Генното инженерство, наука, задвижвани от общността на феновете на Wikia

Генното инженерство - набор от техники, методи и технологии за производство на рекомбинантен РНК и ДНК. изолиране на гени от един организъм (клетки) на манипулирането на гените и въвеждането им в други организми. Генното инженерство се използва за производство на желаното качество варира тяло.

Генното инженерство не е наука в широкия смисъл на думата, но е инструмент на биотехнологиите. Използване на изследване на биологични науки, молекулярната биология. цитология. Жене. Микробиология. Най-впечатляващото събитие, privlokshim най-голямо внимание и е много важно в последствията си, е поредица от открития, които са довели до създаването на управление на наследственост на живите организми, с проникване от страна на ръководството в "светая светих" на живите клетки - в своя генетичен апарат.

Учените, биохимици и молекулярни биолози са научени да променят гените, или създаване на изцяло нови, чрез комбиниране на гени от различни организми. Те също така се научих как да се синтезира гени, с точно предварително определен модел. Те се научиха как да се въведат такива изкуствени гени в живите организми и да ги принуди да работят там. Това е началото на генното инженерство. Да разгледаме следния факт.

В основата на микробиологични, биосинтез индустрия - бактериалната клетка. Задължително за промишлено производство клетки са избрани за определени функции, най-важните от които - способността да произвеждат, се синтезират, където максималния възможен брой, определен съединение - аминокиселина или антибиотик, стероиден хормон, или органична киселина.

Понякога е необходимо да има микроорганизъм, способен на, например, да се използва като "храна" масло или отпадъчни води и ги рециклират в биомаса, или дори много полезен за протеин фуражни добавки. Понякога трябва организми, които растат при повишени температури или в присъствието на вещества със сигурност пагубни за други видове микроорганизми. Задачата на получаване на такива промишлени щамове са много важни за тяхното изменение и подбор разработени различни техники за активно влияят клетка - от обработката мощни отрови на радиация.

Целта на тези техники е една - за постигане на промени наследствени, генетичен апарат на клетката. Техният резултат - получаване на множество микроби мутанти на стотици и хиляди учени, които след това се опитват да изберете най-подходящия за определена цел. Създаване на методи за химически или радиация мутагенеза е един изключителен постижение биология.

Но възможностите им са ограничени до естеството на самите микроорганизми. Те не са в състояние да синтезира голям брой ценни вещества, които се натрупват в растения, особено в медицински и етерично масло. Не може да се синтезират вещества, които са много важни за живота на животните и хората, редица ензими, пептидни хормони, имунни протеини, интерферони и много по-просто конструирани съединения, които са синтезирани в телата на животни и хора. Разбира се, възможността за микроорганизмите са далеч не е изчерпан. От общия изобилието от микроорганизми, използвани в областта на науката, и по-специално промишлеността, само малка част.

За разплод микроорганизми са от голям интерес, като анаеробни бактерии, които могат да живеят в отсъствие на кислород, fototroty използване на светлинна енергия, като растения, chemoautotrophs, термофилни бактерии, способни на живот при температура, както е видно наскоро, около 250 ° С (калай топи при температура 232 ° С), и други.

Въпреки ограниченията на "естествен материал" е очевидна. Заобикаляне на ограниченията са се опитвали и се опитват с помощта на клетъчни култури и растителните тъкани. Това е един много важен и перспективен начин. През последните няколко десетилетия, учените са създали метод, чрез който може да се направи на отделните клетки на тъканите на животното или растението да расте и да се възпроизвеждат отделно от тялото, като бактериалните клетки.

Това е важно постижение - получени експерименти клетъчни култури и се използва за промишленото производство на някои вещества, които с помощта на бактериални култури, не могат да бъдат получени. Но тук също има проблеми, като например невъзможността на животински клетки в култура да споделят безкраен брой пъти, какъвто е случаят с бактерии.

В допълнение, за да се получи и по-трудно да растат култури клетки от бактериална култура. (Има някои предимства, но те ще бъдат обсъдени по-нататък, тъй като те са били между другото вече в новите условия, когато биотехнологиите е сформирана и започна своята независима развитие.) И учените се опитват да научат как да се променят гените, за да въведете желаните гени в един жив организъм, така да се каже, "редактиране" книгата на природата.

Преди около десет години бяха направени редица фундаментални открития. Vporvye вещество се изолира, "химически чист" ген. Тогава са открити ензимите - рестриктивен ензим и лигаза. С ензим ген ограничение могат да бъдат нарязани на парчета - нуклеотиди. С лигази тези парчета могат да бъдат "залепени" за свързване на различни комбинации от изграждане на нов ген.

Почти по същото време успешно завършен години на опити да се "четат" биологичния информацията, която е "написано" в гените. Това произведение е било направено от британския учен Е. Segner и американския учен Уилям Гилбърт. За това, учените бяха наградени с Нобелова награда за химия (1980). Сангър за наградата бе втората; той е първият физик който получи наградата два пъти; За първи път той бе награден за дешифриране на структурата на протеина.

Както е известно, на гени, съдържащи се в инструкция информация за синтез на протеинови молекули в ензимите на тялото. Така че, за да се направи клетката синтезира нов, необичаен за нея вещество, необходимо е, че тя синтезира съответните набори от ензими. И за това, че е необходимо или целенасочена промяна са в гените си, или да въведе нови гени в него, чужди на нея. Промени на гени в живите клетки - тази мутация. Те са под влиянието на, например, мутагени - химични отрови или радиация. Въпреки това, тези промени не могат да бъдат проверки или директно среда. Ето защо, учените са съсредоточени върху опитва да разработи методи за въвеждането на новата клетка, това е сигурно гени, необходими за човека. За да направите това, първо, че е необходимо да се научим да получите желаните гени.

Разработване на метод за двете първи и втори стадии е изключително трудно. Въпреки това, в много кратък период от биохимици са се научили да синтезират гени. Сега процесът на синтез ген разработена много добре и дори автоматизиран. Има специални машини, оборудвани с компютър, в паметта на програмата за синтез, които са определени различни структурни гени. На ден такъв апарат синтезира ДНК сегменти, необходими дължина 100-120 азотни основи (съдържащи информация за синтеза на протеин част на полипептидната верига на 30-40 аминокиселинни остатъци).

Основните трудности са свързани с въвеждането на крайния ген в наследствени клетки APPA-плъх. Всъщност, това е така, защото на тези трудности, дори и преди 15-20 години с рисков katsiey модифициране на генетичната апарат счита безнадежден, а дори и фантастична работа.

Необходимо е да се създаде обща и възпроизводим метод за включване на генни парчета изцяло генетичен апарат на клетката. С този нов фрагмент от ген трябваше да бъдат поставени много прецизно в съответствие с определени условия, за да се започне наистина клетката да синтезира нови ензими. Също така е необходимо да се заобиколи съпротивата на клетката гостоприемник: Като правило, всички промени в генетичния апарат на клетките се разглеждат като "грешка в данните" и коригирани от специални механизми.

Въпреки това, в природата има случаи, където чуждата ДНК (вирусен или бактериофаген) е включен в генетичния апарат на клетката и чрез своите обмен механизми започва да синтезира своя "собствен" протеин. Учените са изследвали характеристиките на въвеждане на чужда ДНК и се използва по принцип за въвеждане на генетичен материал в клетките.