Генетична інженерія

Вважають, що генетична інженерія виникла на межі 70-х років нашого століття. Це пов’язано з досягненнями в галузі генетики та хімії нуклеїнових кислот: створення методів хімічного і фізико-хімічного синтезу генів, відкриття явища реструкції-модифікації ДНК [Фогель, Мотульски, Т.1, 1989; Т.3, 1990; Ткачова, 2000]. (слайд 7)

Нині під генетичною інженерією розуміють систему експериментальних засобів, які дають змогу сконструювати лабораторним шляхом штучні генетичні структури у вигляді так званих рекомбінантних молекул ДНК. Суть генетичної інженерії полягає в переміщенні окремих генів з одного організму (клітини) в інший, що призводить до різних фенотипових змін організмів (клітин) [Кучук, 1998]. Сьогодні вчені можуть в умовах in vitro розрізати молекули ДНК у потрібному місці, ізолювати і очистити окремі її фраґменти, синтезувати їх з чотирьох дезоксирибонуклеотидів, можуть зшивати такі фраґменти [Голубев, 1988]. Техніка рекомбінантних ДНК, що лежить в основі генетичної інженерії, має велике значення не тільки для практики, але й значно розширює можливості пізнання фундаментальних основ організації й функціонування геномів. (слайд 8)

Генетична інженерія здійснюється через ряд послідовних операцій: з’ясування локалізації гена (генів), що визначає прояв ознаки, що цікавить дослідника; підбір ферментів рестриктаз, які б “вирізали” потрібний ген (гени) з геному організму “донора”; підбір плазміди (вектора) для вмонтовування в неї потрібного гена (генів), вмонтовування, та “зшивання” генетичної інформації з використанням відповідних ферментів лігаз, отримання рекомбінантної молекули ДНК; клонування гена (генів) у плазміді (векторі); перенесення генетичної інформації в межах плазміди (вектора) в геном організму-“реципієнта”; дослідження експресії вмонтованої генетичної інформації в організмі-“реципієнті”.

Одержання гена може відбуватись різними шляхами. Ще в 60-х р. Г. Корана запропонував методологію хімічного синтезу ДНК. Ним була синтезована спочатку кодуюча частина аланінової т-РНК, а в 1976 р. - ген тирозинової т-РНК Еscherichia coli, який діяв при введенні в бактеріофаг. Наймолодшою і найбільш привабливою, але це ще поки не здійсненною галуззю використання генної інженерії можна вважати терапію генів. У жовтні 1985р. в США після семимісячних дискусій були прийняті правила, яких повинні дотримуватися дослідники, які займаються питаннями терапії генів. При цьому дозволяється лише соматична терапія і забороняються операції, які можуть привести до спадкових змін. У широкому розумінні терапія генів включає в себе як попередження, так і лікування генетичних хвороб. З генно-інженерних позицій терапія генетичних захворювань пропонує введення у генетичний апарат людини, який містить пошкоджений ген (або гени), нормальної генетичної інформації. (слайд 9) Ця операція може бути здійснена із заплідненою яйцеклітиною із наступною пересадкою її так званій прийомній матері, щоб введена генетична інформація успадковувалася. Але при цьому виникла така кількість проблем, щоб говорити про реальне використання цього методу в медицині поки що рано. Терапія соматичних клітин полягає у введення у самостійні клітини нової генетичної інформації. Введена інформація виправляє відхилення лише у даного індивідуума і не передається по спадковості. Така терапія висуває ряд вимог. По-перше, тканина, яка вражена хворобою, має бути доступною і легко заміщуватися, вона повинна містити достатню кількість клітин, що діляться (стовбурових). Цим вимогам відповідає кістковий мозок. Друга обов`язкова умова – дефект єдиного гена, який відомий. Наступна проблема полягає у виборі методу введення ДНК в пересаджену клітину[Свердлов, 1989]. Спрямоване втручання в геном статевих клітин вважається тепер недопустимим, це відкинено у “Конвекції про права людини в біомедицині”, прийнятій Радою Європи у 1996 р. Однак з накопиченням знань ризик проведення подібних маніпуляцій знизиться, отже почне здійснюватися корекція спадковості у випадку найважчих спадкових хвороб, особливо викликаних дефектом одного гена [Спирин, 1997; Чазов, 1999; Зеленин, 1999]. Метод соматичної генної терапії вже успішно застосовується для лікування багатьох важких хвороб [Спирин, 1997; Чазов, 1999].

В Україні дослідження в галузі генної інженерії розпочато з деяким запізненням, порівняно із західними країнами. Все ж на даний час одержано клони гібридних клітин, що виробляють моноклональні антитіла, які використовуються у діагностиці лейкозів і лімфозів, планується одержати нові моноклональні антитіла для діагностики алергічних, інфекційних, злоякісних захворювань. Розширюються роботи з клітинної біології та клітинної інженерії рослин. На високому рівні ведуться роботи з соматичної (нестатевої) гібридизації шляхом злиття ізольованих протопластів. Розроблено технологію генетичної трансформації шляхом мікроін’єкцій ДНК у культивовані клітини і зародки.

Дата добавления: 2014-01-07