Создание трансгенных растений для сельского хозяйства

Другая возможность использования методов генетической инженерии для создания трансгенных растений состоит в получении растений, способных к фиксации молекулярного азота. Повышение урожайности сельскохозяйственных растений в значительной степени зависит от обеспечения их связанным азотом. Растения получают его двумя путями. Один из них – потребление внесенных в почву химических азотных удобрений, на получение которых затрачивается огромная энергия. Растения же использут азотные удобрения лишь частично – от 30 до 50 % вносимого количества. Продукты разложения азотных удобрений в почве образуют токсичные соединения, загрязняющие окружающую среду.

Другим источником является биологическая фиксация молекулярного азота, которую осуществляют многие группы микроорганизмов. Она безвредна для человека и окружающей среды (в том объеме, в котором она осуществляется в агрофитоценозах и естественных экосистемах). Большая часть азота в природе фиксируется симбиотическими азотфиксаторами. Они используют продукты фотосинтеза макросимбионта для покрытия энергетических затрат на фиксацию азота и передают связанный азот растению. Способность формировать азотфиксирующие симбиозы, однако, приобрели в процессе эволюции только определенные виды растений и микроорганизмов. Вопрос в придании способности к азотфиксации экономически важным видам растений, которым это не свойственно.

Предлагается переносить гены азотфиксации (nif- гены) от микроорганизмов, фиксирующих азот, непосредственно в злаковые или другие экономически важные виды растений. Основные сложности состоят в следующем: требуется разработка репликации и экспересии генов азотфиксации; у высших растений отсутствуют системы, которые осуществляли бы энергообеспечение фермента азотфиксации – нитрогеназы (процесс азотфиксации связан с затратой большого количества клеточной энергии); растительная клетка не обладает соответствующими системами транспорта и запасания в высокой концентрации ионов железа и молибдена, необходимых для синтеза нитрогеназы; наконец, она не имеет системы защиты нитрогеназы от инактивации кислородом. Последнее обстоятельство считают главным лимитирующим фактором в экспрессии nif – генов при введении их в аэробные организмы.

Клонирование

Клонирование – “получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения” По-другому определение клонирования звучит так “Клонирование - это процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной клетки или организма”. То есть эти организмы похожи не только внешне, но и генетический код, заложенный в них, одинаков.

Возможности клонирования открывают новые перспективы для садоводов-огородников, фермеров-животноводов, а также для его медицинского применения. “Одной из главных задач в данной области является создание коров, в молоке которых будет содержаться сыворотка человеческого алгаомина. Эта сыворотка используется для лечения ожогов и иных травм, и мировая потребность в ней составляет от 500 до 600 тон в год”.

Второе – создание органов животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку. “Во всех странах существует серьезный недостаток донорских органов - почек, сердец, поджелудочных желез, печени. Поэтому идея, что можно создать практически конвейерное производство трансгенетических свиней, по графику поставляющих такие органы для пациентов, специально подготовленных для приема этих органов, вместо того, чтобы отчаянно пытаться найти подходящую ткань у донора-человека - такая идея является волнующей перспективой”.

Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока, шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (инсулин, интерферон, химозин). “Человеческие ферменты можно получать и более простым способом: взяв нужную клетку крови человека, клонировать её и вырастить клеточную культуру, которая в лабораторных условиях будет производить нужный фермент.

Комбинируя методы генной инженерии с клонированием, можно вывести трансгенные сельскохозяйственные растения, которые смогут сами себя защищать от вредителей или будут устойчивы к определённым болезням.”