Генно инженерство

Генното инженерство (или още генно модифициране) е свързано с директна манипулация на гените на един организъм. От средата на седемдесетте години в сферата на биологията се наблюдава революция , след като развитието на нови методи за изучаването на ДНК позволи нови и коренно различни научни подходи. Тези технологии дават значим отпечатък не само върху генетиката, но и върху други сфери - от биологията до еволюцията и върху обществото.

Чрез техниката на рекомбинантната ДНК в лабораторията могат да се съедини ДНК на различни организми. В началото тази техника е използвана от учените , за да получат повече копия от ДНК фрагмент , така че да може да бъде изследвано от биохимична гледна точка. Това може да бъде направено по различни начини, много от които се основават на вмъкването на ДНК от чужд организъм в клетки на микроорганизми. В подходящи условия това ДНК е възпроизведено и предадено на дъщерните клетки чрез клетъчното делене. По този начин една определена секвенция на ДНК може да бъде разширена (клонирана), предоставяйки милиони еднакви копия, които могат да бъдат изолирани в чист вид. Днес са развити също методи за клониране ДНК ин витро (извън живия организъм).

Изследването секвенциите на клонирано ДНК има основополагаща роля в разбирането от страна на изследователите на структурната организация на гените и на генната взаимообвързаност с генните продукти. Много от знанията за сложността на структурата и за контролирането на еукариотните гени и за ролята на гените в развитието са получени от използването на тази техника.

Днес генното инженерство се занимава с манипулирането на ДНК , за да произведе нови гени с нови характеристики. Генното инженерство може да бъде използвано за различни цели : могат да се получат бактерии синтезиращи важен протеин или висши растения или животни изразяващи чужди гени.

При традиционните методи в животновъдството и растениевъдството, гените на организмите се манипулират индиректно. За разлика от тях, при генното инженерство чрез молекулярно клониране и трансформация директно се променят структурата и характеристиките на гените. Методите на генното инженерство намират успешно приложение в случаи като увеличаване на добивите, производството на синтетичен човешки инсулин чрез използването на модифицирани бактерии, производство на еритропоиетин в клетки от яйчници на китайски хамстер и други.

Генното инженерство (ГЕ) се използва за взимането на гени и сегменти от един индивид, например риба и поставянето на гените друг вид, например домат. За да стане това, ГЕ разполага с технически средства, за да се среже ДНК-то на точно определени сегменти или случайно. Веднъж изолирани сегментите на ДНК-то могат да бъдат изследвани, да бъдат размножавани и залепвани към други ДНК на други клетки или организъм. ГЕ прави възможно преминаването на границата между индивидите и размяната на информация между напълно несвързани организми. Все още има проблем – генът на рибата няма да работи в домата, освен ако водещия ген не покаже на домата клетка, която той ще разпознае. Такава последователност има или домата, или нещо подобно на него. Повечето компании използват по-кратък път и дори не се занимават да търсят подходящ водач на домата, защото би отнело години, за да разберат вътрешно клетъчната комуникация и регулацията. За да избегнат дългото тестване и нагласяне, генното инженерство на растения се прави с виртуални водачи. Teхнологията на генното модифициране внася в живите клетки чужди за тях гени чрез вируси. В случая се експлоатира природното свойство на вирусите да вграждат своята генетична информация в тази на клетката-гостоприемник. По принцип да се вкара молекула генетичен код (ДНК) в жива клетка не представлява проблем и този процес протича спонтанно. Отдавна се знае, че през затворена изкуствена мембрана, наподобяваща клетъчната, големи молекули ДНК преминават във вътрешността на "клетката" при условия, нормални за организма, и макар че механизмът на този процес е все още недоизяснен, то съществуването му не буди никакво съмнение. Същият метод се използува от десетилетия за вкарване на гени в клетки с цел да се експресира в тях нужен за изследователя белтък в количества, каквито нормалните клетки не произвеждат, но вирусът-носител ги кара да синтезират само този белтък и нищо друго. Така че дотук методиката е отработена перфектно. Постъпилата в клетката ДНК се вгражда в клетъчния геном само ако е снабдена с определени участъци, способни да се "вмъкват насилствено" в чуждия генетичен материал. Такива участъци, както вече казахме, притежават вирусите. Поради това вирусите, използувани за ГМ се наричат вирус-вектори. Така, "носещият" желания ген вирус влиза в клетката и се вгражда в нейната собствена ДНК. При това се вгражда на място, което той сам "избира", т.е. невъзможно е да се предскаже къде точно вирусът ще се намести заедно със съответния ген в цялостната картина на клетъчния геном. Мястото на вграждането обаче има огромно значение.

Отдавна е известно, че активността на гените зависи от тяхното обкръжение, с други думи, от точното им положение спрямо всеки от останалите клетъчни гени. Всяка, дори на пръв поглед нищожна промяна в това положение може, и най-често води, до промяна в активността на множество гени. А всяка подобна промяна е равносилна на патология, която може да засегне само определена тъкан, но може да обхване и целия организъм, какъвто е случаят със злокачествените заболявания. Класически пример за подобно взаимодействие между клетка и чужда за нея генетична информация е вирусът на Епщайн-Бар, описан преди 40 години. След проникването на вируса в клетката, той вгражда своята ДНК в клетъчния геном и вместо да се размножава в клетките, той ги трансформира, опростено казано, в ракови клетки. Това вирусът постига единствено чрез промяна на взаимното положение на собствените клетъчни гени, като инициира преноса на част от една хромозома върху друга. При това след първото деление на така трансформираните клетки вирусната ДНК най-често "изчезва" от клетката, което неоспоримо доказва, че предизвиканите от вируса поражения са следствие от предизвиканите от него промени в положението на нормалните клетъчни гени. И това се оказва напълно достатъчно за да се развие многообразната клинична картина на заболяването, която варира от рак на лимфната тъкан и карцином на горните дихателни пътища, до тежки увреди на нервната система. Множество вируси действат по същата схема и 90% от тях предизвикват злокачествени заболявания. При това, подчертавам, самият вирусен геном не се размножава той просто променя взаимното местоположение на нормалните клетъчни гени, и тъкмо тази промяна води до злокачествена трансформация на клетките. (за това откритие Harold e. Varmus и J. Michael Bishop получиха през 1989 г Нобелова награда по медицина). Подобни събития вече са описани у лабораторни животни в резултат на консумация на ГМ храна. Проблемът в изследването на тези процеси в човешката популация обаче е в това, че между момента на проникване на вируса в клетката и злокачествената трансформация на тъканта може да мине много време, понякога години, както това става с вируса на СПИН, например. Причината за това "отлагане на присъдата" е, че организмът като цяло, докато е в добро здраве, разполага с добри механизми за защита срещу патогенни генетични промени, когато те настъпват в отделни клетки. Но когато клетките, поразени от вируса, са много, а защитните сили отслабнат в резултат на стрес, замърсявания на средата или други фактори, злокачествената трансформация на тъканите може да се развива необезпокоявано. Чак тогава се проявява и клиничната картина, човекът отива при лекаря, започват изследвания и химиотерапия и никой не е в състояние да направи връзката между това, което се случва сега и това, че този човек преди 5 години е пиел соево мляко вместо краве, защото от кравето е имал киселини. Като се има предвид, че повечето от нас не си спомнят какво са яли вчера, шансът някой някога да докаже връзката между злокачествените заболявания и консумацията на ГМ-храна е практически нищожен, особено пък ако не сме знаели изобщо, че някога сме се хранили с ГМ-растения, защото никой не си е направил труда да ни го каже. Наистина, ако използуването на ГМ-храни беше ограничено в рамките на една държава или континент за продължително време, един многофакторен корелационен анализ на голяма популация хора за срок от 10 години би могъл да даде някакви достоверни резултати, и то при положение, че информацията е събирана в детайли и съвестно в продължение на целия този период и съответното правителство позволи достъп на независими експерти до нея. За съжаление, всички тези условия са вече неизпълними, защото ГМО са разпространени в една или друга степен по цялата планета. Това е и причината, поради която производителите на ГМХ си позволяват да заблуждават хората, че досега няма регистрирани трайни вреди от консумацията на ГМХ върху човешкото здраве те практически няма и как да бъдат доказани вече.

Законова уредба

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Външни препратки

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Genetic engineering в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​ ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​