16.Генная инженерия: этапы синтеза, достижения и перспективы.

Генная инженерия занимается направленным изменением биологической информации клеток или организмов для получения живых существ с заданными фенотипическими характеристиками. Задачи генной инженерии разнообразны, что объясняет разные уровни ее применения организменный, клеточный, генный.

Представление об организменном уровне применения генной инженерии дает пример аллофенных животных. Тела их состоят из клеток родителей, искусственно объединенных в данном потомстве. Так, зародыши мышей на стадии восьми бластомеров, извлеченные из двух или более матерей, в пробирке разбиваются на отдельные бластомеры. Путем комбинации бластомеров создается комплексный эмбрион , который на стадии гаструлы вводится в матку мыши-воспитательницы. Рожденный аллофенный мышонок объединяет в фенотипе черты всех родителей, но вместе с тем отличается некоторыми уникальными свойствами. Рожденный аллофенный мышонок объединяет в фенотипе черты всех родителей, но вместе с тем отличается некоторыми уникальными свойсвами.Интересен, например, факт нормального развития и жизнедеятельности аллофенного потомка, составленного из клеток родителей, ткани которых во взрослом состоянии иммунологически не совместимы.

Путем объединения цитоплазмы яйцеклетки и ядерного материала соматической клетки с последующем развитием полноценного организма создаются генетически тождественные особи у млекопитающих. В селекции это открывает возможность прямой передачи потомкам особо ценного генотипа в обход явления комбинативной изменчивости.

На клеточном уровне применения генетической инженерии путем соматической гибридизации получают гибриды, совмещающие в одной клетке генотипы организмов разных биологических видов. Особенность гибридов «человек-мышь», например, заключается в постепенном удалении из клетки человеческих хромосом. Наблюдения за изменениями клеточного фенотипа после потери отдельной хромосомы уточняют генный состав групп сцепления человека.

Эффективным путем управления наследственностью на генном уровне является генная инженерия. Она объединяет в себе методы получения отдельных генов и введение их в геномы других организмов с целью изменить фенотип последних. Основные этапы процесса изменения генотипа и фенотипа в этом случае заключаются в следующем: 1)выделение гена из клетки донора или искусственный его синтез

2)присоединение гена к молекуле ДНК(вектору), способной ввести его в клетку-рецепиент

3)включение гена в геном клетки-рецепиента

4)активация гена и проявление информации в фенотипе клетки-рецепиента путем её транскрипции и трансляции.

Роль векторов выполняют фаги, вирусы, плазмиды, эписомы, митохондральная ДНК. Достижения генной инженерии используются в нескольких направлениях. Биотехнологическое направление заключается в получении микроорганизмов, которые благодаря внедрению соответствующих генов синтезируют биологически активные вещества. Так полученные штаммы микроба кишечной палочки, продуцирующие соматин и инсулин человека – гормоны, необходимые для лечения сахарного диабета. Селекционеры путем пересадки генов азобактерий пытаются получить растения, фиксирующие азот непосредственно из воздуха. Некоторые перспективы открываются и в области медицины. Введение в организм соответствующих генов при дефективности собственных устранит наследственно обусловленные нарушения обмена веществ. Генная инженерия служит мощным орудием изменения наследственности живых организмов на благо человека.