Что такое генетическая инженерия

Чтобы лучше понять, что такое генно-инженерные организмы и генетически модифицированные продукты, чем они отличаются от обычных организмов и продуктов, необходимо иметь представление о том, как их получают. Однако, прежде чем объяснить, что такое генетическая инженерия, следует остановиться на основных биологических понятиях. [c.8]

Что такое генетическая инженерия [c.22]

Отметим, что в США методы генетической инженерии перешли из исследовательских лабораторий в промышленность. На основании этого утверждается, что можно забыть прошлые страхи и в будущем применение этих методов станет настолько безопасным, что вряд ли понадобятся какие-либо законодательные акты по промышленной безопасности при таких технологиях. На наш взгляд, такие выводы преждевременны. [c.451]

Новые направления физ.-хим. биологии значительно расширили возможности Б. Прежде всего это относится к генетич. инженерии, т.е. к использованию клеток, гл. обр. микроорганизмов, генетич. программа к-рых целенаправленно изменена введением в них молекул ДНК, созданных в лаборатории и кодирующих синтез нужного продукта. Таким путем можно получить значит, кол-во относительно дешевого конечного продукта, мало доступного при использовании др. методов произ-ва. Это обстоятельство, а также возможность сочетания разл. фрагментов ДНК, в принципе позволяющая создавать необходимые генетич. программы, открыли необычайно широкие перспективы (см. также Генетическая инженерия). [c.290]

Специфическое применение биотехнологических методов для решения проблем окружающей среды, таких, как переработка отходов, очистка воды, устранение загрязнений, составляет предмет экологической биотехнологии. Экологическая биотехнология — это новейший подход к охране и сохранению окружающей среды при совместном использовании достижений биохимии, микробиологии, генетической инженерии и химических технологий. [c.16]

Сущность генетической инженерии сводится к целенаправленному конструированию генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата реципиентного организма и, кроме того, они привносят в него новые генетические и физиолого-биохимические свойства, полезные для человека. К числу таких свойств можно отнести синтез аминокислот и белков, гормонов, ферментов, витаминов и др. [c.115]

Один из уроков, который можно извлечь из этой истории, заключается в том, что хотя генетическая инженерия может оказаться и ни при чем, биологическая идентичность между исходным штаммом и его генетически модифицированным двойником не должна упускаться из виду. Это относится как к штаммам, полученным традиционными способами, так и к штаммам, полученным генноинженерными методами. Более того, производители теперь осознают, что даже несущественные технические изменения в способе очистки могут привести к изменению свойств продукта. Другое дело — что они дальше предпринимают. Многие компании не хотят подвергать всестороннему исследованию на токсичность те продукты, которые, как они считают, уже были тщательно проверены. Однако большинство производителей придерживаются мнения, что, несмотря на издержки, лучше безопасность, чем неприятности . [c.521]

Основные дебаты по поводу патентования указанного генетически модифицированного микроорганизма велись вокруг способа его получения. Ранее индуцируемый мутагенез с последующей селекцией с целью получения организмов с новыми свойствами уже был признан патентоспособным изобретением. Однако генетическая инженерия рассматривалась как процедура, посягающая на саму природу , а потому выдвигалось возражение, что изобретатель не имеет права получать выгоду от манипулирования природными продуктами . Такая аргументация не нашла поддержки, и в США начиная с 1980 г. (а затем и в других странах) в законодательном порядке бьшо регламентировано, что живые организмы — независимо от способа их получения - являются охраноспособными. Чтобы вынести решение о выдаче на них патента, необходимо провести экспертизу на их соответствие таким условиям, как новизна , изобретательский уровень ( неочевидность ) и применимость . [c.536]

Многолетний опыт преподавания биологической химии для студентов биотехнологического и фармацевтического факультетов в Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии дал авторам возможность в учебнике, предназначенном для биотехнологов, представить информацию, весьма полезную также для провизоров. Учитывая тот факт, что аминокислоты, белки, ферменты, витамины и гормоны являются целевыми продуктами биотехнологии, разделы, посвященные этим структурам, представлены достаточно подробно и по возможности профилированы по каждой из этих специальностей (главы 2—13). Авторы считали важным ознакомить студентов с такими прикладными аспектами молекулярной биологии, как биохимия иммунитета, клеточная и генетическая инженерия (главы 30—31). В ряд разделов введен материал, который подчеркивает практическое значение биохимии для будущей профессиональной деятельности. [c.3]

Такое подразделение генетической инженерии и терминология [c.185]

В связи с экспрессией генов большое значение приобретает "белковая инженерия", дорожку которой проторила генетическая инженерия, первая вытекает из второй и, следовательно, белковая инженерия также является методом науки "Биологическая технология" Целевые установки здесь сводятся к изучению и пониманию главного звена в структуре ферментов (почему они функционируют так, а не иначе ), к возможности научиться видоизменять природные белки или, того больше, уметь их заново проектировать, к выяснению причин и механизмов изменения фенотипа под влиянием генотипа [c.211]

Человек использовал биотехнологию многие тысячи лет люди занимались пивоварением, пекли хлеб. Они придумали способы хранения и переработки продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, соевого соуса), научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства и перерабатывать отходы. Однако только разработка методов генетической инженерии, основанных на создании рекомбинантных ДНК (гл. 7), привела к тому биотехнологическому буму , свидетелями которого мы являемся. Эти методы не только открывают возможности улучшения уже освоенных процессов и продуктов, но и дают нам совершенно оригинальные способы получения новых, ранее недоступных веществ, позволяют осуществлять новые процессы. Сама история этой науки — генетической инженерии — яркий пример того, как сложно прогнозировать внедрение в практику достижений фундаментальных наук. Разработка технологии рекомбинантных ДНК—результат значительных вложений в развитие молекулярной биологии за последние сорок с лишним лет. А ведь не так давно, в конце 60-х годов, многие биологи сетовали, что слишком уж много внимания уделяется этой престижной области биологии и химии, которая не дает ничего полезного. Сегодня нам ясно, что открытия молекулярной биологии глубоко скажутся на судьбе /человечества. [c.9]

Роль биокатализа в химической промышленности сегодня весьма необычна, С одной стороны, появление генетической инженерии воскресило к нему интерес, поскольку появилась возможность существенно улучшить рабочие характеристики биокатализаторов, особенно интактных микроорганизмов. С другой стороны, на разработку таких новых процессов требуется немалое время (от десяти до двадцати лет) и это наряду с высокой стоимостью изысканий и внедрения приводит при организации производства к крупным расходам (10—25% от общей стоимости осуществления проекта). Новые возможности для более широкого применения биокатализаторов в химической промышленности возникли, когда она столкнулась с рядом экономических проблем. [c.24]

В ветеринарии биотехнология используется для получения вакцин и сывороток. Если, как ожидается, вакцины удастся получать при помощи микроорганизмов, модифицированных методами генетической инженерии, мы станем свидетелями окончательного искоренения таких опасных заболеваний, как ящур и сонная болезнь. Для увеличения выхода мяса могут использоваться гормоны роста. Современная биотехнология дает нам и корм для скота, например белково-витаминный концентрат. Впрочем, нужно еще доказать, что его применение экономически целесообразно, по крайней мере в западных странах. [c.27]

Методы усиления генетической изменчивости многообразны для этой цели используют культуру тканей, слияние протопластов, перенос одиночных генов, гаплоиды, опыление облученной пыльцой, химический мутагенез, замену митохондриальных и хлоропластных геномов и т. д. Направленный перенос распознаваемых признаков может быть осуществлен методами генетической инженерии. Здесь стоят проблемы выбора вектора, -включение гена в геном и экспрессии нового признака в условиях сложной системы регуляции у растений как на генетическом, так и на метаболическом уровне. [c.50]

Очевидно, что большой интерес представляет создание методами генетической инженерии мироорганизмов, которые участвуют в технологических процессах, как уже существующих, так и будущих. [c.451]

Однако и в Великобритании, и за рубежом отношение к генетической инженерии весьма настороженное даже на лабораторном уронне, что объясняется принципиальной возможностью создания ранее неизвестных микроорганизмов, способных оказывать вредное воздействие на людей, животных и растения и которые в последующем могут выйти из-под контроля. С целью недопущения такой ситуации во многих странах ведется строгий надзор за работами в области генетической инженерии. [c.451]

Б. X. тесно связана с практич. задачами медицины и с. х-ва (получение витаминов, гормонов, антибиотиков и других лек. ср-в, стимуляторов роста растений н регуляторов поведения животных и насекомых), хим., пищ. и мн-кробиол. пром-сти. В результате сочетания методов Б. х. и генетической инженерии стало возможным практич. решение проблемы получения сложных биологически важных в-в белково-пептидной природы, включая такие высокомо- [c.288]

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ (ленная инженерия), создание с помощью биохим. и (или) хим. синтеза генетач. структур, способных размножаться и действовать в клетке-хозяине, изменять ее генетич. программу и синтезировать требуемые продукты, обычно белки. Возникла в 1972, когда была получена первая такая структура. Будучи новым этапом развития молекулярной генетики, Г. и. использует достижения микробиологии, биохимии, биоорг. химии и молекулярной биологии. [c.518]

Применение методов генетической инженерии, использующих естественные защитные механизмы, позволяет получать трансгенные растения, устойчивые к грибной, бактериальной и вирусной инфекции. Так, гены хитиназы и глюконазы кодируются одиночными генами. Благодаря этому были получены трансгенные растения табака и турнепса, в состав генома которых ввели ген хити- [c.153]

В генетической инженерии с целью получения белков в достаточных количествах и с заданными свойствами (например, для генотерапии наследственных и соматических болезней) широкое применение получили эндонуклеазы рестриктазы, катализирующие расщепление молекулы двухцепочечной ДНК по специфическим нуклеотидным последовательностям внутри цепи. Рестриктазы узнают определенные 4-7-членные последовательности, вызывая, таким образом, разрывы в определенных сайтах цепи ДНК. При этом образуются не случайные последовательности, а фрагменты ДНК строго определенной структуры с липкими концами (рекомбинантные ДНК), используемые далее для конструирования гибридных молекул и получения генно-инженерной, биотехнологической продукции (например, инсулина, гормона роста, интерферона, вакцин против вируса гепатита В, СПИДа и др.). [c.481]

Таким образом, повышение уровня экспрессии клонированных генов бактериальных целлюлаз хотя бы до значений, свойственных исходным культурам, также насущная задача. Однако имеющийся уже сейчас арсенал методов генетической инженерии, отработанный на амилазах и пуллуланазах, дает основания полагать, что эта задача может быть успешно решена [1]. [c.105]

Принципы построения вирусов весьма разнообразны. У всех известных клеточных организмов наследственная информация хранится, размножается и реализуется в форме двунитевых ДНК. Среди вирусов также широко распространены такие, у которых носителем наследственной информации является двунитевая ДНК. К их числу относятся многие бактериофаги, например детально изученные бактериофаги, паразитирующие на клетках Е.соИ, такие, как Т4, Т7, и уже упоминавшийся бактериофаг А. Дл>( двух последних уже установлены полные первичные структуры их ДНК. К числу таких вирусов относятся и многие вирусы, вызывающие заболевания человека, например вирус герпеса и аденовирусы, вирус осповакцины (коровьей оспы), который на протяжении двух столетий использовался для вакцинации людей (придания им иммунитета) против черной оспы. Наряду с этим встречаются вирусы, у которых в состав вирусных частиц входит однонитевая ДНК. К ним относятся такие хорошо изученные и широко используемые в исследованиях вирусы, как бактериофаг Х174 — первый вирус, для которого была установлена первичная структура ДНК, — и бактериофаг М13, нашедший широкое применение в генетической инженерии. [c.112]

Чтобы создавать рекомбинантные ДНК, несущие желаемый ген, необходимо прежде всего располагать этим геном. Для этого используют три основных способа. Во-первых, если известна первичная структура белка, получение которого желательно осуществить методами генетической инженерии, можно, основываясь на генетическом коде, построить нуклеотидную последовательность, программирующую этот белок, и осуществить химико-ферментативный синтез гена. Так, например, были осуществлены синтезы нескольких генов, кодирующих различные интерфероны. Во-вторых, можно выделить из тканей, в которых происходит экспрессия гена, информационные РНК, среди которых должна присутствовать и мРНК, кодирующая необходимый белок, провести с помощью обратной транскриптазы синтез комплементарной ДНК (сокращенно кДНК) и перевести ее в двунитевую структуру с помощью Д П<-полимеразы. Можно, наконец, вырезать желаемый ген непосредственно из ДНК того объекта, бело которого собираются продуцировать. Два последних подхода не дают сразу же индивидуального гена и требуют предварительного отбора из сложной смеси кДИК или фрагментов хромосомной ДНК. Эта проблема решается уяЛ на уровне илстои микроорганизмов, в которые введены новые наследственные программы, и пути ее решения будут изложены несколько ниже. [c.301]

Такие смеси в генетической инженерии называют библиотеками, в данном случае библиотекой кДНК. Для нахождения нужного гена в такой библиотеке также используется процедура [c.305]

Методы генетической инженерии стали важным инструментом биохимических исследований. В частности, они не только открыли возмогкность получения значительных количеств ранее мало доступных белков, в том числе эукариотических, но и возможность внесения направленных точечных изменений в первичную структуру белков, т.е. закхены одного определенного аминокислотного остатка на любой другой произвольно выбранный аминокислотный остаток (в пределах 20 аминокислот, из которых могут строиться полипептидные цепи при трансляции). Это достигается путем замены соответствующего кодона в ге1ю, программирующем исследуемый белок. Такая процедура называется сайт-специфичным мутагенезом. [c.305]

Генетическая инженерия открыла новые возможности перед учеными и биотехнологами в знвчительной мере в результате применения селекционных методов, т.е. отбора клонов микроорганизмов с определенными свойствами. Появление метода амплификации нуклеиновых кислот в последнее время привело к рождению подходов, основанных на селекции нуклеиновых кислот in vitro, i.e. на молекулярном уровне (молекулярная селекция нуклеиновых кислот). Действительно, если имеется способ среди множества нуклеиновых кислот отобрать такие, которые обладают определенными свойствами, то далее возможно размножить такие нуклеиновые кислоты с помощью амплификации (см. 7.5) и далее, если требуется, повторить селекцию еще один или несколько раз. Таким образом, все, что требуется для отбора нуклеиновых кислот с заданными свойствами, — это иметь исходный материеш для селекции и способ его отделения от остальной массы материала. [c.306]

Был рассмотрен метод трансформации растительньгх клеток при помощи микроорганизмов рода Agroba terium. Существует еще ряд методов, например свободное поглощение чужеродного генетического материала в процессе ко-культивирования с растительными клетками, инъекция ДНК в растительные клетки и целые растения и др. В результате разработанных методов генетическая инженерия получила возможность надежной трансформации ряда растений, в том числе и сельскохозяйственных культур. Так, имеются хорошие [c.505]

В 1972 г. П. Берг сообщил о соединении in vitro, с помощью специально разработанных приемов, ДНК двух различных вирусов бактериофага X и SV-40. Таким образом, было положено начало генетической инженерии, которая вскоре стала использовать для получения фрагментов ДНК рестрикционные эндонуклеазы, а для [c.297]

Трансгенные животные. Включение чужеродных последовательностей ДНК или трансгенов в геном макроорганизма — реципиента с последующей устойчивой их наследуемостью в ряду поколений обеспечивает получение так называемых трансгешшх животных. Следовательно, процесс трансгенеза по своему механизму относится к генетической инженерии и, в частности, к генной и клеточной инженерии. [c.581]

Другой подход заключается в том, чтобы выделить бактериальную ДНК, кодирующую нитрогеназную систему, и ввести ее в геном микроорганизмов, не имеющих нитрогеназы, или в геном растений. Такой перенос генов из азотфиксирующих бактерий в нефиксирующие, в частности в Е. соН, удалось осуществить. Гораздо труднее добиться включения нитрогеназной ДНК в геном высших растений и заставить ее в этом геноме работать . Однако методы генетической инженерии постепенно совершенствуются, а значит, и эту задачу со временем, быть может, удастся решить. [c.678]

Как известно, существуют стандарты безопасности новых видов продукции. К числу наиболее строгих из них относятся те, которые касаются медицинских препаратов, а также продуктов, потребляемых в животноводстве и особенно в пищев )й промышленности. Используемые при этом методы и требования хорошо обоснованы, и, хотя затраты на контроль велики, это не мешает выработке доброкачественных продуктов биотехнологии, например грибного белка для питания людей (гл. 3). Тем не менее сама возможность использования генетической инженерии вызвала в 70-х годах озабоченность общественности и стала предметом обсуждения. Правительства стран, в которых возникли такие дебаты, создали подотчетные обществу организации, призванные контролировать использование методов генетической инженерии. Естественно, что в разных странах для этой цели были разработаны как разные методы контроля, так и несколько неодинаковые стандарты. Спустя десять лет в результате накопления опыта использования новых методов биотехнологии, мониторинга и контроля стало очевидным, что первоначальные правила безопасности были излишне строгими. Эти правила для большинства обычных генетических манипуляций постепенно смягчились, В то же время для некоторых манипуляций правила, касающиеся условий и способов производства, остались очень строгими и будут по необходимости оставаться таковыми. В этом плане правительство Японии было [c.32]

После второй мировой войны бродкльное производство этих растворителей, однако, сильно сократилось, так как относительная стоимость нефтехимических продуктов по сравнению с полимерами сахаров уменьшилась. Производство н-бутанола путем ферментации продолжалось лишь в ЮАР. Однако в настоящее время получение бутанола с помощью ферментации становится все более выгодным, и очень может быть, что методами генетической инженерии удастся создать такие микроорганизмы-продуценты, применение которых перетянет чашу весов в сторону этого способа. Главный недостаток существующих штаммов — низкая устойчивость к конечным продуктам и относительно низкий выход растворителей. [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология