Клеточная и генная инженерия.
· Биотехнология
· Селекция
· Клеточная инженерия
· Генная инженерия
· Области применения клеточной и генной инженерии
· Риски генной инженерии
Биотехнология – наука, которая занимается изучением перспектив использования живых организмов, продуктов их жизнедеятельности для возможного выполнения технологических заданий.
Кроме того, биотехнология изучает вопросы создания живых организмов с необходимым набором качеств, используя методы генной инженерии.
До того, как возникла биотехнология, широко применялась селекция. Она была известна еще тысячи лет назад. Тогда это был шанс человека хоть немного приблизиться к решению вопроса «как подчинить природу».
Скрещивая овощи и фрукты разных сортов, люди могли в результате получить улучшенный вкус или повышенную урожайность, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям. Селекция постепенно развивалась, поэтому не потеряла актуальность и по сей день.
Ученые-селекционеры до сих пор путем скрещивания пытаются улучшить особенности растений, создать более урожайные сорта и новые породы домашнего скота.
Сам селекционный процесс состоит в том, что предварительно необходимо сосредоточить внимание на отборе полезных животных и растений. Далее, происходит процесс скрещивания, после которого новый биологический организм наделен свойствами родительских генов. Недостатком селекционного метода можно считать неточность и большой период, необходимый для фиксации полученного результата.
Селекционер в своей работе часто полагается на случай, поскольку эксперимент может оказаться как удачным, так и иметь совершенно противоположный эффект. Все дело в том, что селекция не имеет отношения к генам и клеткам, то есть не вмешивается настолько глубоко и основательно.
В процессе скрещивания новый организм может получить как полезные качества, так и абсолютно бесполезные.
Генная и клеточная инженерия являются главными современными методами биотехнологии.
В основе клеточной инженерии – создание и модификация клеток. Ученые постоянно занимаются исследованиями, чтобы в результате получать новые клетки из уже существующих. Для этого в лабораториях проводятся многочисленные опыты. Чаще всего в ходе экспериментов соединяются свойства разных клеток для получения новой.
Генная инженерия действует на генетическом уровне. Генные инженеры стараются найти новые комбинации генов, которых нет в природе.
В целом процесс можно описать следующим образом:
· из определенных клеток собирают гены для считывания некоего вещества;
· далее, проводится процесс адаптации для более плавного и гармоничного внедрения гена в чужеродную клетку;
· в итоге получается измененная генетически ДНК, которая запрограммирована на выработку исходных веществ.
Измененные генетически растения и животные называют трансгенными. Сейчас большинство товаров, которые находятся в супермаркетах и на рынках, получают из трансгенных продуктов.
Истоки
Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.
Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие — американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик установили молекулярную структуру ДНК.
Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые Пол Берг, Стэнли Норман Коэн, Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то есть создали первую рекомбинантную ДНК.
В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.