Генна інженерія - це більше, ніж наука. Це технологічна сукупність різних наук: генетики, біології, хімії, вірусології, хімічної інженерії тощо. Це потужний інструмент для створення нових генетичних комбінацій, відмінних від існуючих у природі, шляхом внесення змін до ДНК і РНК. Створюються нові генетичні комбінації з метою удосконалення звичної комплектації, надання живому об'єкту властивостей і якостей, йому не властивих.
Рекомбінантна молекула ДНК має форму кільця, вона містить гени, що складають об'єкт генетичних маніпуляцій, і вектор-фрагмент ДНК, що забезпечує розмноження річок ДНК і синтез кінцевих продуктів діяльності генетичної системи-білків.
Генна інженерія повноцінно зародилася в 70-х роки XX століття в США. Саме в цей період склалися вдалі економічні, політичні та наукові умови. Передумови для формування генної інженерії почали закладатися ще в 19 столітті. На той момент світу вже були відомі закони спадковості Менделя. У 1869 р. І. Мішер відкрив факт існування ДНК, в 1910 р. професор Т. Морган виявив, що гени розташовані лінійно на хромосомах і утворюють групи зчеплення. А вже в 1953 р. було зроблено найважливіше відкриття - Дж.Уотсон і Ф. Крік встановили молекулярну структуру ДНК.
До початку 60-х вченими були вивчені властивості генетичного коду, а до кінця 60-х років його універсальність була підтверджена досвідченим шляхом. Саме в той період встановився активний розвиток генетики, об'єктами якої були віруси і плазміди. Були розроблені методи виділення високоочищених препаратів неушкоджених молекул ДНК, плазмід і вірусів.
ДНК вірусів і плазмід вводили в клітини в біологічно активній формі, забезпечуючи її реплікацію та експресію відповідних генів. У 70-х роках було відкрито низку ферментів, які каталізують реакції перетворення ДНК. І, все-таки, датою народження генетичної інженерії вважається 1972 рік, коли в Стенфордському університеті П. Берг, С. Коен, Х. Бойєр і їх наукова група створили першу рекомбінантну ДНК, що містила фрагменти ДНК вірусу і бактеріофагу.
Сьогодні генна інженерія використовується в багатьох сферах. Наприклад, на основі генної інженерії сформувалася галузь фармацевтичної промисловості, звана «індустрія ДНК» і являє собою одну з сучасних гілок біотехнології. У медицині застосовується інсулін людини (хумулін), отриманий за допомогою рекомбінантних ДНК. Генна інженерія за короткий термін справила величезний вплив на розвиток різних молекулярно-генетичних методів і дозволила істотно просунутися на шляху пізнання генетичного апарату.
Застосування генної інженерії. Цікаві Кількість
генетично модифікованих продуктів на сьогоднішній день обчислюється вже сотнями і тисячами. Незважаючи на цей факт їх реалізація в багатьох країнах обмежена або взагалі заборонена. Дуже насторожено ставляться до вживання ГМО країни Європи, набагато більш лояльно - США, адже саме там вперше з'явилися компанії з виробництва ГМО- продуктів. Раніше у своїх статтях ми вже розповідали про користь і шкоду ГМО, тому не будемо зараз детально на цьому зупинятися. Ось список найпопулярніших у світі продуктів ГМО, над якими проводилося багато генетичних дослідів: кукурудза, бавовна, соя, помідори, картопля, кабачки, рис, тютюн, буряк.
Які якості придбали ці продукти після генної модифікації? Наприклад, помідор тепер має суперспроможність кілька місяців зберігається в холодному приміщенні в напівзрілому вигляді, а після того, як його помістять в кімнатну температуру, дозрівати до норми протягом доби. Для промисловості і торгівлі - це дуже зручна якість. Помідори можна везти з далеких країн, зберігати на складах, а потім вже на полицях магазинів вони перетворюються на соковиті стиглі томати.
Ще за допомогою генної інженерії стало можливим збільшити кількість вітамінів і корисних речовин у продукті.
Наприклад, збагатити рис вітаміном «А» і вирощувати його в тих регіонах, де люди мають масову нестачу цього елемента. Також можливо забезпечити зернові культури більшою стійкістю до кліматичних умов. Наприклад, знизити потребу у воді, щоб вирощувати жито в умовах посухи, або зробити їх більш невибагливими до морозів і вирощувати в північних регіонах.
Шляхом генетичної модифікації рослин можна зменшити інтенсивність обробки полів пестицидами. Так, на початку 2000-х в геном кукурудзи був впроваджений ген земляної бактерії Bacillus thuringiensis. Цей ген забезпечує високий рівень захисту рослини, після чого додаткової обробки вона вже не потребує.
Наука пішла ще далі. ГМО-рослинам стали впроваджувати властивості лікарських препаратів. Так, індійські вчені створили банан з анальгіном, і салат, що виробляє імунітет проти гепатиту В.
Очень гостро в 21 столітті стоїть екологічна проблема, яку зараз теж намагаються вирішити в тому числі за допомогою генної інженерії. Було створено особливі сорти рослин з функцією очищення ґрунту. Вони поглинають цинк, нікель, кобальт та інші небезпечні речовини із забруднених промисловими відходами ґрунтів.
Торкнулася генна інженерія і тварин. Почалося все з овечки Доллі, яку клонували в 1996 р. методом пересадки ядра соматичної клітини в цитоплазму яйцеклітини. Вже в наші дні, вчені з Південної Кореї примудрилися вивести вид кішок, які світяться в темряві червоним кольором. З якою метою це зроблено можна тільки припускати. Можливо, в Кореї висока смертність кішок від коліс автомобілів у нічний час. А ось нові вівці, в ДНК яких впровадили гени шовкопряду, будуть володіти розкішною вовною, яку планується використовувати в текстильній промисловості.
Англійський лікар Х. Санг змогла вивести курок з ДНК людини. Яйця від таких курок містять особливі протеїни, які, за її твердженням, при вживанні яєць в їжу, посприяють вилікуванню раку шкіри. Вчені зробили крок ще далі і пробують вирощувати в тілі тварин органи, які потім можливо буде цілком трансплантувати людям. Для мінімізації ризику відторгнення тканин, тваринам вводять спеціальні гени. Вже проведено успішний експеримент пересаджування миші підшлункової залози, вирощеної в тілі щура. Цими дослідами займається якраз та наукова лабораторія у Великобританії, яка представила світу овечку Доллі.
Зміна ДНК Дійшла
справа і до людини. У 2015 році вперше була проведена процедура зміни ДНК людини з метою продовження молодості клітин. Зараз генна інженерія активно працює в напрямку розробки методів ефективного омолодження і поліпшення якості життя людини.
У 2018 році китайський вчений Хе Цзянькуй заявив, що створив двох дітей-близнюків зі зміненими генами з метою створення у них імунітету до вірусу ВІЛ, носієм якого був їхній батько. Все це, з одного боку, виглядає грандіозно і обнадіює, з іншого викликає побоювання, адже генетичні маніпуляції, теоретично, можливо використовувати не тільки в благих і мирних цілях.
Після експерименту з ДНК близнюків у Китаї, ЮНЕСКО виступила з ініціативою про заборону зміни генів новонароджених до того моменту, поки достовірно не буде доведена безпека таких маніпуляцій. Організація турбується, що генетичні втручання можуть негативно позначитися на майбутніх поколіннях і викликати найбільш несподівані мутації.
У зв'язку з цим, ЮНЕСКО наполягає, щоб держави спільно вжили заходів щодо забезпечення коректних з етичної точки зору експериментів в області генної інженерії. Представники комітету послалися на принципи наукової діяльності, прописані у Загальній декларації ООН про геном людини і права людини (1997 р.).
Стаття надана компанією Basis Genotech Group