29.Основні напрями сучасної біотехнології.

Генетична інженерія — це нова галузь молекулярної біоло­гії, яка розробляє метоли передавання генетичного матеріалу від одного живого організму до іншого з метою одержання но­вої генетичної інформації та управління спадковістю. Розвиток генетичної інженерії пов'язаний з досягненнями сучасної гене­тики, мікробіології й біохімії. Початок цієї галузі покладений П. Боргом (1972), який одержав перші гібридні (рекомбіновані) ДНК .

У нас використовують два терміни—генетична інжене­рія й генна інженерія. Слід зазначити, що назву генетична інженерія використовують в більш широкому понятті, тобто во­на включає й генну інженерію. При цьому до генної інженерії не відносять перебудову генома звичайними генетичними мето­дами, тобто мутаціями, рекомбінаціями.

Розглянено основні генноінженерні підходи, що можуть бути використані в тваринництві. Відомо, що генетичний мате­ріал всіх рослин, тварин, мікроорганізмів являє собою моле­кулу ДИК. Всі клітини організму мають ідентичні копії ДНК, але й ДИК диференціюється від організму до організму. Де­які організми представлені однією молекулою ДНК в своїй клітині (бактерії), а інші — більш ніж однією (гриби, рослини й тварини).

Структуру ДНК встановили у 1953 р. лауреати Нобелів­ської премії Д. Уотсон і Ф. Крік на основі рентгеноструктур-ного аналізу. Відповідно до їх моделі молекула ДНК має по­двійну спіраль, що складається з двох антипаралельних ну-клеотидних ланцюгів з загальною віссю.

Термін «стовбурова клітина» (СК) був уведений у біологію О. О. Максимовим 1908 р. Досліджуючи процеси кровотворення, він дійшов висновку: у нашому організмі протягом усього життя зберігаються недиференційовані клітини, які можуть перетворюватися на лімфоцити та інші спеціалізовані клітини сполучної тканини й крові. Пізніше О. О. Максимов назвав ці клітини стовбуровими.

Клонування Клонування — це метод розмноження статевороздільних істот (тварин і людей), з допомогою якого в нестатевий спосіб можна отримати новий організм, який буде генетично ідентичним до організму, що передбачається клонувати. Клонування є відомим явищем у рослинному світі. Перші спроби клонування тварин здійснювалися в 30-х рр. ХХ ст. Велику роль у цьому зіграв технічний прогресс у сфері молекулярної біології, генетики і штучного запліднення. Новий етап у клонуванні визначають експерименти шотландських учених, які завершилися народженням вівці Доллі (27 лютого 1997 р.). Це досягнення відкриває шлях до клонування людини.

Існують два різні шляхи, з допомогою яких можна досягнути клонування.

1. Перенесення ядра клітини суб’єкта, якого хочуть клонувати (дублювати). Ядро вводять у запліднену або незапліднену яйцеклітину після видалення або нейтралізації існуючого в ній ядра. Ядро клітини має повний генетичний код певного організму, що дозволяє «відтворити» генетично ідентичний організм. Така техніка передбачає два моменти: видалення ядра з яйцеклітини або одноклітинного ембріона (зиготи) і злиття клітини, з якої береться ядро, з указаною яйцеклітиною або одноклітинним ембріоном з допомогою електричного шоку. Це дає змогу привести в дію процес поділу нового отриманого індивіда, якого потім переносять у матку особини жіночої статі.

2. Розщеплення ембріонів, тобто штучне проведення природного процесу формування ідентичних близнюків (або монозигот), який полягає в мікрохірургічному поділі ембріональних клітин на перших стадіях їхнього розвитку (до 14 днів після запліднення) на два або більше ідентичних ембріонів. Після цього розділені організми здатні незалежно розвиватися завдяки клітинній поліпотенції — властивості однієї клітини давати початок різним тканинам, що формують організм.

Генотерапі́я — сукупність генноінженерних (біотехнологічних) і медичних методів, спрямованих на внесення змін в генетичний апарат соматичних клітин людини з метою лікування захворювань. Це нова область, орієнтована на виправлення дефектів, викликаних мутаціями (змінами) в структурі ДНК, або додання клітинам нових функцій.

Існує кілька способів введення нової генетичної інформації в клітини ссавців. Це дозволяє розробляти прямі методи лікування спадкових хвороб — методи генотерапії.

Використовують два основних підходи, що розрізняються природою клітин-мішеней:

• фетальна генотерапія, при якій чужорідну ДНК вводять у зиготу або ембріон на ранній стадії розвитку, при цьому очікується, що введений матеріал потрапить в усі клітини реципієнта (і навіть у статеві клітини, забезпечивши тим самим передачу наступному поколінню);

• соматична генотерапія, при якій генетичний матеріал вводять тільки в соматичні клітини і він не передається статевим клітинам.