nuo vėžio. Gyvūnų DNR yra pridėta žmogaus genų, todėl žmogaus baltymai išskiriami į kiaušinių baltymus kartu su sudėtingais vaistiniais baltymais, panašiais į vaistus, naudojamus odos vėžiui ir kitoms ligoms gydyti.
Kas tiksliai yra šiuose su liga kovojančiame kiaušinėlyje? Viščiukai deda kiaušinius su miR24 – molekule, galinčia gydyti piktybinius navikus ir artritą, taip pat žmogaus interferonu b-1a – antivirusiniu vaistu, panašiu į šiuolaikinius vaistus nuo išsėtinės sklerozės.
Augalai, kurie aktyviai sugeria anglį
Kiekvienais metais žmonės į atmosferą prideda apie devynias gigatonas anglies, o augalai sugeria apie penkias šio kiekio. Likusi anglis prisideda prie šiltnamio efekto ir visuotinio atšilimo, tačiau mokslininkai stengiasi sukurti genetiškai modifikuotus augalus, kad gautų šiuos anglies likučius.
Anglis augalų lapuose, šakose, sėklose ir žieduose gali išlikti dešimtmečius, o tai, kas patenka į šaknis, gali išlikti šimtmečius. Tokiu būdu mokslininkai tikisi sukurti bioenergijos augalus su plačiomis šaknų sistemomis, kurios galėtų sekvestruoti ir saugoti anglį po žeme. Šiuo metu mokslininkai dėl didelių šaknų sistemų dirba su genetiškai modifikuojančiais daugiamečius augalus, tokius kaip skroblas ir miskantas.
Greičiausiai esate girdėję apie Pietų Korėjoje sukurtas šviečiančias kates. Tai genetiškai modifikuotos katės, kurių odoje yra liuminescencinė pigmentacija, dėl kurios ultravioletinėje šviesoje jos švyti raudonai. Tada mokslininkai juos klonavo ir sėkmingai perdavė fluorescencinį geną kitai kačių klonų kartai. Ar tai į gerą, ar į blogą, kol kas nežinoma, tačiau aišku viena – genų inžinerija tvirtai įsitvirtino ir vystysis ateityje, todėl kyla klausimų: kada suprasime, kad nuėjome per toli? Kokia linija skiria mokslo pažangą ir negrįžtamus gyvos būtybės DNR pokyčius?
Jei jums tai atrodo mažai tikėtina, toliau pateikti dešimt nuostabių genų inžinerijos pavyzdžių įtikins jus kitaip.
10 ožkų vorų
Žiniatinklis naudojamas maždaug pusantro milijono taikinių, ir šis skaičius kasdien auga. Dėl savo neįtikėtino stiprumo, palyginti su dydžiu, jis buvo išbandytas naudoti neperšaunamose liemenėse, dirbtinėse sausgyslėse, tvarsčiuose ir net kompiuterių lustuose bei optinio pluošto kabeliuose chirurginiams tikslams. Tačiau norint gauti pakankamai tinklų, reikia dešimčių tūkstančių vorų ir ilgo laukimo laiko, jau nekalbant apie tai, kad vorai savo teritorijoje linkę naikinti kitus vorus, todėl jų nereikėtų veisti kaip, tarkime, bites.
Todėl mokslininkų akys užkliuvo už ožkų – vienintelių gyvūnų pasaulyje, kuriems gali būti naudinga į savo DNR įtraukti voro DNR. Profesorius Randy Lewisas iš Vajomingo universiteto išskyrė genus, leidžiančius vorams gaminti skeleto siūlą arba stipriausią tinklo tipą, kurį vorai naudoja savo tinklams kurti (dauguma vorų gamina šešis skirtingus siūlų tipus). Tada jis sujungė šiuos genus su tais genais, kurie yra atsakingi už ožkų pieno gamybą. Tada jis kelis kartus poravosi su pakeistais genais turinčią ožką, todėl susilaukė septynių jauniklių, iš kurių trys paveldėjo geną, atsakingą už voratinklių gamybą.
Dabar belieka melžti ožkas ir filtruoti voratinklius, o gal net retkarčiais kovoti su nusikalstamumu. Profesoriui Lewisui nesvetima ironija – jo kabinetas nukabinėtas Žmogaus-voro plakatais.
9 Dainuojančios pelės
Daugeliu atvejų mokslininkai eksperimentus atlieka tam tikru tikslu. Tačiau kai kuriais atvejais jie tiesiog suleidžia pelėms krūvą genų ir laukia rezultatų. Taip jie išvedė pelę, kuri čiulba kaip paukštis. Šis rezultatas buvo gautas iš vieno iš Japonijos mokslinių tyrimų projekto „Evolved Mouse Project“, kuriame taikomas grubus požiūris į genų inžineriją – jos modifikuoja peles, leidžia joms daugintis ir atkreipia dėmesį į rezultatus.
Vieną gražų rytą, išbandydami naują pelių vadą, jie nustatė, kad viena pelė „gieda kaip paukštis“. Rezultato paskatinti, jie sutelkė savo dėmesį į šią pelę ir dabar turi šimtą tokių egzempliorių. Be to, jie pastebėjo dar kai ką įdomaus: kai paprastos pelės užaugo su dainavimu, jos pradėjo naudoti skirtingus garsus ir tonus, panašius į žmonių vartojamą tarmę. Žemiau yra vienos iš šių pelių vaizdo įrašas.
Kam gali būti naudojamos dainuojančios pelės? Kas žino. Tačiau projekto tikslas – dirbtinai paspartinti evoliuciją, o šis pagreitis bent jau įgauna keistą pagreitį. Profesorius Takeshi Yagi taip pat tvirtina, kad jie turi pelę „trumpomis galūnėmis ir į taksą panašia uodega“. Visa tai keista.
8. Super lašiša
Tikėtina, kad šis pavyzdys gana greitai pasieks prekybos centrus: genetiškai modifikuota Atlanto lašiša, specialiai sukurta taip, kad ji būtų dvigubai didesnė už įprastą lašišą ir tai daroma dvigubai greičiau nei įprasta lašiša. Šios lašišos, sukurtos „AquaBounty“ ir pavadintos „AquaAdvantage lašiša“, DNR yra du pokyčiai: pirmasis yra chinook lašišos genas, kuris nėra naudojamas maistui taip plačiai kaip Atlanto lašiša, tačiau kuris vis dėlto auga daug greičiau. jaunas amžius.
Antrasis pokytis – tai ištisus metus auganti dugne gyvenanti murenė, o lašišos dažniausiai auga tik vasarą. Rezultatas – nuolat auganti lašiša ir yra žmonių maistui patvirtintų genetiškai modifikuotų gyvūnų sąrašo viršuje. Beje, JAV maisto ir vaistų administracija jį patvirtino jau praėjusių metų gruodį.
7 bananų vakcinos
2007 m. Indijos mokslininkų grupė paskelbė savo tyrimą, skirtą sukurti bananų rūšį, kuri skiepija žmones nuo hepatito B. Be to, grupė sėkmingai modifikavo morkas, salotas, bulves ir tabaką, kad jame būtų vakcinos, tačiau jie teigia, kad bananai yra patikimiausi. transporto priemone.sistema.
Vakcina veikia taip: žmogui suleidžiama susilpnėjusi viruso ar mikrobo versija. Suleistas virusas ar mikrobas nėra pakankamai stiprūs, kad susirgtų, tačiau jo pakanka, kad organizmas gamintų antikūnus. Šie antikūnai gali jus apsaugoti, jei į jūsų organizmą bando patekti stiprus viruso variantas.
Tačiau yra daug priežasčių, kodėl vakcinos gali būti nenaudingos ar net žalingos – nuo alerginių reakcijų iki to, kad jos gali tiesiog neveikti. Taigi kodėl rekomenduojama kasmet pasiskiepyti nuo gripo? Taip yra todėl, kad virusai prisitaiko prie vakcinos, o tai reiškia, kad norint neatsilikti nuo viruso genetinių modifikacijų lenktynių, reikės nuolat kurti naujas modifikuotų bananų rūšis. O kas, jei nenorite skiepytis? Lengva išvengti kelionės pas gydytoją, sunkiau išvengti genetiškai modifikuotų maisto produktų ant jūsų stalo, nes ne visi GMO maisto produktai turi būti ženklinami atitinkamomis etiketėmis.
6. Aplinkai nekenksmingos kiaulės
Kartais atrodo, kad motina gamta tyčia mums kuria nešvarius triukus. Pirmiausia ji visą mėsą sudėjo į gyvūnus, kurie galėjo nuo mūsų pabėgti. Tada ji šiuos gyvūnus pavertė aplinkos teršalais. Laimei, šiuo metu mokslas ateina į pagalbą. Ji padėjo mums išrasti „žaliąsias kiaules“ (Enviropig) – kiaules, specialiai sukurtas genetiškai, kad pasisavintų daugiau fitino rūgšties, o tai savo ruožtu sumažina kiaulių išskiriamų fosforo turinčių atliekų kiekį.
Tikslas – sumažinti fosforo taršą, atsirandančią skleidžiant kiaulių mėšlą ant žemės – tai vienas iš daugelio būdų, kuriais kiaulių ūkiai tvarko kiaulių atliekų perteklių. Fosforo perteklius įprastame kiaulių mėšle kaupiasi dirvožemyje ir patenka į netoliese esančius vandens šaltinius, o tai yra problema. Dėl vandenyje esančio papildomo fosforo dumbliai auga padidintu greičiu, iš vandens išima visą deguonį, todėl visos žuvys netenka joms reikalingo deguonies.
Projekto metu buvo išvesta 10 kartų „žaliųjų kiaulių“, tačiau 2012 metais tai nebebuvo finansuojama.
5. Vaistai vištienos kiaušinių pagrindu
Jei žmogus serga vėžiu, galiausiai jis galės jį išgydyti valgydamas daugiau kiaušinių. Bet ne tik kiaušinius, bet ir kiaušinius, kuriuose yra žmogaus genų. Britų mokslininkė Helen Sang sukūrė viščiukus su žmogaus DNR, kurioje yra baltymų, galinčių kovoti su odos vėžiu.
Kai vištos deda kiaušinius, pusė įprastų baltymų, sudarančių kiaušinių baltymus, turės vaistų baltymų, naudojamų vėžiui gydyti. Šiuos vaistus galima išskirti ir skirti pacientams. Idėja yra ta, kad vaistų kūrimas tokiu būdu bus daug pigesnis ir efektyvesnis ir nereikės brangių bioreaktorių, kurie šiuo metu yra pramonės standartas.
Ši sistema turi daug galimų privalumų, tačiau kai kurie žmonės iškėlė klausimą, ar viščiukai, naudojami vaistų gamyboje, būtų klasifikuojami kaip "medicininė įranga" ar "gyvūnai", nes pirmuoju atveju tai leistų gamintojams apeiti žmogaus teisių įstatymus. .
4. Humanizuotas karvės pienas
Akivaizdu, kad humanizuotų viščiukų buvo nedaug, todėl Kinijos mokslininkai jau suleido žmogaus genus daugiau nei 200 karvių, siekdami priversti jas gaminti motinos pieną. O įdomiausia, kad pavyko. Pasak vyriausiojo tyrėjo Ning Li, šiuo metu visos 200 karvių duoda identišką pieną, kaip ir maitinančios moterys.
Jų metodas apėmė žmogaus genų klonavimą ir sumaišymą su DNR iš vaisiaus karvių. Jie planuoja sukurti GM alternatyvą kūdikių maistui, kurį būtų galima duoti naujagimiams, tačiau žmonės susirūpinę dėl žindomų GM kūdikių saugumo.
3. Skorpiono kopūstas
Androctonus australis skorpionas yra vienas pavojingiausių skorpionų pasaulyje. Kalbant apie stiprumą, jo nuodai yra tokie pat toksiški kaip juodosios mambos nuodai ir gali sukelti audinių pažeidimus bei kraujavimą, jau nekalbant apie kelių žmonių mirtį per metus. Kita vertus, turime kopūstų – daržovę, kuri dedama į sriubą ir iš kurios gaminami rauginti kopūstai. 2002 m. Pekino Gyvybės mokslų koledžo mokslininkai sujungė šiuos du dalykus ir paskelbė, kad gautas produktas yra saugus vartoti žmonėms.
Jie specialiai išskyrė specifinį toksiną iš skorpionų nuodų ir pakeitė kopūstų genomą, kad gamintų toksiną daržovei augant. Bet kodėl jie turėtų sukurti nuodingą daržovę? Matyt, toksinas, kurį jie naudojo AaIT, yra nuodingas tik vabzdžiams ir yra saugus žmonėms. Kitaip tariant, jis veikia kaip įmontuotas pesticidas, todėl kai koks nors vabzdys, pavyzdžiui, vikšras, bandys valgyti kopūstą, jis iš karto paralyžiuoja, o tada jam bus tokie stiprūs spazmai, kad jis mirs nuo traukulių.
Vienintelis dalykas, kuris kelia susirūpinimą, yra tai, kad genetinis kūno komponentas keičiasi su kiekviena sekančia karta. Jei kopūstų genome jau yra nuodingų genų, kiek laiko praeis, kol genai mutuos į kažką, kas tikrai toksiška žmonėms?
2 kiaulės su žmogaus organais
Bene toliausiai tie, kurie bandė kirsti žmonių ir gyvūnų genomus, buvo keli pavieniai tyrėjai, pradėję veisti kiaules su organais, paruoštais žmogaus transplantacijai. Ksenotransplantacija arba kitų rūšių organų transplantacija žmonėms liko neišspręsta problema dėl specifinio kiaulių gaminamo fermento, kurį žmogaus organizmas atmetė.
Misūrio universiteto mokslininkas Randallas Pratheris klonavo keturias kiaules, kurioms trūksta geno, atsakingo už šio fermento gamybą. Škotijos kompanija, sėkmingai klonavusi avį Dolly, taip pat sėkmingai klonavo penkias kiaules, kurioms taip pat trūksta geno.
Gali būti, kad artimiausiu metu tokios genetiškai modifikuotos kiaulės bus auginamos kaip organų gamyklos. Kita galimybė – kiaulių viduje bus auginami tikri žmogaus organai. Šis tyrimas vis dar prieštaringas, tačiau žiurkės kasa jau buvo užauginta pelės viduje.
1. Superkareiviai Darpa (Darpa)
JAV Gynybos departamento kompanija DARPA jau daug metų domisi žmogaus genomu ir, kaip ir galima tikėtis iš kompanijos, sukūrusios 99 procentus mirtinų robotų pasaulyje, jų susidomėjimas neapsiriboja tik edukaciniais tikslais. Apeiti draudimą kurti žmogaus hibridinius embrionus yra gana sunku, tačiau jie eksperimentuoja įvairiais būdais, kaip sukurti „superkareivius“, gilindami žmogaus genomo studijas.
2013 metų biudžete vienam iš projektų buvo skirta 44,5 mln. Pinigai buvo skirti sukurti „biologinėms sistemoms, kurios gali įveikti daugybę žmogaus kūno biologinės architektūros ir jo funkcijų aspektų – nuo molekulinio iki genetinio lygio“. Projekto tikslas – sukurti karius, turinčius super sugebėjimų kovai.
Tačiau jie ruošiasi dar vienam projektui, kuris iš tikrųjų yra tiesiog bauginantis: jų Human Assisted Neural Devices programa siekiama „nustatyti, ar neuronų tinklus galima skirtingai moduliuoti naudojant optogenetinę neurostimuliaciją gyvūnams“. Optogenetika yra tamsi neurologijos šaka, kuri naudojama „manipuliuoti nervine veikla ir kontroliuoti gyvūnų elgesį“.
Biudžete taip pat teigiama, kad jie tikisi jau šiais metais turėti veikiančią technologijos demonstraciją „žemesniame primate“, o tai yra ženklas, kad jie jau gerokai pažengę į priekį. Tai neabejotinai leidžia daryti išvadą, kad ši technologija vėliau bus naudojama superkareiviams ar žmonių zombiams kurti.
Biotechnologijos, ląstelių ir genų inžinerija, klonavimas.
Pagrindiniai egzamino darbe tikrinami terminai ir sąvokos:biotechnologijos, genų inžinerija, ląstelių inžinerija.
Ląstelių ir genų inžinerija. Biotechnologija
Ląstelių inžinerija – tai mokslo ir veisimo praktikos kryptis, tirianti skirtingoms rūšims priklausančių somatinių ląstelių hibridizacijos būdus, galimybę klonuoti audinius ar ištisus organizmus iš atskirų ląstelių.
Vienas iš paplitusių augalų veisimo būdų yra haploidinis metodas – pilnaverčių haploidinių augalų gavimas iš spermos ar kiaušinėlių.
Gautos hibridinės ląstelės, kurios sujungia kraujo limfocitų ir naviko savybes, aktyviai dauginasi ląsteles. Tai leidžia greitai ir reikiamu kiekiu gauti antikūnų.
audinių kultūra - naudojami augalų ar gyvūnų audiniams, o kartais ir sveikiems organizmams gauti. Augalininkystėje jis naudojamas grynų diploidinių linijų susidarymui paspartinti po pirminių formų apdorojimo kolchicinu.
Genetinė inžinerija- dirbtinis, tikslingas mikroorganizmų genotipo keitimas, siekiant gauti iš anksto nustatytas savybes turinčias kultūras.
Pagrindinis metodas- reikalingų genų išskyrimas, klonavimas ir įvedimas į naują genetinę aplinką. Metodas apima šiuos darbo etapus:
- geno išskyrimas, jo sujungimas su ląstelės DNR molekule, galinčia atgaminti donoro geną kitoje ląstelėje (įtraukimas į plazmidę);
– plazmidės įvedimas į bakterinės ląstelės – recipiento – genomą;
– praktiniam naudojimui reikalingų bakterijų ląstelių parinkimas;
– tyrimai genų inžinerijos srityje apima ne tik mikroorganizmus, bet ir žmones. Jie ypač aktualūs gydant ligas, susijusias su sutrikimais imuninėje sistemoje, kraujo krešėjimo sistemoje, onkologijoje.
Klonavimas . Biologiniu požiūriu klonavimas yra vegetatyvinis augalų ir gyvūnų dauginimasis, kurių palikuonys neša paveldimą informaciją, identišką tėvui. Gamtoje augalai, grybai ir pirmuonys klonuojami; organizmai, kurie dauginasi vegetatyviniu būdu. Pastaraisiais dešimtmečiais šis terminas vartojamas, kai vieno organizmo branduoliai persodinami į kito kiaušialąstę. Tokio klonavimo pavyzdys buvo garsioji avis Dolly, gauta Anglijoje 1997 m.
Biotechnologija- gyvų organizmų panaudojimo procesas ir biologiniai procesai gaminant vaistus, trąšas, biologinius augalų apsaugos produktus; biologiniam nuotekų valymui, vertingų metalų biologiniam išgavimui iš jūros vandens ir kt.
Į Escherichia coli genomą įtraukus geną, atsakingą už insulino susidarymą žmonėms, buvo galima pradėti pramoninę šio hormono gamybą.
Žemės ūkiui pavyko genetiškai modifikuoti dešimtis maistinių ir pašarinių kultūrų. Gyvulininkystėje biotechnologiškai pagaminto augimo hormono naudojimas padidino primilžius;
naudojant genetiškai modifikuotą virusą, kad būtų sukurta vakcina nuo kiaulių herpeso. Naujai susintetintų genų, įvestų į bakterijas, pagalba gaunama nemažai svarbiausių biologiškai aktyvių medžiagų, ypač hormonų ir interferono. Jų gamyba buvo svarbi biotechnologijos šaka.
Tobulėjant genų ir ląstelių inžinerijai, visuomenėje vis labiau susirūpinta galimu manipuliavimu genetine medžiaga. Kai kurie rūpesčiai teoriškai pagrįsti. Pavyzdžiui, neįmanoma atmesti genų, didinančių kai kurių bakterijų atsparumą antibiotikams, persodinimo, naujų maisto produktų formų kūrimo, tačiau šiuos darbus kontroliuoja vyriausybės ir visuomenė. Bet kuriuo atveju ligų, netinkamos mitybos ir kitų sukrėtimų pavojus yra daug didesnis nei genetinių tyrimų.
Genų inžinerijos ir biotechnologijų perspektyvos:
- žmonėms naudingų organizmų kūrimas;
– naujų vaistų gavimas;
– genetinių patologijų korekcija ir korekcija.
UŽDAVINIŲ PAVYZDŽIAI
A dalis
A1. Vaistų, hormonų ir kitų biologinių medžiagų gamyba užsiima tokia kryptimi kaip
1) genų inžinerija
2) biotechnologijų gamyba
3) žemės ūkio pramonė
4) agronomija
A2. Kada audinių kultūra būtų naudingiausias metodas?
1) gavus obuolių ir kriaušių hibridą
2) veisiant lygiasėklius žirnių grynas linijas
3) jei reikia, persodinkite odą nudegusiam žmogui
4) gavus poliploidines kopūstų ir ridikėlių formas
dalis SU
C1. Kodėl daugelis visuomenės narių bijo transgeninių produktų?
Atsakymai Biotechnologija. A dalis. A1 – 2. A2 —3. A3 – 1.
C dalis. C1Ši baimė iš dalies kyla dėl to, kad nesuvokiama, kas yra transgeniniai produktai, ir iš dalies pagrįsta. Transgeniniai produktai yra produktai, gauti iš genetiškai modifikuotų augalų ar gyvūnų. Jų gamyba siejama su specifinio geno, paimto iš bakterijų, transplantacija. Pavyzdys: Kolorado vabalui atsparios bulvės buvo sukurtos į augalus įvedant geną, išskirtą iš dirvožemio Tiuringijos bacilos ląstelės DNR, kuri gamina Kolorado vabalui nuodingą baltymą. Naudotas tarpininkas buvo Escherichia coli ląstelės. Bulvių lapai pradėjo gaminti vabalams nuodingą baltymą. Pavojus gali kilti dėl netikėto persodinto geno koordinuojamų baltymų poveikio žmonėms. Tačiau visos galimos genų transplantacijos pasekmės yra kruopščiai išbandomos ilgalaikiuose eksperimentuose.