Genetikai mérnöki lehetőségek és kilátások
géntechnikai képességek
Genetikai mérnöki kilátások
Következtetés. A genetikai technológiával kapcsolatos kockázatok csökkentése
s Referenciák
A biológia központi problémája az élet kezelése, lényegének helyzete alapján. A biológia fő célja a mezőgazdaság, az orvostudomány gyakorlati problémáinak megoldása és az élet evolúciójának kezelése. A feladat a növények, állatok és mikroorganizmusok termelékenységének hirtelen emelkedéséhez szükséges feltételek megteremtése; az egészség, az élettartam, az ember hosszú ifjúsága elleni harcban; a fajok fejlődésének alapjául szolgáló genetikai folyamatok kezelésére szolgáló módszerek kidolgozásában; az atomenergia széles körű használatával, az otthoni gazdaság kémiai átalakításával, az űrhajók repülésével kapcsolatos problémák megoldásában. Ezeknek a problémáknak a megoldása a tudomány szigorú útjai mentén halad. Sok váratlan, megtörve a tudósaink által felfedezett felfedezések szokásos elképzeléseit. Ez a munka harmonikus egységbe kerül a gyakorlatban, az alkalmazott biológiai tudományok mélyreható fejlődésével.
A tudomány nemcsak megoldja a mai problémákat, hanem előkészíti a holnapi technológiát, gyógyszert, mezőgazdaságot, csillagközi repüléseket, a természet meghódítását. Az egyik legígéretesebb tudomány a genetika, amely az öröklődés jelenségét és az organizmusok változékonyságát vizsgálja. Az örökség az élet egyik alapvető tulajdonsága, meghatározza a formák reprodukcióját minden egymást követő generációban. És ha meg akarjuk tanulni, hogyan kezeljük az életformák fejlődését, az előnyök kialakulását és a káros hatások kiküszöbölését, akkor meg kell értenünk az öröklődés lényegét és az új örökletes tulajdonságok megjelenését az organizmusokban.
A géntechnika ...
A genetikai technika olyan biotechnológiai módszer, amely a genotípusok szerkezetátalakításával foglalkozik. A genotípus nemcsak gének mechanikai összege, hanem olyan komplex rendszer, amely a szervezetek fejlődése során alakult ki. A genetikai technológia lehetővé teszi, hogy az in vitro műveletek során átvihető a genetikai információ az egyik organizmusról a másikra. A gének átadása lehetővé teszi az interspecifikus akadályok leküzdését és az egyének egyéni örökölési tulajdonságainak átruházását a másikba.
A gének anyagalapjainak hordozói kromoszómák, amelyek DNS-t és fehérjéket tartalmaznak. Az oktatás génjei azonban nem kémiaiak, hanem funkcionálisak. Funkcionális szempontból a DNS számos olyan blokkból áll, amelyek bizonyos mennyiségű információt - gént tárolnak. A gén hatásának alapja az RNS-en keresztüli képessége a fehérjék szintézisének meghatározására. A DNS-molekula, amint feljegyezték az információt, amely meghatározza a fehérjemolekulák kémiai szerkezetét. A gén egy olyan DNS-molekula régiója, amely információkat tartalmaz egyetlen fehérje (egy gén, egy fehérje) elsődleges szerkezetéről. Mivel a szervezetekben több tízezer fehérje található, több tízezer gén van. A sejt összes génje genomja. A test összes sejtje ugyanazokat a géneket tartalmazza, de mindegyikben a tárolt információ más része valósul meg. Ezért például az idegsejtek különböznek a májsejtek szerkezeti-funkcionális és biológiai jellemzőiben.
A genotípusok szerkezetátalakítása a genetikai mérnöki feladatok ellátása során minőségi változás a génekben, amelyek nem kapcsolódnak a mikroszkópban látható kromoszómák szerkezetének változásához. A gének változása elsősorban a DNS kémiai szerkezetének átalakulásából adódik. A fehérje szerkezetére vonatkozó, a nukleotidok szekvenciájaként rögzített információ az aminosavak szekvenciájaként valósul meg a szintetizált fehérjemolekulában. Változások a nukleotid szekvencia a kromoszomális DNS-t, és a veszteség a néhány más befogadás készítmény nukleotid változást előidéző DNS RNS-molekula, és ez viszont, okoz egy új aminosav szekvencia a szintézis. Ennek eredményeképpen egy új fehérje szintetizálódik a sejtben, ami új tulajdonságok megjelenését eredményezi a szervezetben. A génsebészeti módszerek lényege abban rejlik, hogy az egyes gének vagy géncsoportok beépülnek a szervezet genotípusába, vagy kizárják azokat. A korábban eltűnt génnek a genotípusba történő beágyazódása eredményeképpen lehetséges, hogy a sejt szintetizál olyan fehérjéket, amelyeket korábban nem szintetizáltak.
A génsebészet legáltalánosabb módszere a rekombináns, azaz amely idegen gént, plazmidokat tartalmaz. A plazmidok körkörös kétszálú DNS-molekulák, amelyek több ezer pár nukleotidból állnak. Ez a folyamat több szakaszból áll.
A korlátozás a DNS, például az emberi fragmentumok vágása.
Ligation - a kívánt génnel rendelkező fragmenst a plazmidok tartalmazzák és összekapcsolják.
Transzformáció - rekombináns plazmidok baktériumsejtekben való bevezetése. A transzformált baktériumok tehát bizonyos tulajdonságokat szereznek. Az átalakított baktériumok mindegyike megszaporodik és sok ezer leszármazottainak egy kolóniáját alkotja - egy klón.
A transzformált baktériumok klónjainak kiválasztása - a kívánt humán gént hordozó plazmidok.
Az egész folyamatot klónozásnak hívják. Klónozással több mint egymillió példányban lehet emberi vagy más szervezet DNS-fragmense. Ha a klónozott fragmentum egy fehérjét kódol, akkor lehetőség van arra, hogy kísérletileg tanulmányozzuk a gén transzkripcióját szabályozó mechanizmust, és a megfelelő mennyiségű fehérjét is előállítsuk. Ezenkívül egy organizmus klónozott DNS-fragmense bejuttatható egy másik szervezet sejtjeibe. Ez például magas és fenntartható hozamot eredményezhet a bevezetett gén miatt, amely számos betegséggel szemben ellenáll. Ha belépsz a genotípus talaj baktériumok, a gének más baktériumok, amelyek képesek rögzíteni a légköri nitrogént, a talaj baktériumok lefordítani ezt a talajban levő nitrogén nitrogén kötésű. Bemutatjuk a genotípusa a baktérium Escherichia coli gént egy humán genotípusú ellenőrző inzulin-szintézis, tudósok tettek az inzulin termelése révén egy ilyen Escherichia coli. A tudomány továbbfejlesztésével lehetővé válik a hiányzó gének bejuttatása az emberi embrióba, és így a genetikai betegségek elkerülésére.
Az állatok klónozására irányuló kísérletek sokáig folytak. Elég, hogy távolítsa el a tojást nucleus beültetni neki a nucleus másik sejt vett magzati szövet, és a nő azt - in vitro vagy méhében nevelőanyja. A klónozott bárány szárát nem szokványos módon hozták létre. A mag a tőgy cella 6 éves felnőtt birka, egy fajta átültetett egy nukleáris fegyverektől mentes tojás juh másik fajta. A fejlődő embriót a harmadik fajta juhába helyeztük. Mivel a született juhok az első juhadományozóktól származó összes gént kapták, ez a pontos genetikai példány. Ez a kísérlet sok új lehetőséget nyit meg az elit fajták klónozására, a sokéves tenyésztés helyett.
A Texas Egyetem tudósai képesek voltak kiterjeszteni többféle emberi sejt életét. Általában a sejt elpusztul, miután 7-10 hasadási folyamatot tapasztal, és elérte a száz sejtosztódást. A tudósok szerint az öregedés annak következménye, hogy a sejtek elveszítik a telomereket, a molekuláris struktúrákat, amelyek minden egyes kromoszóma végein helyezkednek el. A sejtekbe beültetett tudósok felfedezték a telomeráz termeléséért felelős gént, és ezáltal halhatatlanná tették őket. Talán ez a halhatatlanság jövő útja.
A géntechnológia lehetőségei
Jelentős előrelépés történt az orvostechnikai ipar új termékeinek és az emberi betegségek kezelésének gyakorlati területén
Jelenleg a gyógyszeripar vezető helyet szerzett magának a világban, ami megmutatkozik nemcsak a az ipari termelés volumene, hanem a pénzügyi alapok ebben az iparágban (közgazdászok becslése, hogy belépett a vezető csoport a kötet a vételi és eladási részvények az értékpapír-piaci értékpapírok). Lényeges újdonság volt az a tény, hogy a gyógyszeripari vállalatok tartoznak a hatálya alá az új fajták mezőgazdasági növények és állatok, és töltsön több tízmillió dollárt évente, ők is mozgósította a kibocsátott vegyi életre. Adalékanyagok az építőipar termékeihez és így tovább. Ez nem több tízezer, esetleg százezer magasan képzett szakemberek, akik a kutatás és az ipari szektor, a gyógyszeripar, és ez ezeken a területeken az érdeklődés a genomikai és genetikai kutatás rendkívül magas. Nyilvánvaló, hogy miért történt előrelépés a biotechnológia üzem fejlesztésétől függ a genetikai rendszerek és eszközök, amelyek lehetővé teszik a hatékonyabb kezelését transzgén. Tisztításához kivágását transzgenikus DNS-nek a növényi genomba, egyre inkább használják kölcsönzött mikrobiológiai genetika homológ rekombinációs rendszerek, például Cre-lox rendszer és a Flp-FRT. Future nyilvánvalóan vezérelhető géntranszferre, hogy a különböző fokozatok alkalmazásán alapuló, korábban előállított növényi anyagot, amely már tartalmazza a kívánt részeit a kromoszómák szükséges homológia homológ behelyezés Trang. Amellett, hogy az integratív expressziós rendszerek fogják tesztelni autonóm replikációs vektory.osby érdeklődés `skusstvennye növényi kromoszómák, ami elméletileg nem ír elő semmiféle korlátozást által befizetett összeg az elméleti információkat.
Olyan módszerek, amelyek lehetővé teszik az expressziós profilalkotás végrehajtását: kivonási hibridizáció, az EST-könyvtárak, a "gén-chipek" stb. Elektronikus összehasonlítása. Lehetővé teszik számunkra, hogy összefüggést hozzunk létre egy vagy másik fenotípus jelleg és az egyes gének aktivitása között.
Pozícionális klónozás az létrehozása inszerciós mutagenezis miatt mutánsok felület, ahol mi érdekli funkció vagy tulajdonság, majd klónozással a megfelelő gén önmagában, amelyről ismert, hogy tartalmaznak egy ismert szekvencia (inszerciós).
A fenti módszerek nem feltételeznek semmilyen kezdeti információt olyan génekről, amelyek egy vagy másik jellemzőt szabályoznak. A racionális komponens hiánya ebben az esetben pozitív körülmény, mivel korlátlan a jelenlegi természetünk és génszabályozásunkkal kapcsolatos elképzeléseink egy bizonyos érdeklődésre számot tartó jellemző számára.
Végezze el a részletes genetikai térkép kidolgozását, amelyen a gének átlagosan egymástól legfeljebb 2 millió bázison vannak egymástól elválasztva (1 millió bázist általában megobase-nek neveznek);
készítsen fizikai térképeket minden kromoszómáról (felbontás 0,1 MB);
hogy az egész genom térképét felismert klónok formájában (5 000 bázis egy klónban vagy 5 Kb-ban);
Várakozásaink szerint, amikor ezeket a célokat megértették, a kutatók meghatározzák a gének összes funkcióját, és módszert dolgoznak ki az adatok biológiai és orvosi alkalmazására.
E célok mellett hivatalosan is szerepel az USA kormánya és számos más kormány által támogatott projektben, egyes kutatóközpontok bejelentették azokat a feladatokat, amelyeket elsősorban magánalapok és adományozók révén lehet megoldani. Így a Kaliforniai Egyetem (Berkeley), az Oregoni Egyetem és a Freud Hutchinson nevű Rákkutató Központ kutatói elkezdték a "The Genome of a Dog" programot.
A géntechnológia kilátásai
A XXI. Század új technológiáinak egyes elemei nagyobb veszélyeket okozhatnak, mint a tömegpusztító eszközök. Először is, az a képesség, hogy önmásolni. A destruktív és a lavina önreprodukáló tárgyak, amelyeket kifejezetten létrehoztak vagy véletlenül kikerültek az irányításból, válhatnak a tömeges pusztítás eszközeivé válnak vagy kiválaszthatók. Ez nem igényel növénykomplexumokat, összetett szervezeteket és nagy összegeket. A fenyegetést maga a tudás fogja bemutatni: az egy példányban feltalált és gyártott eszközök tartalmazhatnak mindent, ami a további reprodukcióhoz, cselekvéshez és még továbbfejlesztéshez szükséges - tulajdonságaik változása egy adott irányba. Természetesen a fentiek lehetségesek, de nem garantálhatók, a géntechnológia fejlesztésének lehetőségei. A tudomány eme ágazatának sikere radikálisan növelheti a munkatermelékenységet, és hozzájárulhat számos létező probléma megoldásához, mindenekelőtt az egyes emberek életszínvonalának emeléséhez, ugyanakkor új destruktív eszközök létrehozásához.
A következtetés. A genetikai technológiával kapcsolatos kockázatok csökkentése
Teljesen világos, hogy a genetikai technológiák használatát szabályozó szabályok és törvények kidolgozása során a legfontosabb, hogy racionális kockázatértékelési koncepciókat hozzunk létre. Valóban, hogyan lehet felbecsülni azt a kockázatot, ami még soha nem történt meg?
Vannak dokumentumok, amelyek szabályozzák a géntechnológiák használatát. Ezek a laboratóriumok és az ipar biztonságosan működő szabályairól szóló irányelvek, valamint a géntechnológiával módosított szervezetek környezetbe történő bevezetésének szabályai. A legtöbb európai országban, ahogy ez, az ilyen irányelveket a nemzeti jogszabályok közé sorolják, és ez, egyetértünk, már elég sok.
A FEMO memorandumának általános következtetései a következők: "A géntechnológiák gondos alkalmazásával az ezekből származó előnyök nagymértékben meghaladják a negatív következmények kockázatát; a rekombináns DNS tervezésére szolgáló technológiák jelentősen hozzájárulnak az egészséghez, a fenntartható mezőgazdaság fejlődéséhez, az élelmiszertermeléshez és a környezetvédelmi tisztításhoz ".
# 91; "Genetikai Horizons", N.P. Dubinin, szerk. "Oktatás", Moszkva 1970.
# 91; "Hadd haljon el a halál!", J. Kurzman, F. Gordon, szerk. "A világ", Moszkva 1987g.
# 91; NS Egorov, A.V. Oleskin - Biotechnológia: Problémák és kilátások
# 91; NP Dubinin - "Genetikai esszék"
# 91; ME Aspiz - "A fiatal biológus enciklopédikus szótárának"