Генетическая генная инженерия

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]

Расширение посевов генетически модифицированных масличных культур ведется в США, Канаде, Мексике, Аргентине, Бразилии, Австралии [182]. Кроме совершенствования химического состава жиров, генная инженерия способствует созданию высокоурожайных сортов, устойчивых к воздействию вредителей и химических средств, применяемых в сельском хозяйстве. [c.249]

См. также Генетический код. Гены. Мигрирующие генетические злементы Генетический код 1/1012, 1011, 1013, 1163 2/877, 1323, 1324 3/211, 300 4/521, 1229, 1231, 1238, 1240 5/636 Генетический рад 1/П63 Генины 1/1129 2/959 5/1044 Генная инженерия, см. Генетическая инженерия Генные карты 1/1009, 1010 Геномы 1/1013, 1008, 1009, 1014. См. также Генетический код. Гены вирусов 1/470 3/587, 588, 594 ДНК н РНК, см. Нуклеиновые кислоты [c.577]

В настоящее время разработаны методы рекомбинации генов в экспериментальных условиях, позволяющие получить новые комбинации генов, не существующие в природе. Синтез рекомбинантных молекул ДНК - новый инструмент в генетических исследованиях, получивших название генной инженерии. В рекомбинации участвуют различные ферменты рестриктазы, экзо- и эндонуклеазы, трансферазы, ДНК-лигазы. [c.61]

Технология рекомбинантных ДНК (ее называют также молекулярным клонированием или генной Инженерией) — это совокупность экспериментальных процедур, позволяющая осуществлять перенос генетического материала (дезоксирибонуклеиновой кислоты, ДНК) из одного организма в другой. Никакого единого, универсального набора методик здесь не существует, но чаще всего эксперименты с рекомбинантной ДНК проводят по следующей схеме (рис. 4.1). [c.50]

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]

Революционные технологии, к которым относится и молекулярная биотехнология, редко встречают безоговорочную поддержку. Обеспокоенность общественности по поводу создания различных организмов методами генной инженерии имела серьезные последствия и привела к разработке строгих правил, регулирующих исследования в области рекомбинантных ДНК, и утверждению требований, которым должны удовлетворять биотехнологические продукты, поступающие на рынок. В этой главе мы рассмотрели различные аспекты регуляции исследований в области рекомбинантных ДНК, производства и потребления пищевых продуктов, полученных с помощью методов генной инженерии, высвобождения генетически модифицированных организмов в окружающую среду, экспериментов, связанных с генной терапией соматических клеток и клеток зародышевой линии, клонированием человека. [c.530]

Правила, регламентирующие проведение экспериментов с рекомбинантными ДНК, были разработаны Национальными институтами здравоохранения США в конце 1970-х гг. и пересмотрены в начале 1980-х гг. Однако остались две неразрешенные проблемы. Во-первых, как регулировать производство и поступление на рынок продуктов, полученных с помощью генной инженерии Во-вторых, как осуществлять контроль за высвобождением генетически модифицированных организмов в окружающую среду Производители считают, что никакие специальные правила, регулирующие производство и поступление на рынок продуктов, полученных с помощью генноинженерных технологий, не нужны и аргументируют свою точку зрения тем, что самое главное - природа продукта [c.530]

Возможность генетического изменения человека всегда вызывала серьезные беспокойства. С методологической точки зрения генная инженерия человека подразделяется на генную терапию соматических клеток и генную терапию клеток зародышевой линии. Поскольку генная терапия клеток зародышевой линии может оказать нежелательное воздействие на последующие поколения, в настоящее время она запрещена. В то же время генная терапия соматических клеток становится все более важным методом лечения различных заболеваний человека. Разработанные в США правила, регламентирующие ее осуществление, включают нормы, регулирующие исследования в области рекомбинантных ДНК, и биомедицинские этические критерии, которым должны соответствовать все эксперименты, связанные с медициной. [c.531]

История развития генной инженерии насчитывает не более тридцати лет. Ее становление связано с конструированием векторных молекул, получением рекомбинантных ДНК, а также включением в векторы генов животных и человека. Невозможно связать генную инженерию с одним каким-либо открытием, так как она представляет собой совокупность приемов и методов, направленных на создание искусственно модифицированных генетических программ. В предыдущей главе рассмотрены процессы генетической рекомбинации, происходящие при синтезе антител в природных условиях. Возможно эти процессы и явились толчком для проведения опытов, связанных с получением рекомбинантных генов искусственным путем. [c.499]

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]

Иногда понятия "генная инженерия" и "биотехнология" отождествляются (А А Баев, 1984), хотя несомненно генная инженерия представляет собой один из методов науки биотехнология В основу генноинженерных методов заложена способность ферментов — рестриктаз расщеплять ДНК на отдельные нуклеотидные последовательности, которые могут быть использованы для встраивания их в геномы бактериальных плазмид и фагов с целью получения гибридных, или химерных форм, состоящих из собственной ДНК и дополнительных встроенных фрагментов несвойственной им ДНК Поэтому методами генетической инженерии добиваются клонирования генов, когда выделяют нужный отрезок ДНК из какого-либо биообъекта и затем получают любое количество его, выращивая колонии генетически идентичных клеток, содержащих заданный участок ДНК Другими словами клонирование ДНК — это получение ее генетически идентичных копий [c.179]

Открытие ревертазы было важно не только и даже не столько само по себе. Гораздо важнее был психологический эффект. Это открытие показало, что догмы молекулярной биологии вовсе не так незыблемы, как это представлялось. И новые сенсации не заставили себя долго ждать. В течение 70-х годов были обнаружены целые классы ферментов, работающие на ДНК, о существовании которых никто не подозревал. Эти ферменты неслыханно расширили возможность вмешиваться в генетические процессы, то есть они легли в основу новых методов, отсутствие которых застопорило развитие молекулярной биологии в конце 60-х годов. Теперь здесь был сделан гигантский шаг вперед. При этом рухнули казавшиеся незыблемыми представления о строении генов как у вирусов, так и у высших ( уцелели только бактерии). Возникла генная инженерия — прикладная ветвь молекулярной биологии. [c.55]

Но одно дело — создать химерную молекулу ДНК в пробирке, а совсем другое дело сделать так, чтобы она была биологически активна, чтобы могла размножаться в составе живой клетки да еще менять генетические свойства клетки. В этом и состоит основная проблема генной инженерии. Сразу же подчеркнем, что проблема эта еще далека от своего окончательного решения. Более того, в ходе работы возникли совершенно новые трудности, о которых даже не подозревали, когда работа начиналась. Однако наряду с многочисленными трудностями природа приготовила для генных инженеров замечательный подарок в виде совершенно особых организмов, плазмид. Все достигнутые до сих пор успехи генной инженерии связаны с плазмидами [c.59]

Внимательный читатель, должно быть, заметил, что для понимания биологических функций ДНК используются лишь те обстоятельства, что молекула эта состоит из двух комплементарных нитей и генетическая информация заключена в последовательности нуклеотидов четырех сортов (А, Т, Г и Ц). Собственно, на этих двух фактах зиждется все стройное здание современной молекулярной биологии, включая генную инженерию. Даже то, что ДНК— это спираль, а не просто веревочная лестница, биологам знать как бы ни к чему, а уж генным инженерам — и подавно, не говоря уже о более тонких деталях физического строения молекулы. Во всяком случае есть люди, которые [c.87]

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]

Новейшим достижением в биотехнологии явилось создание технологии рекомбинантных ДНК, или генной инженерии. Эта область объединяет химию нуклеиновых кислот и белков, микробиологию, генетику и биохимию. Первой задачей генной инженерии является выделение и идентификация генетического материала (ДНК) из одного организма. Далее этот материал модифицируется с тем, чтобы его можно было ввести в новый организм-хозяин . При воспроизведении генетического материала хозяина введенная ДНК также воспроизводится. [c.117]

Приведенные примеры иллюстрируют огромные возможности технологии рекомбинантных ДНК в крупномасштабном синтезе ценных белковых материалов, которые было бы сложно или слишком дорого производить другими способами. Достигнутые успехи являются результатом объединенных усилий химиков, биологов и других ученых и служат наглядным примером полезной взаимосвязи разных дисциплин. Возможности технологии, базирующейся на рекомбинантной ДНК, однако, лишь только приоткрываются. Химически приготовленные последовательности ДНК могут использоваться для выявления генетических дефектов, возможно, свидетельствующих о специфической чувствительности к заболеванию. Можно даже предвидеть, что генетические болезни будут корректироваться путем замещения дефектных генов или введения генов, полученных методом генной инженерии. Не исключено, что самым важным вкладом технологии рекомбинантных ДНК станет расширение наших знаний о регуляции генов в клетке. [c.120]

ДНК-зонды применяют для поиска родственных генов в реакциях гибридизацрш с РНК — для выявления экспрессии данного гена в различных клетках. Для вьывления молекул нуклеиновых кислот, комплементарных всему зонду (или его участку), ДНК-зонды часто сочетают с методом гель-электрофореза, что позволяет получать информацию о размерах гибридизируемых молекул ДНК. Эффективное использование современных приборов, способных автоматически синтезировать любые нуклеотидные последовательности за короткий промежуток времени, дало возможность перестраивать гены, что представляет собой один из важных аспектов генной инженерии. Обмен генами, а также введение в клетку гена другого вида организма осуществляют посредством генетической рекомбинации in vitro. Этот подход был разработан на бактериях, в частности на Е. соИ. Он основан на важном свойстве ДНК — способности к перестройкам, изменяющим комбинацию генов в геноме и их экспрессию. Такая уникальная способность ДНК позволяет приспосабливаться данному виду к изменяющейся среде. Генетическую рекомбинацию подразделяют на два больших класса общую рекомбинацию и сайт-специфическую рекомбинацию. В процессе общей рекомбинации генетический обмен в ДНК происходит между гомологичными нуклеотидными последовательностями, например между двумя копиями одной и той же хромосомы в процессе мейоза (кроссинговера), или при скрещивании и перегруппировке генов у бактерий. [c.112]

Две фундаментальные цели генной инженерии заключаются в исправлении генетических дефектов, таких как серповидно-клеточная анемия (точечная мутация в гемоглобине), и в добавлении нормальных генов к другим, например включение гена нитроге-назы в хромосомы пшеницы. Сейчас кажется, что реализация таких целей уже в руках исследователя ген инсулина уже включен в бактерию Е. oli [13]. [c.213]

Молекулярные основы фиксации азота всесторонне исследовались на К. pneumoniae, которая может служить модельной системой для изучения симбиотических бактерий семейств Rhizobium и Bradyrhizobium. Детально охарактеризована нитрогеназа, азотфиксирующий фермент. Молекулярно-генетические исследования показали, что фиксация азота бактериями — это сложный процесс в нем участвует семь координированно регулируемых оперонов, кодирующих в общей сложности 20 разных белков. Это делает пока невозможным создание с помощью методов генной инженерии растений, которые могли бы сами усваивать азот, и других азотфик-сирующих бактерий. [c.327]

Вступая в симбиотические отношения с растениями, штаммы Rhizobium стимулируют образование на их корнях клубеньков, где и происходит размножение этих бактерий и фиксация азота. Разумно бьию предположить, что, если с помощью методов генной инженерии удастся создать бактерии, способствующие образованию большего количества клубеньков, конкурентоспособность инокулирующих штаммов Rhizobium в борьбе за место на корнях растений-симбионтов повысится по сравнению со штаммами дикого типа. К сожалению, обнаружилось, что в образовании клубеньков участвует множество разных генов, и эта сложность затрудняет проведение соответствующих молекулярно-генетических экспериментов. [c.328]

Ключевым в признании генетически модифицированных микроорганизмов охраноспособными стало судебное решение, касающееся рекомбинантных бактерий, созданных А. Чакрабарти. В 1980 г. Верховный суд США постановил, что на бактерии, полученные в результате генетических манипуляций, может быть выдан патент. Позднее патенты США были выданы на трансгенную мышь с повышенной частотой возникновения злокачественных опухолей и некоторые трансгенные растения. Однако патентование животных, полученных с помощью методов генной инженерии, разрешено не во всех странах. [c.541]

Уникальные свойства липосом сделали их незаменимыми в качестве не только моделей природных биологических мембран, но и объемом, имеющим самостоятельную ценность. В области биомедицинских исследований и биоинженерии они основаны на способности липосом взаимодействовать с клетками, перенося свое содержимое в цитоплазму или лизосомы (в зависимости от фазового состояния липидов липосом). В результате липосомы могут использоваться в клеточной биологии — для изучения механизмов межклеточных взаимодействий и модификаций клеточных мембран в генной инженерии — для введения внутрь клеток генетического материала в иммунологии — для использования адъювантных свойств липосом в фармакологии — для обычного и направленного транспорта лекарственных соединений в организме в фармации — для создания оптимальньгх лекарственных форм. [c.316]

Генная инженерия, или техника рекомбинантных ДНК,— это совокупность приемов, позволяющих путем операций in vitro перенести генетический материал из одного организма (который принято называть источником генов) в другой (называемый хозяином илн реципиентом) таким образом, чтобы обеспечить наследование этих генов в новом для них организме. Перенос генов методами генной инженерии дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим (например, от человека или животного — бактерии и т. п.). В генной инженерии широко используются подходы и методы биоорганической химии. [c.426]

Главным было открытие Г. Теминым (США) рестриказ — ферментов, разрезающих ДНК на куски. Эти ферменты колоссально расширили возможности влияния на генетические процессы, и возникла прикладная ветвь молекулярной биологии — генная инженерия. [c.562]

Тем не менее, следует особо выделить методы клеточной и генной инженерии, когда в экспериментальных условиях удается создавать клетки с заведомо известными свойствами Так осуществлены соматическая гибридизация клеток картофеля и томата (гибрид назван "помато"), перенос генетической информации о синтезе человеческого или животного гормона инсулина в бактериальные клетки (кишечной палочки), способных затем продуцировать полипептидные цепи инсулина [c.41]

Однако даже в случае реализации генно-инженерных разработок измененная наследственная информация на уровне молекул инкорпорируется затем в клетках, с которыми и приходится иметь дело в биотехнологическом процессе Из этого можно вывести представление об уровнях биотехнологии клеточном и молекулярном Тот и другой определяются биообъектами В первом случае дело имеют с клетками, например, актиномицетов при получении антибиотиков, микромицетов при получении лимонной кислоты, животных при изготовлении вирусных вакцин, человека при изготовлении интерферона Во втором случае дело имеют с молекулами, например, с нуклеиновыми кислотами в так называемой"ре-комбинантной ДНК-биотехнологии" (рДНК-биотехнология), базирующейся на генной инженерии и составляющей сущность предмета "Молекулярная биотехнология", или на использовании отдельных ферментов (ферментных систем), например, протеаз в моющих средствах, липаз для модификации вкуса молочных продуктов и т д Однако необходимо помнить, что в начальной или конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный Так, ферменты продуцируются клетками, а при генно-инженерных разработках реципиентом новой генетической информации становится также клетка [c.42]

Анализ гуминовых веществ (ГВ) имеет более чем двухсотлетнюю историю, т к его начало обычно связывают с работой Ф Ахарда (1786 г), посвященной химическим исследованиям состава торфа [451 ] Однако до сих пор важнейшие вопросы генезиса и строения ГВ практически не решены Причин, по-видимому, две смещение научных приоритетов в XX веке преимущественно к биоорганическим молекулам в связи с проблемами медицины, биотехнологии, генной инженерии, селекции, сложность изучения их генезиса и строения Если синтез высокомолекулярных органических соединений в живых организмах осуществляется на основе генетического кода и приводит к структурам, большая часть которых может трактоваться как индивидуальные вещества, а нарушение генетической информации — патология, гибель организма и прекращение синтеза, то в основе синтеза ГВ лежат иные принципы и их главное требование — отбор структур, которые в условиях биосферы, главным образом в корнеобитаемых слоях почв, способны приобрести устойчивые свойства и создать необходимые экологические условия для обитания растений и почвонаселяющих микроорганизмов [c.346]

Да, наступление золотого века генной инженерии, казалось, отодвигалось на неопределенный срок. Но дело было не только в генной инженерии. В проблему разрезанияДНК на куски упиралась и другая задача — задача определения нуклеотидной последовательности. Ведь, несмотря на уверенные рассуждения о промоторах и других регулятор,иых участках, о генах и всем прочем, ни одна последователь ность нуклеотидов в ДНК не была расшифрована. А поэтому и генетический код оставался лишь красивой картинкой, которую приятно повесить на стену, в лаборатории. Ведь код — это словарь для перевода с нуклеотидного языка ДНК на аминокислотный язык белка. А ДНКовых текстов-то и не было [c.53]

Получалось, что первичные события, приводящие в итоге к раку, разыгрываются в генетическом материале, в ДНК. А раз так, то к штурму проблемы рака вновь приступили молекулярные биологи. Только на этот раз, спустя десять лет после работ Темина и Балтимора, они были уже во всеоружии мощных методов манипулирования с ДНК — методов генной инженерии. [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология