Генная инженерия

Материал предыдущего параграфа показывает, что человеку удалось освоить естественный механизм перестройки молекулы ДНК, сохраняющий её жизненные основные функции – способность к репликации (удвоению) и транскрипции (считыванию наследственной информации путём построения молекулы мРНК). Эти знания всё чаще используются для исправления врождённых дефектов ДНК и, следовательно, лечения наследственных болезней у человека, а также усовершенствования полезных для человека качеств домашних животных и сельскохозяйственных растений. Порождённые современной генетикой технологии получили обобщённое название генная инженерия.

Генная инженерия включает в себя следующие компоненты:

1.Создание банка данных расшифрованных (секвенированных) последовательностей аминокислот в белках и соответствующих генов в ДНК. В конце 1997г. [57] крупнейшие международные банки данных содержали сведения об 1.6 млн. генов и других фрагментов и о более 100 тыс. белков.

2.Разработка методов внесения ДНК в клетки.

3.Разработка методов интеграции внесённого гена в геном (устойчивого сохранения «лечебного» гена в хозяйской ДНК при всех последующих репликациях).

4.Исключение вредных побочных эффектов, т.е. влияния жизнедеятельности внесённого гена на активность хозяйских генов.

Основной и, по-видимому, наиболее перспективный метод внесения изменений в ДНК эукариотических клеток – превращение вносимых участков в псевдовирусы, механизм действия которых описан в предыдущем параграфе.

В настоящее время такие рекомбинантные вирусы подразделяются, по аналогии с настоящими вирусами на аденовирусы и ретровирусы, наследственная информация которых заключена, соответственно, в ДНК и РНК. Включение их в ДНК- хозяина осуществляется так же, как транспозонов и ретротранспозонов в естественных условиях (см. предыдущий параграф).

Кроме этого метода известны другие:

– химические (к очищенной от клетки молекуле ДНК добавляются ионы Ca⁺⁺ или некоторые другие катионы, после чего молекула поглощается исправляемой клеткой),

– физические: электропорация – создание микропор в мембране клетки электрическим разрядом, микроинъекция – внедрение ДНК в клетку микроскопическими стеклянными пипетками, простая инъекция – раствор ДНК впрыскивается шприцем и иглой в залечиваемую ткань, бомбардировка клеток микроскопическими металлическими «пулями» с наклеенными на них молекулами ДНК,

– биологические (слияние с плазматической мембраной клетки липосом – искусственных липидных пузырьков с ДНК).

Генная инженерия в настоящее время более всего используется для лечения соматических клеток, т.е. организмов животных и растений. К их числу относятся наследственный иммунодефицит, лизосомная болезнь накопления (болезнь Гоше), семейная гиперхолестиринимия, гемофилин, талассимин, муковисаидоз, прогрессирующая дистрофия мышц Дюшенна.

Несколько меньше известны результаты использования метода изменения наследственной информации гамет. Тем не менее, уже с 1985 года успешно проводятся эксперименты с целью улучшения полезных для человека свойств сельскохозяйственных животных и растений. Такие живые организмы именуются трансгенными [63]. Достаточно сказать, что в США в 1998 году площадь, засеянная трансгенными сельскохозяйственными культурами, составляла 24 млн. га.

Динамика роста объёмов выращиваемых генно-инженерных растений составляет 2.5 ÷ 3-кратное увеличение в год (от 1.2 млн. га в 1996г до 70 млн. га в 1999г.). Основными трансгенными культурами являются кукуруза и соя с увеличенным содержанием белков, хлопчатник с повышенной устойчивостью к гербицидам и насекомым, а также с окрашенными в различные цвета волокнами.

Получены коммерческие продукты с высококачественными растительными жирами и сахаридами.

Но, пожалуй, наиболее интенсивно развиваются генные технологии создания лекарственных растительных препаратов. Такие препараты могут быть использованы (и уже используются) для лечения врождённых, заразных и злокачественных заболеваний.

Дата добавления: 2015-08-27