Что такое генная инженерия?

Генная инженерия относится к прямой манипуляции с ДНК, с целью изменения характеристики организма (фенотипа). Генная инженерия, реже генетическая модификация, представляет собой процесс изменения ДНК в геноме организма.

Это может означать изменение одной базовой пары (AT или CG), удаление целой области ДНК или введение дополнительной копии гена.

Это также может означать извлечение ДНК из генома другого организма и объединение его с ДНК этого человека.

Генная инженерия используется учеными для улучшения или изменения характеристик отдельного организма. Генная инженерия может быть применена к любому организму, от вируса до овцы. Например, генная инженерия может использоваться для получения растений, которые имеют более высокую питательную ценность или могут переносить воздействие гербицидов.

Как работает генная инженерия?

Чтобы помочь объяснить процесс работы генной инженерии можно взять пример инсулина белка, который помогает регулировать уровень сахара в нашей крови.
При нормальном функционировании организма инсулин производится в поджелудочной железе, а у людей с диабетом 1 типа существует проблема с производством инсулина.

Поэтому людям с диабетом приходится вводить инсулин для контроля уровня сахара в крови. Генная инженерия была использована для производства инсулина, очень похожего на наш, из дрожжей и бактерий, как кишечная палочка.

Этот генетически модифицированный инсулин «Хумулин» был лицензирован для использования человеком в 1982 году.

Процесс генной инженерии

Маленький кусочек кольцевой ДНК, называемый плазмидой извлекается из бактерий или дрожжевой клетки. Затем из кольцевой плазмиды вырезают небольшой участок рестрикционными ферментами, «молекулярными ножницами».

Ген человеческого инсулина вставляется в зазор в плазмиде. После этого плазмида теперь генетически модифицирована. Генетически модифицированная плазмида вводится в новую бактериальную или дрожжевую клетку. Затем эта клетка быстро делится и начинает вырабатывать инсулин.

Чтобы создать большое количество клеток, генетически модифицированные бактерии или дрожжи выращивают в больших ферментационных сосудах, которые содержат все необходимые им питательные вещества. Чем больше делятся клетки, тем больше вырабатывается инсулина. Когда ферментация завершена, смесь фильтруют для выделения инсулина. Затем инсулин очищают и упаковывают во флаконы и ручки для инсулина для раздачи пациентам с диабетом.

Для чего еще используется генная инженерия?

Первым генетически модифицированным организмом, который был создан, была бактерия в 1973 году. В 1974 году те же методы были применены к мышам. В 1994 году были выпущены первые генетически модифицированные продукты.

Генная инженерия имеет ряд полезных применений, включая научные исследования, сельское хозяйство и технологии. В растениях генная инженерия применяется для повышения устойчивости, питательной ценности и скорости роста таких культур, как картофель, помидоры и рис. У животных он используется для развития овец, которые вырабатывают в молоке терапевтический белок, который можно использовать для лечения муковисцидоза или червей, которые светятся в темноте, чтобы ученые могли больше узнать о таких болезнях, как болезнь Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера и глисты

Червь нематоды, C. elegans имеет всего около 300 клеток во всей своей нервной системе, что делает его очень простой моделью для изучения болезни Альцгеймера.

Кроме того, благодаря тому, что червь является почти прозрачным, когда его нервные клетки помечены зеленым флуоресцентным белком (GFP), и тогда под микроскопом можно наблюдать расположение и активность различных структур и белков. Генетический материал C. elegans может быть легко генетически модифицирован, чтобы червь вырабатывал специфические белки, которые исследователи хотят изучить.

У людей ген APP кодирует белок, связанный с амилоидными бляшками, которые характерны для людей с болезнью Альцгеймера. Итак, чтобы изучить болезнь Альцгеймера, исследователи генетически сконструировали нервные клетки червя, чтобы в них содержался ген АРР, эффективно давая ему болезнь Альцгеймера.
Путем пометки белка APP, продуцируемого у червя, зеленым флуоресцентным белком, можно было видеть, что все клетки, которые вступали в контакт с APP, умирали по мере старения червя.

Затем исследователи смогли отслеживать прогрессирование болезни Альцгеймера у червя и применять полученные данные для понимания роли АРР у людей с болезнью Альцгеймера.

0

Комментарии


Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, авторизируйтесь!