Методология генной инженерии
Генетическая инженерия – это экспериментальная наука, ориентированная на исследование и разработку мероприятий биотехнологической направленности и возможностей их практического применения.
Генная инженерия включает в себя комплекс приемов, методов и технологий получения молекул ДНК и РНК, формирования новых клеток, создания искусственных организмов, на основе манипуляций с генами и генетическим кодом.
Генная инженерия ориентирована на создание новых организмов, которые обладают иным генетическим кодом и свойствами, наследственными параметрами.
Ее опыты связаны с построением конструкций генетических структур в виде рекомбинантных ДНК, посредством частей геномов разнообразных живых организмов, которые были внедрены в клетку.
Генетическая инженерия активно развивается и может похвастаться рядом достижений, полученных посредством ее методологии, включающей следующие параметры и направления деятельности:
- Рестрикция - представляет собой изменение кода ДНК И отделение ферментов рестриктаз, чтобы получить новые особые ферменты. Происходит формирование банка генов на основе данной технологии.
- Разработка методов и технологий химического и ферментативного объединения и слияния генов. Этот прием был заложен в основу получения искусственного инсулина, а также продукции, наполненной белковым составом – протеины.
- Получение молекул ДНК, которые могут перенести в клетку неродной ДНК и создать условия для экспрессии генов. На основе этого метода удалось сформировать гибриды ряда растений.
- Разработка способов превращения наследственных параметров и генетического кода различных организмов и выявление клонов, несущих рекомбинантные РНК. Клонирование органов и тканей имеет важное значение в медицине, поскольку позволяет использовать его плоды в травматологии и при трансплантации органов.
История становления генной инженерии
Генная инженерия, как научная отрасль и область экспериментальных исследований, официально закрепилась в научном мире в 1972 году. Это было связано с получением первой рекомбинантной молекулы ДНК, имеющий элементы вирусной молекулы SV40, бактериофага и Е-coli.
Развитие генетической инженерии происходило в течение определенного временного периода, который можно подразделить на следующие стадии:
- Выдвижение гипотезы и получение доказательства возможности получения рекомбинантных молекул ДНК. Таким образом, начался этап формирования гибридов. Были созданы новые молекулы ДНК, с новым кодом, полученным на основе рекомбинирования, с применением исходной молекулы ДНК различных простейших молекул. Проводились эксперименты и была доказана их реальная жизнеспособность, возможности нормального и стабильного функционирования в окружающей среде.
- Постановка гипотезы и проведение исследований, в ходе которых она получила подтверждение, о том, что рекомбинантные молекулы ДНК можно получить при внедрении исходной ДНК в клетки прокариот и плазмид, в их хромосомные гены. Исследование подтвердило их реальную жизнеспособность и адаптацию к окружающей среде.
- Экспериментальные исследования в области включения в векторные молекулы ДНК т.е. такие молекулы, которые могут переносить генетический код и внедряться в генетическую структуру клетки-реципиента, генов эукариот. В основном использовались гены животных организмов.
Развитие генной инженерии стало возможным благодаря сделанным открытиям о том, что ферменты клетки, которые отвечают за ее целостность, сохранность и продуктивность, можно внедрять в молекулу ДНК или ее отдельные части, которые получаются, также, благодаря ферментам и их возможности разделить ДНК на отдельные последовательности нуклеотидов, соединить их по-новому, чтобы получить новый генетический код, приводящий к формированию организмов, наделенных новыми свойствами.
Сферы применения генной инженерии и ее достижения
Первые разработки генной инженерии затронули медицину. Исследование коснулось вирусов, которые являются независимыми генами, внедряются в клетки организма, репродуцируются и приводят к ее разрушению, а затем новые вирусы заражают новые клетки, что в итоги приводит к формированию ряда жизненно опасных заболеваний.
Исследования генной инженерии позволили создавать противовирусные препараты, за счет формирование методов разделения молекулы ДНК на части в конкретном месте и их соединения с другим кусочком, содержащим, как исходный код ДНК, так и рекомбинантный т.е. искусственно сформированный. Генная инженерия упростила лечение сердечнососудистых заболеваний, сделало возможным борьбу с раковыми опухолями, а также наследственными заболеваниями.
Генная инженерия внесла много нового и полезного в сферу растениеводства:
- Формирование устойчивости растений и сельскохозяйственных культур к болезням и вредителям;
- Улучшение вкуса и качества пищи;
- Рост объема содержания крахмала в картофеле;
- Получение новых сортов растений и сельскохозяйственной продукции;
- Насыщение витаминами риса и иных зерновых культур;
- Появление новых культур: соя, рапс, лен, которые дают масла, используемые в пище, производстве бытовой химии, канцелярских товаров;
- Получение дизельного топлива из растительных и животных жиров;
- Создание биопластика из крахмала. Биопластик активно используется для упаковки различных продуктов.
Генная инженерия затронула и животный мир. Исследования доказали возможности получения транс генных животных, наделенных иным генетическим кодом, признаками и функциональными возможностями.
Современные биотехнологические разработки затрагивают область экологии, разрабатывая методы борьбы с загрязнениями окружающей среды человечеством, новые очистительные сооружения и средства организации производства, устраняя вредные выбросы или минимизируя их.
