Рост и генная инженерия III

К этому направлению научно-технического прогресса следует относиться особенно осторожно. Существует мнение, что биотехнология может внести решающий вклад в решение глобальных проблем человечества. Однако даже с помощью обычной гибридизации — близкородственного скрещивания — получают, по сути, уродов, пусть и с полезными для цивилизации свойствами. С помощью же генной инженерии оказалось возможным создавать структуры ДНК, которых никогда не существовало в биосфере (в химии аналог — ксенобиотики) генная инженерия, таким образом, разрушает барьер, разрешающий генетический обмен только в пределах одного биологического вида или близкородственных видов, позволяет переносить гены из одного живого организма в любой другой. Этот факт открывает перспективы создания, в частности, микроорганизмов и растений с полезными для цивилизации свойствами и таит в себе колоссальную опасность этического и экологического характера. Наиболее известный случай здесь — синтез и использование гормонов роста в животноводстве, приведшие к так называемому коровьему бешенству . [c.248]

Современное руководство по биотехнологии, написанное авторитетными канадскими учеными. В книге подробно изложены основы генной инженерии механизмы репликации, транскрипции и трансляции методы клонирования, амплификации и секвенирования ДНК конструирование рекомбинантных ДНК введение последовательностей-мишеней в геном микроорганизмов, растений и животных, а также практическое применение генной инженерии для получения лекарственных веществ, вакцин, факторов роста, инсектицидов и т.д. Большое внимание уделено генной терапии и связанным с ней морально-этическим проблемам, патентованию биотехнологических продуктов и способов их получения. [c.4]

Методами генной инженерии можно усиливать природную способность определенных видов бактерий к осуществлению специфических биологических процессов. Например, уже получены штаммы бактерий, которые более эффективно разрушают токсичные отходы, загрязняющие окружающую среду, способствуют ускорению роста сельскохозяйственных культур, эффективно расщепляют целлюлозу до низкомолекулярных углеродных соединений, уничтожают вредных насекомых. [c.179]

Гормон роста человека, полученный методом генной инженерии [c.208]

В последнее время интерес к БОО появился снова теперь это связано с утилизацией различных отходов (например, целлюлозы и сыворотки). В одних случаях предполагается использовать природные микроорганизмы, в других - микроорганизмы, созданные методами генной инженерии. Но так или иначе, перспективы развития производства БОО будут определяться не природой микроорганизмов, а экономическими соображениями. Возможно, рентабельность производства удастся повысить, если БОО будут получать из побочных продуктов утилизации отходов. Для того чтобы разработать экономичный процесс производства БОО из отходов, необходимо изучить кинетику роста, метаболизм, возможности генетического манипулирования и безопасность многих микроорганизмов, а также вкусовые качества синтезируемых ими продуктов. [c.302]

Способность бактерий, стимулирующих рост растений, подавлять пролиферацию фитопатогенов можно повысить, если ввести в эти бактерии гены, кодирующие биосинтез антибиотиков, которые обычно синтезируются другими бактериями. Это позволит расширить спектр фитопатогенов, рост которых способна подавлять одна бактерия. Более того, ограничивая размножение других почвенных микроорганизмов, секретирующие антибиотик бактерии, стимулирующие рост растений, облегчают свою собственную пролиферацию, поскольку уменьшается число конкурентов за ограниченные пищевые ресурсы, а с помощью методов генной инженерии со временем удастся увеличить выход бактериальных антибиотиков. [c.323]

Этические. Успехи и возможности генной инженерии далеко не однозначно воспринимаются человеческим сообществом, причем приоритеты неприятия время от времени изменяются. Вначале общественное мнение было встревожено генетической модификацией кишечной палочки Е. соИ. Предполагалось, что эти генетические трансформанты выйдут из-под контроля и станут причиной многих страшных заболеваний. К началу 90-х гг XX в., когда оказалось, что эти страхи безосновательны, внимание переключилось на трансгенные растения. К этому времени большие успехи в получении транс-генных сои, картофеля, кукурузы и других сельскохозяйственных культур были достигнуты в США. Преимущества устойчивых к сорнякам, насекомым и другим условиям окружающей среды растений были очевидны, однако потребление генно-инженерных растительных продуктов в США и особенно в странах Западной Европы было ограничено из-за боязни отдаленных последствий воздействия генетически измененных продуктов питания. То же самое касается трансгенных животных с повьппенным содержанием гормона роста — соматотропина. Можно полагать, что в основном эти опасения безосновательны, хотя бурно развивающиеся генно-инженерные исследования должны находиться под контролем сообщества ученых, общественности и правительственных организаций. [c.508]

Раньше производство гормонов часто было весьма щекотливым делом. Хорошо еще, если, как в случае с инсулином, животный белок (из крупного рогатого скота или свиньи) может служить заменой человеческого гормона. А если нет У некоторых детей из-за генетического дефекта не вырабатывается гормон роста и без лечения они превращаются в лилипутов. Им необходимо вводить этот гормон, а взять его можно было до сих пор только из человеческих трупов. Генная инженерия открыла путь к широкому производству этого гормона. [c.123]

Как сказано выше, идея использования биомассы может быть воплощена в жизнь лишь при условии, что будут найдены экономные химические способы превращения больших количеств биомассы в горючие соединения. Наконец, следует учитывать и то, что для культивирования биомассы потребуется земля, на которой придется прекратить сельскохозяйственное производство. Разрешению или хотя бы снижению остроты таких конфликтов могло бы способствовать развитие генной инженерии. Необходимо, чтобы одно и то же растение давало и продовольствие, и биомассу. Не исключено и то, что мы научимся генетически конструировать растения, которые смогут оказывать противодействие увеличению содержания диоксида углерода в атмосфере, интенсифицируя свой рост при повышении концентрации СО2. [c.70]

Нефть также является серьезным и стойким загрязнением почвы. Естественная почвенная микрофлора способна, в конце концов, разрушать загрязнения такого типа. Недавние исследования по рекультивации загрязненной нефтью почвы включали смешение загрязненной почвы с сосновой корой [725]. Эта разработка, известная как микробное восстановление загрязненной почвы , основана на использовании микроорганизмов, существующих на поверхности коры и адаптированных к росту на сложных углеводородах, входящих в состав сосновой смолы, а также на способности коры адсорбировать нефтепродукты. По существу, происходит концентрирование нефти в присутствии микроорганизмов, адаптированных к деградации субстратов такого типа. В процессе используются природный сорбент и природная микрофлора. Однако уместно предположить, не будет ли способствовать интенсификации процесса использование синтетического сорбента вместе с сообществом бактерий, полученных методами генной инженерии. [c.344]

Одно из наиболее перспективных направлений генной инженерии — выращивание лекарств на ферме , т. е. получение относительно больщих количеств редких и дорогих белков, применяемых в медицине, из молока трансгенных коров или овец. Дело в том, что не все лекарственные препараты можно получить с помощью бактерий тем способом, который описан для инсулина и гормона роста человека. Во многих случаях для экспрессии белка необходима очень точная его укладка или модификация с использованием аппарата, имеющегося только в клетках млекопитающих. Так, к некоторым аминокислотам белка фактора IX уже после его синтеза должна добавляться группа —СООН. Крупномасштабное культивирование клеток, продуцирующих эти белки, теоретически возможно, однако оно потребует больших затрат и технически трудно выполнимо. [c.235]

Пожалуй, не много найдется людей, которые считают, что терапия соматических клеток неприемлема с этической точки зрения, особенно, если при лечении используют такие простые приспособления, как, например, ингалятор. Это аналогично использованию любого другого фармацевтического продукта. Однако терапия половых клеток вызывает оживленные дискуссии. Она открывает целое направление евгеники, которая уже обсуждалась в предьщущем разделе при рассмотрении генетического скрининга. Для улучшения нормального гена можно использовать те же методы, которые применяют для исправления поврежденного гена, вызывающего наследственную болезнь. Под улучшением гена подразумевают добавление желаемых свойств. Американцы уже продемонстрировали желание увеличить рост своих детей. В Индии и Китае, где считается более престижным иметь сыновей, по данным статистики аборту чаще подвергаются плоды женского пола. Если люди уже сейчас готовы пойти по пути выбора пола своих детей, то почему бы им в будущем не использовать генную инженерию для отбора других наследуемых характеристик [c.265]

Сегодня многие не понимают, почему сельскохозяйственная биотехнология, или генная инженерия растений, претендует на столь важную роль в будущем. В то же время все осведомлены о стремительном росте населения планеты. После второй мировой войны нас было два миллиарда, через 50 лет — около шести. Этот рост происходит и сейчас, и мы не знаем, каким он будет в дальнейшем. Но зато мы знаем, что 1,3 млрд человек в мире живут менее чем на один доллар в день, а три миллиарда (половина населения) — менее чем на два доллара. И мы знаем, что голодающих в мире становится все больше. Общество не вправе мириться с такой ситуацией, но разные страны реагируют на нее по-разному. [c.42]

Трансгенные животные с новыми хозяйственно-полезными свойствами. Одним из основных направлений генной инженерии на первом этапе было изменение наследственности животных в отношении увеличения скорости роста, повышения надоев и улучшение качества продукции. [c.231]

К концу 70-х годов, с началом эры генной инженерии и появлением дешевых гормональных препаратов, полученных путем микробиального синтеза на основе технологии рекомбинантной ДНК, был синтезирован ГР. Было показано, что ГР микробного происхождения оказывает такое же стимулирующее действие на лактацию и рост животного, как и гипофизарный ГР. [c.232]

Применение методов генной инженерии к клеткам растений способствовало решению многих задач удалось выделить в чистом виде регуляторы роста, прояснить пути морфогенеза и механизмы экспрессии генов. Более того, открылись новые горизонты в сельском хозяйстве появилась теоретическая возможность получать растения с заданными свойствами, например устойчивые к вредителям или способные расти в экстремальных условиях (засоленная или переувлажненная почва). [c.439]

С помощью методов генной инженерии можно получать белки человека в количествах достаточных для терапевтических целей (инсулин, гормон роста, активатор плазминогена). [c.35]

Изучение факторов роста—одно из наиболее быстро развивающихся направлений на стыке современной биологии и медицины. Многие факторы роста в настоящее время выделены и частично охарактеризованы (табл. 57.7). До недавнего времени для исследований были доступны лишь небольшие их количества. Однако теперь клонированы гены целого ряда факторов роста и благодаря методам генной инженерии стало возможным получать ДНК факторов роста в больших количествах. Известные в настоящее время факторы роста влияют на клетки различных типов, например на клетки крови, нервной системы, мезенхимы и эпителия. Их воздействие на [c.363]

Начиная с работ Гальтона, исследования в области генетики человека приобрели сильную евгеническую направленность. Позже, по мере совершенствования методов и роста успехов в решении аналитических проблем, исследования все больше и больше утрачивали философский аспект. Во времена нацизма в Германии (1933-1945) люди убедились в том, к каким ужасающим последствиям может привести искаженное толкование утопической идеи об улучшении человеческого рода (разд. 1.8). Однако даже такой опыт иногда забывается, о чем свидетельствуют недавние дискуссии, посвященные генной инженерии (разд. 9.2). Тем не менее до сих пор вопросом первостепенной важности-а сегодня даже более важным чем когда-либо-остается вопрос, впервые поставленный Гальтоном каково биологическое будущее человечества [c.24]

Методами генной инженерии получены микроорганизмы, способные эффективно разлагать 2,4-Д и 2,4,5-Т. При использовании в качестве единственного источника углерода и энергии таких субстратов, как 2,4-Д, удельная скорость роста деструкторов может достигать 0,12-0,14 ч и более. [c.389]

Речь идет о генной инженерии, когда изменение химсостава в желаемом для техносферы направлении осуществляется путем изменения наследственных признаков. Основная цель здесь — повысить содержание олеиновой и мононенасыщенных кислот и снизить содержание линоленовой, способствующей протеканию полимеризации, росту вязкости и ускоренному старению масла, а также экологоопасной эруковой кислоты. [c.247]

Круг проблем, решаемых экобиотехнологией, чрезвычайно широк — от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников техногенных воздействий до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха и биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды на людей и животных. В процессе круговорота загрязняющих веществ в экосистемах огромную роль играют микроорганизмы. Помимо использования деятельности микроорганизмов в пищевой, фармацевтической, химической промышленности и в генной инженерии появилась возможность их применения для переработки отходов жизнедеятельности человека. В связи с ростом городов и развитием промышленности возникли серьезные экологические проблемы загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ, в том числе канцерогенных, бьггового мусора и отходов, загрязнение воздуха. Однако многие из созданных человеком низкомолекулярных соединений (ядохимикаты, детергенты) и высокомолекулярных полимеров оказались устойчивыми и не разлагаются микроорганизмами, т. е. требуется разработка более усовершенствованных технологий. [c.16]

Значение инженерной энзимологии, как и вообще биотехнологии, возрастет в будущем. По подсчетам специалистов, продукция всех биотехнологических процессов в химической, фармацевтической, пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве, полученная в течение одного года в мире, будет исчисляться десятками миллиардов долларов к 2000 г. В нашей стране уже к 2000 г. будет налажено получение методами генной инженерии Ь-треонина и витамина В,. Уже к 1998 г. предполагается производство ряда ферментов, антибиотиков, О -, 3-, у-интерферонов проходят клинические испытания препараты инсулина и гормона роста. Гибридомной техникой в стране налажен выпуск реактивов для иммуно-ферментных методов определения многих химических компонентов в биологических жидкостях. [c.165]

Работы по исследованию генов гидрогеназ не вызвали столь большого интереса, как исследования иг/-генов, и тем не менее они убедительно продемонстрировали целесообразность применения методов генной инженерии для повышения способности диазотрофных микроорганизмов стимулировать рост растений. Теперь нужно проверить, приведет ли введение Нир-те-нов в геномы других диазотрофных микроорганизмов (как несимбиотических, так и симбиотических) к такому же эффекту. [c.315]

Одним из важных условий эффективности биоконтроля патогенных микроорганизмов с помошью бактерий, стимулирующих рост растений, является способность этих бактерий к распространению в естественных условиях. В Канаде, скандинавских странах и на севере США они должны сохранять жизнеспособность в условиях долгих холодных зим, а весной размножаться при относительно низких температурах почвы (-5-10 °С). Поскольку микроорганизмы используют разные адаптивные стратегии выживания в неблагоприятных условиях, можно попытаться сконструировать с помощью генной инженерии рекомбинантные бактерии, оптимально приспособленные к низким температурам. Недавно было показано, что некоторые почвенные бактерии (а среди них встречаются и такие, которые стимулируют рост растений) могут размножаться при 5 °С и секретировать в окружающую среду антифризные белки при низких температурах. Такие белки регулируют образование кристаллов льда внутри бактериальной клетки. Хотя в их присутствии кристаллы все же формируются, они не достигают больших размеров и не разрушают клетки. Как только будут идентифицированы гены бактериальных антифризных белков, их можно будет перенести в клетки бактерий, стимулирующих рост растений, с тем чтобы получить трансформированные бактерии, устойчивые к низким температурам. Пока нет никаких данных о наличии связи между антифризной активностью бактерий и механизмом, обеспечивающим их вьгживание при низких температурах. Очень ин- [c.325]

Л1 12 300, который способствует выживанию в культуре и появлению отростков у сенсорных нейронов цыпленка, однако этот белок отличается от NGF по антигенным и функциональным свойствам. Наконец, имеется очевидное, хотя и косвенное, свидетельство существования фактора роста мотонейронов (MNGF), влияющего на соматические двигательные нейроны. Возможно, MNGF и есть еще один важный трофический фактор, который бы следовало охарактеризовать биохимически. Однако из-за низкой концентрации этого фактора в соответствующих тканях его дальнейшее исследование потребует применения методов генной инженерии. [c.328]

Б. X. тесно связана с практич. задачами медицины в с. х-ва (синтез витаминов, гормонов, антибиотиков и др. лек. ср-в, стимуляторов роста растений и регуляторов поведения животных я насекомых), хим., пищ., микробиол. пром-сти. В результате сочетания мегодов Б. х. и генной инженерии стала возможным практич. решение проблемы получения сложных биологически важных в-в белково-пептидной природы, включая такие высокомол. соед., как инулин человека, интерферон, гормон 1юста человека, в Шемякин М. М., Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева , 1971, т. 16, № 2, с. 122—44 Оа- [c.75]

Ведущие капиталистические страны — крупнейщие потребители минеральных удобрений и пестицидов обеспеченность многих культур искусственным минеральным питанием здесь достигла оптимального уровня. Дальнейшая интенсификация химизации в земледелии сопровождается усилением негативных тенденций — таких, как истощение энргоресурсов (в энергоемком производстве минеральных удобрений), рост затрат на приобретение химических продуктов, загрязнение окружающей среды, опасность отравления биосферы ядохимикатами. Перспективы роста урожайности культурных растений в будущем связывают уже не с наращиванием химизации, а с внедрением в практику принципиально новых методов питания растений. В частности, большое внимание уделяют методам генной инженерии, позволяющим точной манипуляцией с генами растений (на клеточном, хромосомном или молекулярном уровне или путем клонирования) воздействовать на повышение потенциальных возможностей биологических объектов. [c.261]

Биотехнологическое использование ризосферного симбиоза рассматривается в настоящее время в двух аспектах 1) фиторемедиация загрязненных вод и почв и 2) модификация ризосферного микробного сообщества для создания благоприятных условий развития сельскохозяйственных растений. В первом случае успешная биодеградация ксенобиотиков происходит именно в симбиозе микроорганизмов с растением, причем возможна генно-инженер-ная модификация как микробного компонента, так и самого растения для повышения активности трансформации трудноразлага-емых веществ. Во втором случае предполагается введение в сообщество как микроорганизмов, активирующих развитие растения (азотфиксаторов, продуцентов стимуляторов роста), так и поставщиков биоконтролирующих агентов, сдерживающих проникновение и рост патогенных микроорганизмов. Интродуцируемые организмы могут быть выделены из окружающей среды или сконструированы в лаборатории. [c.279]

В последнее время выделяют все больше генов, определяюш их поведение. Конечно, это не означает, что все поведение человека и животных полностью предопределено генетически (немалый вклад вносят среда, окружение, воспитание и т. д.), но во многсия оно зависит от генотипа. Это подтверждают простые примеры. Например, при недостаточной секреции гипофизом гормона роста люди в 80% случаев бывают карликами. Их дети также будут нести этот ген. Как еще совсем недавно им пытались помочь Из трупов брали гипофизы и выделяли из них гормон роста, который вводили инъекциями, как инсулин диабетикам, больным детям (это эффективно до 17—18 лет, пока человек растет), и они вырастали до нормы. Стоит ли говорить, что позволить себе такую терапию могли только богатые люди и богатые страны Что изменили в этой грустной истории генные инженеры Выделив ген, отвечающий за синтез гормона роста, они снабдили им кишечную палочку, которая и стала синтезировать этот гормон. [c.57]

В настоящее время разработаны методики химического синтеза многих непептидных и низкомолекулярных пептидных гормонов. Полипептидные и белковые гормоны выделяют путем экстракции из эндокринных желез крупного рогатого скота. Разработана методика получения некоторых гормонов (в том числе инсулина и гормона роста), основанная на принципах генной инженерии. Для этого ген, ответственный за синтез того или иного гормона, включают в геном бактерий, которые после этого приобретают способность синтезировать данный гормон. Так как бактерии активно размножаются, за короткое время оказывается возможным наработать довольно значительные количества нужного гормона (подробнее о методах генной инженерии см. главу 19). [c.309]

Один из важнейших инструментов генной инженерии—эндонуклеазы, ферменты, расщепляющие ДНК по специфическим последовательностям нуклеотидов внутри цепи (в противоположность экзо-нуклеазам, которые расщепляют ДНК с концов молекулы). Эти ферменты получили название рестрик-таз, поскольку их присутствие в бактериальной клетке ограничивает рост определенных бактериальных вирусов, называемых бактериофагами. Рестриктазы расщепляют ДНК на относительно небольшие фрагменты в участках последовательности строго определенной структуры. Этим их воздействие отличается от большинства других ферментативных, химиче- [c.36]

Одно из практических применений технологии рекомбинантных ДНК—получение медикобиологической продукции. Генная инженерия дает возможность получать в больших количествах белки, которые не могут быть выделены применением обычных методов очистки (интерферон, плазмино-ген-активирующий фактор) кроме того, с помощью рекомбинантных ДНК можно нарабатывать специфические белки человека для замены используемых в клинической практике аналогичных белков животных (инсулин, гормон роста). Достоинства обеих технологий очевидны. [c.46]

Содержание других рецепторов очень мало, и это препятствовало проведению их очистки и анализа. В настоящее время методы генной инженерии позволяют получать необходимое количество материала, и такие исследования стали активно развиваться. Удалось показать, что рецептор инсулина представляет собой гетеротетрамер (а, Pj), в котором субъединицы соединены множественными дисульфидными связями выступающая из мембраны а-субъединица связывает инсулин, а пронизывающая мембрану Р-субъединица обеспечивает передачу сигнала, вероятно, при участии тирозинкиназы, составляющей цитоплазматическую часть этого полипептида. Рецепторы инсулиноподобного фактора роста [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология