Тема 7: клонування організмів – можливості та перспективи використаня.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1. Клонування організмів – можливості та перспективи використання.

1. Клонування організмів – можливості та перспективи використання.

Генетич­на (генна) інженерія — прикладна галузь молекуляр­ної біології, яка розробляє методи перебудови геномів організмів вилученням або введенням окремих генів чи їхніх груп.

Генна інженерія здійснює:

• синтез генів поза організмом, видалення з клітин і перебудову окремих генів;

• копіювання і розмноження виділених або синте­зованих генів;

• введення генів або їхніх груп у геном інших організмів;

• експериментальне поєднання різних геномів у одній клітині.

Для перенесення синтезованих або виділених генів, крім вірусів, використовують і плазміди (переважно одержані з клітин бактерій). Плазміди - позахромосомні фактори спадковості, найчастіше являють собою кільцеві молекули ДНК прокаріотів (наприк­лад, генетичний апарат мітохондрій і хлоропластів).

Об'єктами досліджень генетичної інженерії є пере­важно прокаріоти, хоча вчені працюють і з генами еукаріотів. Наприклад, у геном бактерій було введе­но гени пацюка і людини, які відповідають за синтез гормону інсуліну, і бактерії почали синтезувати цей гормон. Методами генетичної інженерії одержані білки-інтерферони, які захищають організм людини і тварин від вірусних інфекцій, гормон росту тощо. Що­річно зростає перелік медичних препаратів, одержа­них за допомогою методів генетичної інженерії.

Перед генетичною інженерією, незважаючи на її молодість, відкриваються значні перспективи. Крім розв'язання перелічених вище питань, у майбутньо­му генетична інженерія буде здатна вирішувати і гло­бальніші завдання. Серед них: видалення дефектних алелей на найранніших етапах індивідуального роз­витку і заміна їх нормальними, поєднання в одному геномі генів різних організмів тощо.

Наприклад, перенесення з клітин азотфіксуючих бактерій генів, які відповідають за фіксацію атмосфер­ного азоту, в клітини вищих рослин, значно скоротило б витрати на виробництво і внесення в ґрунт нітрат­них добрив.

Результати досліджень генетичної інженерії мають виняткове значення і для теоретичної біології. Завдя­ки їм зроблено важливі відкриття щодо тонкої будови генів, їхнього функціонування, структури геномів різних організмів. Подальший розвиток генетичної інженерії пов'язаний зі створенням банків генів, тоб­то колекцій генів різноманітних організмів.

Робота з геномами вищих організмів, крім техніч­них труднощів, пов'язана і з етичними проблемами. Втручання в генотип хребетних тварин і особливо лю­дини, навіть із найкращими намірами, може спричи­нити непередбачувані наслідки.

Щ о таке клітинна (тканинна) інженерія? Клітинна (тканинна) інженерія - галузь біотехнології, в якій застосовують методи виділення клітин з організму і перенесення їх на поживні се­редовища, де вони продовжують жити і розмножу­ватися. Крім того, клітинна інженерія здійснює гібридизацію соматичних клітин організмів різних видів, родів, родин тощо. Тобто здійснює схрещуван­ня організмів, яке неможливо зробити іншим спосо­бом (людини і миші, людини і моркви, курки й дріжджів тощо). Гібридизація нестатевих клітин дає змогу створювати препарати, які підвищують стійкість організмів проти різних інфекцій, а також лікують ракові захворювання.

Наприклад, гібридизацією клітин, здатних виробляти певні антитіла, з раковими одержано гібридні клітини. Найпродук­тивніші з цих клітин переносили на поживні середовища і вирощували культури, які виробляли антитіла.

Завдяки вирощуванню нестатевих клітин певних видів організмів на поживному середовищі створюють культуру клітин (тканин) для отримання цінних речовин, що значно знижує собівартість лікарських препаратів (наприклад, препарати лікарської росли­ни женьшеню). Оскільки нестатеві клітини, як пра­вило, містять усю спадкову інформацію про організм, то існує можливість вирощувати з них значну кількість організмів з однаковими спадковими властивостями.

Перспективним напрямом клітинної інженерії є клонування організмів. Клон - сукупність клітин або особин, які виник­ли від спільного предка нестатевим способом.

Отже, клон складається з однорідних у генетичному відно­шенні клітин або організмів.

При клонуванні з незаплідненої яйцеклітини ви­даляють ядро і пересаджують у неї ядро нестатевої клітини іншої особини. Таку штучну зиготу переса­джують у матку самки, де зародок і розвивається. Ця методика дає можливість одержувати від цінних за своїми якостями плідників необмежену кількість нащадків, які є їхньою точною генетичною копією. Методом клонування вирощують різні організми.