И.Б. Лещинская - Генетическая инженерия (статья) (1117873), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Однако более одного процента всехноворожденных имеют генетические заболевания,ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹1, 1996Экзоны.ИнтронДНКРНКУдаление интронаСплайсинг(сшивание экзонов)мРНКРис. 2. Дискретный ген эукариот, удаление последовательности, соответствующей интронам, исплайсинг.которые приводят к физическим и умственным нарушениям, а также к ранней смерти.Буквально с первых шагов генной инженерииученые задались целью разработать методы исправления генетических повреждений путем введения ворганизм “здоровых” генов.
В 1989 году в Национальных Институтах Здоровья США впервые былапредпринята попытка применить в клиническойпрактике генотерапию для лечения опасного заболевания “тяжелый комбинированный иммунодефицит” (ТКИД). В настоящее время генотерапияТКИД проходит завершающую стадию клинических испытаний.Наиболее обнадеживающие результаты ожидают в тех случаях, когда заболевание обусловлено дефектом одного гена. В этом случае полагают, чтоудастся вводить нормальный ген в соматическиеклетки прицельно в то место на хромосоме, где находится дефектный ген.
При гомологичной рекомбинации введенный ген заместит дефектный. Такойоднократной процедуры в ряде случаев будет достаточно, чтобы излечить болезнь. Однако на практикеочень трудно проконтролировать судьбу введеннойв клетки ДНК, и на одно правильное встраивание вгенном приходится более 1000 случайных. Разрабатывается и другой подход, когда введенный ген незаменяет дефектный, а компенсирует его функцию,встраиваясь в хромосому в другом месте.Исследования ведутся очень интенсивно, хотядо реализации программы лечения для большинства наследственных заболеваний предстоит ещедлинный и многотрудный путь.
Возможность излечения таких заболеваний путем введения нормальных генов — это такая благородная задача, что внекоторых странах исследования в области генотерапии считаются наиболее приоритетными и финансируются в первую очередь.í‡ÌÒ„ÂÌÌ˚ ‡ÒÚÂÌËflВеками селекционеры работают над выведением новых сортов культурных растений, придавая имсвойства, необходимые для практического использования. Достаточно сравнить цветок розы с цвет-ãÖôàçëäÄü à.Å. ÉÖçÖíàóÖëäÄü àçÜÖçÖêàüком шиповника, чтобы убедиться, сколь велики достижения трудов человеческих. Правда, при этомвспоминаешь, что путь от диких предков к культурным растениям простирается на десятки тысяч лет.При этом чем лучше сорт растения или порода животного, тем они капризнее, больше подверженыразличным вирусным и микробным заболеваниям,малоустойчивы к насекомым, засухе и т.д.И вот генные инженеры решили помочь селекционерам сделать культурные растения такими жеустойчивыми к болезням и различным экстремальным воздействиям, как и их дикие предки.С этой целью была разработана система переноса в растения различных чужих генов, которыемогут сообщать растениям полезные свойства.
Наиболее распространен перенос генов с помощьювируса, поражающего фитопатогенную бактериюAgrobacterium tumefaciens. Плазмида найденного вклетках A. tumefaciens способна переносить частьсвоей ДНК в растительные клетки. Именно в этуДНК встраивается необходимый “полезный” ген.Растения, в хромосому которых встраивается чужойген, называются трансгенными.Впервые трансгенные растения были полученыв 1982 году учеными из Института растениеводствав Кельне и компании Monsanto. В результате растения приобрели устойчивость к антибиотику канамицину, ингибирующему рост. В настоящее времятолько в компании Monsanto получено более 45 тысяч независимых линий трансгенных растений.Одна из важных задач – получение растений, устойчивых к вирусам, так как в настоящее время несуществует прямых способов борьбы с вируснымиинфекциями сельскохозяйственных культур.
Ученые из Университета штата Вашингтон решили, чтоустойчивость к вирусам можно “привить” растениям, вводя в растительные клетки гены белка оболочки вируса табачной мозаики. Экспериментполностью подтвердил это предположение: интенсивный синтез белка оболочки любого вируса вклетках растений вызывает устойчивость к данномувирусу. В настоящее время получены трансгенныерастения, способные противостоять воздействиюболее десятка различных вирусных инфекций. Ещеодна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Применение инсектицидов невполне эффективно, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что дождевой водой онисмываются с растений. В генно-инженерных лабораториях Бельгии и США были успешно проведеныработы по внедрению в растительную клетку генов,отвечающих за синтез инсектицидов бактериального происхождения.
Эти гены ввели в клетки картофеля, томатов и хлопчатника. Трансгенные растения картофеля и томатов были устойчивы кколорадскому жуку, растения хлопчатника оказались устойчивыми к разным насекомым, в том числек хлопковой совке. Применение инсектицидов былосокращено на 40 – 60%.Генные инженеры вывели трансгенные растенияс удлиненным сроком созревания плодов. Такие37ДНК, определяющаянужные свойстваИспользованиеAgrobacteriumВведение ДНКв бактериюИспользованиеДНК-пушкиНанесение ДНКна микроскопическиеметаллические частицыКлеткаAgrobacteriumПереносимая ДНКМеталлическиечастицыПлазмида,индуцирующая опухолиДНКХромосомаОбстрелчастицамис ДНКРастительнаяклеткаПереносДНКВстраивание ДНКЯдроРастения с новымисвойствамиКлеточнаястенкаХромосомаКлеточное делениеИз клетокрегенерируютпроросткиВысаживание в почвуРис.
3. Два основных метода создания трансгенных растений [8].38ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹1, 1996помидоры, например, можно снимать с куста красными, не боясь, что они перезреют при транспортировке.Список растений, к которым успешно применены методы генной инженерии, составляет околопятидесяти видов, включая яблоню, сливу, виноград, капусту, баклажаны, огурец, пшеницу, сою,рис, рожь и много других сельскохозяйственныхрастений, возделывание которых в ближайшем будущем будет существенно облегчено благодаря генетическим модификациям.На рис.
3 показаны два метода создания трансгенных растений. При использовании Agrobacterium вводимая ДНК (чужеродный ген) включается вбактериальную плазмиду. Бактериями, несущимихимерную плазмиду, заражают клетки растений ипереносят в них нужную ДНК. Второй метод — такназываемая ДНК-пушка — состоит в том, что растительные клетки бомбардируют металлическимичастицами, покрытыми ДНК. В обоих случаях попавшая в клетку ДНК встраивается в ее хромосомы,затем клетка делится, и из нее регенерирует целоерастение.áÄäãûóÖçàÖВ заключение следует сказать несколько слов оперспективах генной инженерии, которые простофантастичны.
На основе детального анализа возможностей и реальных достижений генной инженерии составлены научные прогнозы на началоãÖôàçëäÄü à.Å. ÉÖçÖíàóÖëäÄü àçÜÖçÖêàüXXI века. Высказаны, например, надежды, что к2006 году будут разработаны препараты для лечениятакого опасного заболевания, как СПИД, к 2009 году будут определены гены, которые связаны со злокачественными новообразованиями, а к 2010 годубудут установлены механизмы возникновения почти всех видов рака. К 2013 году завершится разработка препаратов, предотвращающих рак.В настоящее время в ряде стран, в том числе и вРоссии, разрабатывается международная программа “Геном человека”, которая сулит важные открытия в биологии человека, в эволюции, биологииразвития и нейробиологии.ãàíÖêÄíìêÄ1.
Биотехнология. / Отв. редактор А.А. Баев. М.: Наука, 1984.2. Егоров Н.С. и др. Биотехнология: проблемы и перспективы. М.: Высшая школа, 19873. Сассон А. Биотехнология. М.: Мир, 1987.4. Уотсон Дж. и др. Рекомбинантные ДНК. М.: Мир,1986.5. Льюин Б. Гены. М.: Мир, 1987.6. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М.: Наука, 1984.7. Верма А.М. Генотерапия.
// В мире науки. 1991. № 1.С. 26 – 34.8. Гассер И.С., Фрейли Р.Т. Трансгенные культурныерастения. // В мире науки. 1992. № 8. С. 24 – 30.9. Glazer A.N., Nikaido M. Microbial Biotechnology. NewYork: W. M. Freeman and Company, 1995.39.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
