Start-365.ru

Работа и Занятость
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для чего нужна генная инженерия

Что такое генная инженерия и что она изучает?

Сложно найти в современном мире человека, который ничего не слышал бы об успехах генной инженерии.

Сегодня она является одним из наиболее перспективных путей развития биотехнологий, совершенствования сельскохозяйственного производства, медицины и ряда других отраслей.

Что такое генная инженерия?

Как известно, наследственные признаки любого живого существа записаны в каждой клетке организма в виде совокупности генов – элементов сложных белковых молекул РНК и ДНК. Вводя в геном живого существа чужеродный ген, можно изменить свойства получаемого организма, причём в нужную сторону: сделать сельскохозяйственную культуру более устойчивой к морозу и болезням, придать растению новые свойства и т.д.

Организмы, полученные в результате такой переделки, называются генно-модифицированными, или трансгенными, а научная дисциплина, занимающаяся исследованием модификаций генома и разработкой трансгенных технологий – генетической или генной инженерией.

Объекты генной инженерии

Наиболее часто объектами для исследования генной инженерии становятся микроорганизмы, клетки растений и низших животных, однако ведутся исследования и на клетках млекопитающих, и даже на клетках человеческого организма. Как правило, непосредственным объектом исследования является молекула ДНК, очищенная от прочих клеточных веществ. При помощи энзимов ДНК расщепляется на отдельные отрезки, причём важно уметь распознавать и выделять нужный отрезок, переносить его при помощи энзимов и встраивать в структуру другой ДНК.

Современные методики уже позволяют достаточно свободно манипулировать отрезками генома, размножать нужный участок наследственной цепи и вставлять его на место другого нуклеотида в ДНК реципиента. Накоплен достаточно большой опыт и собрана немалая информация по закономерностям строения наследственных механизмов. Как правило, преобразованиям подвергаются сельскохозяйственные растения, что уже позволило существенно повысить результативность основных продовольственных культур.

Для чего нужна генная инженерия?

К середине ХХ века традиционные методы селекции перестали устраивать учёных, так как это направление обладает рядом серьёзных ограничений:

  • невозможно скрещивать неродственные виды живых существ;
  • процесс рекомбинации генетических признаков остаётся неуправляемым, и необходимые качества у потомства появляются в результате случайных комбинаций, при этом очень большой процент потомства признаётся неудачным и отбрасывается в ходе селекции;
  • точно задать нужные качества при скрещивании невозможно;
  • селекционный процесс занимает годы и даже десятилетия.


Естественный механизм сохранения наследственных признаков является чрезвычайно стойким, и даже появление потомства с нужными качествами не даёт гарантии сохранения этих признаков в последующих поколениях.

Генная инженерия позволяет преодолеть все вышеперечисленные затруднения. С помощью трансгенных технологий можно создавать организмы с заданными свойствами, заменяя отдельные участки генома другими, взятыми у живых существ, принадлежащих к другим видам. При этом сроки создания новых организмов существенно сокращаются. Необязательно закреплять нужные признаки, делая их наследуемыми, так как всегда есть возможность генетически модифицировать следующие партии, поставив процесс буквально на поток.

Этапы создания трансгенного организма

  1. Выделение изолированного гена с нужными свойствами. Сегодня для этого существуют достаточно надёжные технологии, есть даже специально подготовленные библиотеки генов.
  2. Ввод гена в вектор для переноса. Для этого создаётся специальная конструкция – трансген, с одним или несколькими отрезками ДНК и регуляторными элементами, который встраивается в геном вектора и подвергается клонированию при помощи лигаз и рестриктаз. В качестве вектора обычно используются кольцеобразные бактериальные ДНК – плазмиды.
  3. Встраивание вектора в организм реципиента. Этот процесс скопирован с аналогичного природного процесса встраивания ДНК вируса или бактерии в клетки носителя и действует таким же образом.
  4. Молекулярное клонирование. При этом клетка, подвергшаяся модификации, успешно делится, производя множество новых дочерних клеток, которые содержат изменённый геном и синтезируют белковые молекулы с заданными свойствами.
  5. Отбор ГМО. Последний этап ничем не отличается от обычной селекционной работы.

Безопасна ли генная инженерия?

Вопрос, насколько безопасны трансгенные технологии, периодически поднимается как в научной среде, так и в СМИ, далёких от науки. Однозначного ответа на него нет до сих пор.

Во-первых, генная инженерия остаётся ещё достаточно новым направлением биотехнологий, и статистика, позволяющая делать объективные выводы об этой проблеме, пока что не успела накопиться.

Во-вторых, огромные вложения в генную инженерию со стороны транснациональных корпораций, занимающихся производством продуктов питания, могут служить дополнительной причиной отсутствия серьёзных исследований.

Впрочем, в законодательствах многих стран появились нормы, обязывающие производителей указывать наличие продуктов из ГМО на упаковке товаров пищевой группы. В любом случае, генная инженерия уже продемонстрировала высокую результативность своих технологий, а её дальнейшее развитие обещает людям ещё больше успехов и достижений.

Генная инженерия человека. Кто и зачем ей занимается?

В конце ноября 2018 года ученый Хе Цзянькуй (He Jiankui) из города Шэньчжэнь заявил, что создал генетические модифицированные эмбрионы, а женщина которая их получила, забеременела и недавно родила двух девочек. Были ли еще подобные эксперименты и почему общество не всегда приветствует изменение генома человека?

Перед открытием научной конференции в Гонконге доктор Хе Цзянькуй рассказал коллегам, что подсаживал измененные эмбрионы семерым бесплодным женщинам, но выносила и родила только одна.

Каких-либо подтверждений в научной литературе этому факту пока нет, однако ученый подтвердил свои слова в интервью агентству Associated Press.

Доктор Хе сообщил журналистам, что им был создан эмбрион, геном которого отредактирован таким образом, что в случае попадания вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) в организм, человек не будет носителем этой инфекции и у него никогда не будет СПИДа.

Читать еще:  Инженер кипиа асу

Сообщается, что после широкой огласки этого факта собственный университет приостановил деятельность ученого; в руководстве научного учреждения заявили, что ничего не знают об эксперименте. Но эта информация спровоцировала очередную острую дискуссию о законодательном регулировании таких экспериментов и их моральной стороне.

«Это недобросовестная практика… эксперименты на людях, это аморально или этически необоснованно», — заявил в интервью агентству AP доктор Киран Мусунуру (Kiran Musunuru) из Университета Пенсильвании, эксперт по генному редактированию и редактор журнала о генетике.

«Это слишком преждевременно, — считает доктор Эрик Топол (Eric Topol), глава Научно-исследовательского института Скриппса в Калифорнии. – Тут мы по сути создаем «инструкцию по эксплуатации» человеческого существа. Это серьезная задача».

Другой известный ученый из Гарвардского Университета Джордж Черч (George Church) встал на защиту генного редактирования в целях защиты от ВИЧ. Он назвал вирус крупнейшей и растущей угрозой здоровью людей. Иными словами, ученый считает возможной модификацию человека для защиты от вируса уже на данном этапе развития медицины.

Другие наблюдатели задаются вопросом о том, насколько обоснованно вмешательство в геном в этом конкретном случае? Ученые давно работают над созданием вакцины против ВИЧ, но даже ее испытания – процедура небезопасная.

Однако китайский эксперимент на реальных людях — не первая попытка внесения изменений в геном человека.

Помощь бесплодным парам

В конце прошлого века произошла сенсация — ученые из штата Нью Джерси в США помогли родиться детям, имеющим ДНК трех родителей.

Действительно, в Медицинском центре Института репродуктивной медицины и репродуктологии Святого Варнавы, благодаря методу так называемой ооплазменной трансплантации в 1997 году на свет появились 15 здоровых младенцев. Но речь шла о новом способе лечении бесплодия, чуть более усовершенствованном ЭКО. Цитоплазму (желеобразный материал, окружающий ядро клетки) трансплантировали из донорской яйцеклетки в яйцеклетку бесплодной женщины, которую уже затем оплодотворили и подсадили обратно в организм будущей матери. Таким образом, считают ученые, они помогли забеременеть женщинам, имеющим дефект яйцеклетки.

Споры о том, является ли эта технология недопустимым вмешательством в геном продолжаются.

Противники эксперимента говорят о том, что с ооплазмой в яйцеклетку могут быть внесены донорские митохондрии. Эти компоненты клетки обеспечивают ее энергетический обмен и обладают собственными генами, то есть, в данном случае, генами третьего лица. Отсюда и возник вызвавший споры тезис: «две матери – один отец».

Трансгенные космонавты

Много лет ведутся дискуссии и о том, можно ли проводить генетический отбор среди людей тех или иных профессий. Или вообще – как-то изменять их геном для повышения уровня их профессионализма, когда такое станет возможным.

Производить отбор по ДНК среди космонавтов предлагает известный генетик Крейг Вентер, руководивший проектом по расшифровке генома человека, апологет синтетической биологии, и директор собственного института J.K.Venter Institute. «Генные технологии могут оказаться очень полезными в процессе отбора космонавтов, производимом НАСА», — считает Вентер, которого несколько лет назад цитировал портал space.com. По его мнению, НАСА могло бы сканировать геномы кандидатов в полет, чтобы выбрать идеального космонавта. Если у человека обнаружатся гены, кодирующие восстановление костной ткани, то это будет фактором, влияющим на отбор, так как разрушение костей является самым типичным побочным эффектом пребывания в невесомости.

Вентер также заявил о возможности изменять геном космонавтов с тем, чтобы они легче справлялись со сложностями космического полета. Например, бактерия Deinococcus radiodurans выдерживает (ее ДНК восстанавливается) уровень радиации в 7 тысяч раз выше того, который убивает человека. Если ученые смогут перенести ее ДНК в геном космонавта, люди, как он считает, забудут о проблеме сильной солнечной радиации в космосе.

Как «лечат» гены?

В последние годы большую популярность также набирает генная терапия, то есть лечение тяжелых заболеваний при помощи генной инженерии. И это напрямую связано с внесением направленных изменений в геном человека. В медицинской литературе описаны различные способы доставки «исправленных» генов в организм человека, если доказано, что какой-то ген, имеющий дефект, приводит к развитию заболевания. Специалисты используют для этого кровь самого человека, клетки других органов и даже аэрозоли.

Как правило, при разработке и подборе генной терапии для тяжелых болезней ученые среди прочего выясняют: будет ли безопасна экспрессия (преобразование информации в белок или РНК) нового гена, насколько безопасно попадание реконструированного гена в другие ткани, как долго будет функционировать модифицированная клетка и будут ли атакованы новые клетки иммунной системой организма хозяина.

Считается, что большие перспективы есть у лечения таким способом онкологических заболеваний, тяжелых иммунодефицитов, сахарного диабета и других серьезных недугов.

Однако особенностью генной терапии является экспериментальный подход. Это означает, что до конца не изученными являются последствия, которые влекут за собой манипуляции с генетическим материалом, — отмечают юристы.

В последние два года большие надежды ученые возлагают на так называемый метод генного редактирования CRISPR/Cas9, который должен, как считается, значительно упростить встраивание нужного гена в ДНК любого организма или его удаление оттуда. Пока специалисты сомневаются, так ли безупречен метод – выяснилось, что его использование может привести к повреждению ДНК, а не исправить дефект, — пишет британская Guadian.

Читать еще:  Инженер в области электроники

В целом, по мнению исследователей, важно четко различать две разные цели генной терапии — коррекцию генетических дефектов в клетках уже родившегося человека и коррекцию в клетках зародыша или на самых ранних стадиях развития зиготы (клетки, образующейся в результате оплодотворения). До сих пор первая цель практически не вызывала сомнений, тогда как второй вариант большинство исследователей либо отвергают, либо относятся к нему весьма скептически.

Но ни предлагаемая модификация генома космонавта, ни китайский проект не имеют к отношения к генной терапии, так как в этих случаях речь идет об изменении генома здорового и даже не предрасположенного к какому-то заболеванию человека или эмбриона

Есть ли проблемы?

Большая часть замечаний к проектам изменения генома человека содержит одну основную мысль: любая модификация человеческого генома должна иметь серьезные обоснования и использоваться в том случае, когда другие способы неэффективны.

«Вмешательство в геном человека, направленное на его модификацию, может быть осуществлено только в профилактических, терапевтических или диагностических целях и только при условии, что подобное вмешательство не направлено на изменение генома наследников данного человека», — гласит международная Конвенция о правах человека и биомедицине, принятая Комитетом министров Совета Европы в 1996 году. Россия пока не присоединилась к этому документу.

Общественные организации, например, известная американская ETC и сотни тысяч ее единомышленников во всем мире считают, что такие модификации не должны быть уделом бизнес-компаний и на них не должно распространяться патентное право.

Активисты также уверены, что, если геном человека подвергается изменению, это должно происходить в рамках жесткого законодательного регулирования.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), наконец, создает рабочую группу «по изучению генного редактирования и комплексных этических, социальных проблем и проблем безопасности, которые возникают в связи с ним». Панель экспертов предложит нормы и стандарты регулирования генного редактирования», — сообщили журналистам CNN представители ВОЗ. Это заявление организация сделала через неделю после появления информации о возможном рождении трансгенных младенцев в Китае. А в Международном комитете по биоэтике ЮНЕСКО считают, что эксперименты с изменением генов человеческих зародышей должны быть запрещены до тех пора пока не будет доказана их безопасность. Информация об этом была размещена на сайте организации также после заявления китайского ученого.

Генная инженерия – наука, занимающаяся манипуляциями с генами. При помощи переноса генов из одного организма в другой, можно добиться невероятных результатов: сделать его устойчивым к радиации, заставить клетки организма регенерировать в несколько раз быстрее, добиться устойчивости его к вирусам и инфекциям, получить нужные характеристики. В мире же не прекращаются споры о пользе и вреде изменения генома животных и растений. Многие ученые уже сегодня уверены, что такой подход приведет к необратимым последствиям, таким, как мутации, бесплодие, разрушение окружающей среды и т. д.

Изменения в сельском хозяйстве

Конец 80-х годов. Ученые успешно закончили эксперимент по внедрению генов. Десятки видов животных и растений стали объектами опытов. Удалось добиться высоких результатов. Растения стали устойчивыми к заморозкам, пестицидам и вирусам. Позже при помощи опытов в генно-инженерных лабораториях ученые внедрили в клетки томата, картофеля и хлопчатника гены земляной бактерии. Растения стали устойчивыми к воздействию грызунов. Сегодня ученые настолько далеко зашли в своих экспериментах, что могут создавать капусту, которая самостоятельно выделяет яд скорпиона для убийств насекомых, бананы, которые помогают излечить гепатит и иные заболевания и даже деревья, не подверженные негативным воздействиям. Однако употребление генно-модифицированной продукции в пищу грозит осложнениями и даже бесплодием, что скажется на следующих поколениях. Именно такой результат был получен после опытов, проведенных на мышах и крысах.

Польза генной инженерии для человека

С начала 90-х годов во многочисленных лабораториях мира проводятся опыты по изменению генов человека с целью предотвращения заболеваний. Ученые уже научились бороться некоторыми разновидностями рака, диабетом, анемией.

В ближайшее время специалисты рассчитывают добиться результатов в предотвращении врожденных отклонений. Планируется разработать способ корректировки генетического кода зародыша. Если удастся добиться таких результатов, то можно значительно улучшить физические и умственные способности человека, предотвратить развитие отклонений. Некоторые ученые даже считают, что в будущем удастся сделать человека бессмертным.

Сегодня ученые уже добились фантастических результатов. Они научились создавать котов путем клонирования, которые светятся в темноте, воспроизвели некоторые виды рыб, которые очень быстро растут, путем пересадки генов животных во фрукты и овощи удалось добиться быстрого созревания плодов большого размера. Среди достижений есть и эко-свинья, растения, которые устраняют загрязнения окружающей среды, куры, несущие лекарственные яйца и козы, плетущие паутину.

Новые возможности

Генная инженерия открывает перед человеком поистине огромные возможности. Грамотное изменение генов и внедрение новых, позволит ученым искоренить все болезни в мире. Однако добиться таких результатов удастся только после того, как ученые полностью расшифруют геном человека. Да и где гарантии, что многочисленные фармакологические и правительственные корпорации позволят воплотить идеи в жизнь. Им просто не выгодно делать человека неуязвимым. Ведь на лечение и прочие нужды люди тратят миллиарды долларов.

Читать еще:  Двфу инженерная школа факультеты

Но даже если все осуществится, то человек вряд ли остановится на достигнутом. Поборов все болезни, предотвратив старение, люди начнут переделывать свой организм. Они смогут развить в себе любые способности: научатся дышать под водой, летать, изменять мозг и дополнять его новыми отделами. Человек научится клонировать себе подобных, без труда заменять поврежденные внутренние органы на новые. Более того, у человечества появится возможность воспроизвести когда-то вымершие организмы. Можно вновь «вернуть к жизни» динозавров, мамонтов и даже драконов. При помощи манипуляций с генами даже животных можно сделать умнее. Однако все это будет еще не скоро.

Генное программирование человека и его опасность

Президент России Владимир Путин считает, что в ближайшем будущем возможно генетическое программирование человека по заданным характеристикам, и это может оказаться страшнее атомной бомбы. Об этом глава государства говорил на встрече с участниками Всемирного фестиваля молодежи и студентов.

По словам Путина, генная инженерия даст потрясающие возможности в области фармакологии, изменения человеческого кода. «Можно практически представить, что человек может создавать человека с заданными характеристиками. Это может быть гениальный математик, это может быть гениальный музыкант, но может быть и военный — человек, который может воевать без страха, без чувства сострадания и сожаления, без боли»,— сказал президент.

«Вы понимаете, человечество может вступить— и, скорее всего, вступит в ближайшее время — в очень сложный и ответственный период своего развития и существования. И вот то, о чем я сейчас сказал, может быть страшнее ядерной бомбы», — подчеркнул он.

РИА Новости https://ria.ru/society/20171021/1507310983.html

Генетическая инженерия

«Генетическая инженерия (генная инженерия)— совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами, введения их в другие организмы и выращивания искусственных организмов после удаления выбранных генов из ДНК. Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, генетика, микробиология, вирусология.

Генная инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Примерами применения генной инженерии являются получение новых генетически модифицированных сортов зерновых культур, производство человеческого инсулина путём использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований. Проводятся первые эксперименты по использованию бактерий с перестроенной ДНК для лечения больных» (Википедия).

Вот небольшая статья и отрывок из неё я привожу здесь:

«Генное программирование»- http://xakep.ru/2006/09/04/33640/

«Генная инженерия вышла на экзистенциально новый уровень развития. Если раньше считалось, что записывать информацию в ДНК при жизни существа не возможно, то теперь сломлен и этот закостеневший научный барьер. При этом лазейку в структуре мироздания подготовила сама природа: вирусы, у которых хранилищем наследственной информации служат молекулы РНК (а не ДНК, как у всех прочих организмов), вырабатывают специальные ферменты, которые умеют осуществлять обратную транскрипцию, то есть переписывать информацию из РНК в ДНК…Таким образом вирусы могут распространять как благоприятные так и неблагоприятные наследственные признаки.»

Как я понял в ДНК и в РНК, находящихся в клетках человека содержится память о жизнедеятельности организма человека, физических свойств его тела, изменяя которые можно получить «как благоприятные так и неблагоприятные наследственные признаки». Однако, при этом человеческие дух и душа не меняются. Человеческий разум, его мышление, сознание и память всего происходившего и происходящего в жизни при этом не меняются, а это всё находится в духе человека совместно с его душой. Но это не совсем так, искалеченное тело всё же повлияет на изменения души и духа человека.

В этой статье говорится о создании препарата репоксигена «Это средство генотерапии представляет собой комплекс ДНК, кодирующей белок эритропоэтин…вырабатываемый почками и стимулирующий образование эритроцитов (а значит, и повышающий способность крови переносить кислород), уже стал главным действующим лицом многих допинговых разборок. Другой информации о новых каких-то других результатах статья не содержит. Весь остальной текст о раздумьях будущего есть просто вода, не подкреплённая фактами. Как скажется этот препарат на жизнь человека, принимающего его, сказать пока никто не может. Так что то, что сказал Президент Путин об опасности генной инженерии для людей в ближайшем будущем не предвидится, за исключением спортсменов.

Можно сказать с уверенностью на 100%, что специалисты генной инженерии человека уродом могут сделать, но очень малая вероятность того, что они создадут лекарства, лечащие все болезни. Мы уже знаем из практики жизни людей и из статистики за тысячелетия, что никакие новшества в медицине и лекарства не смогли изменить их долголетие, в средних показателях, более 70-80 лет, установленные согласно Библии, Богом для людей. И только очень незначительный процент людей живут больше. Однако, мы знаем и другое то, что многие лекарства приносят облегчение для одной болезни, но одновременно могут подавлять иммунитет человека и вызвать осложнения всего здоровья человека без недостатков лекарств не существует.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×