Клітинна інженерія




Скачати 92.12 Kb.
Дата конвертації18.04.2016
Розмір92.12 Kb.
Клітинна інженерія

Клітинна інженерія, конструювання спеціальними методами кліток нового типу. Клітинна інженерія включає реконструкцію життєздатної клітки з окремих фрагментів різних кліток, об'єднання цілих кліток, що належали різним видам (і що навіть відносяться до різних царств рослинам і тваринам), з утворенням клітки, несучої генетичний матеріал обох кліток, і інші операції. Клітинна інженерія використовується для розв'язання теоретичних проблем в біотехнології, для створення нових форм рослин, що володіють корисними ознаками і одночасно стійких до хвороб і

Клітинна інженерія - створення кліток нового типу на основі їх гібридизації, реконструкції і культивування. У вузькому значенні слова під цим терміном розуміють гібридизації протопластів або тваринних кліток, в широкому різні маніпуляції з ними, направлені на рішення наукових і практичних задач. Є одним з основних методів біотехнології.

Гібридизація соматичних кліток

У основі методу лежить злиття кліток, внаслідок чого утворяться гетерокаріони, що містять ядра обох батьківських типів. Гетерокаріони, що утворилися дають початок двом одноядерним гібридним кліткам. У 1965 англійський вчений м. Харріс уперше отримав гетерокаріони, утворені клітками миші і людини. Таку штучну гібридизації можна здійснювати між соматичними клітками, що належать далеким в систематичному відношенні організмам і навіть між рослинними і тваринними клітками. Гібридизація соматических кліток тваринних зіграла важливу роль в дослідженні механізмів реактивації генома нерухомої клітки і ступеня фенотипичного вияву (експресивності) окремих генів, клітинного розподілу, в картируванні генів в хромосомах людини, в аналізі причин злоякісного переродження кліток. За допомогою цього методу створені гібридоми, що використовуються для отримання моноклональних (однорідних) антитіл.

Перший міжвидовий гібрид при злитті протопластів з кліток різних видів тютюну був отриманий в 1972 П. Карлсоном (США). Гібриди, отримані при злитті протопластів, мають важливі відмінності від статевих гібридів оскільки несуть цитоплазму обох батьків. Можливе створення цибридів, що успадковують ядерні гени одного з батьків нарівні з цитоплазматичними генами обох батьків. Особливий інтерес уявляють цибриди рослин, несучі цитоплазматичні гени стійкості до різним патогенам і стресорним чинникам від дикорослих видів або цитоплазматичні гени чоловічої стерильності. Злиття протопластів використовують також для отримання гібридів з цінними в господарському відношенні властивостями між віддаленими видами, які погано або взагалі не схрещуються звичним шляхом. Вдалося, наприклад, «ресинтезувати» рапс, що є природним амфідиплоїдом між турнепсом і капустою, отримати соматичний гібрид картоплі з томатами і т. д. Прі злитті протопластів створюють і нові клітинні лінії-продуценти важливих сполук.

Реконструкція кліток

Одним з способів модифікації кліток є введення в них індивідуальних генів, тобто метод генетичної інженерії. Вбудування активного гена на місце відсутнього або пошкодженого відкриває шлях для лікування генетичних захворювань людини. Змінювати властивості кліток можна, вводячи клітинні органели (ядра, хлоропласти), ізольовані з одних кліток, в протопласти інших кліток. Так, одним з шляхів активізації фотосинтезу рослинної клітки може служити введення в неї високоефективних хлоропластів. Штучні асоціації рослинних кліток з мікроорганізмами використовують для моделювання на клітинному рівні природних симбіотичних відносин, що грають важливу роль в забезпеченні рослин азотним живленням в природних екосистемах. Розглядається можливість придання рослинам здібності до фіксації молекулярного азоту при введенні в них цілих кліток нітрогенфіксующих мікроорганізмів. Реконструкцію кліток проводять також при злитті клітинних фрагментів (без'ядерних, кариопластів з ядром, мікрокліток, що містять лише частину генома інтактної клітки) один з одним або з інтактними (непошкодженими) клітками. У результаті отримують клітки з різними властивостями, наприклад, цибриди, або клітки з ядром і цитоплазмою від різних батьків. Такі конструкції використовують для вивчення впливи цитоплазми в регулюванні активності ядра.



Поліпшення рослин і тварин на основі клітинних технологій

Клітки, що вирощуються на штучних поживних середовищах і тканини рослин складають основу різноманітних технологій в сільському господарстві. Одні з них направлені на отримання ідентичних вихідній формі рослин (оздоровлення і клональне мікроразмноження, створення штучного сім'я, кріозберігання генофонду при глибокому заморожуванні меристем і кліток пилка). Інші на створення рослин, генетично відмінних від вихідних, шляхом або полегшення і прискорення традиційного селекційного процесу або створення генетичної різноманітності і пошуку і відбору генотипів з цінними ознаками. У першому випадку використовують штучне запліднення, культуру незрілих гібридних сім’япуп’янок і зародки, регенерацію рослин з тканин летальних гібридів, гаплоїдні рослини, отримані при культивуванні пильовиків або мікроспор. У другому нові форми рослин створюються на основі мутантів, що утворюються in vitro, і трансгенних рослин. Таким шляхом отримані рослини, стійкі до вірусів і іншим патогенам, гербіцидам, рослини, здатні синтезувати токсини, патогенні для комах-шкідників, рослини з чужерідними генами, контролюючими синтез білків холодостійкості і білків з поліпшеним амінокислотним складом, рослини із зміненим балансом фітогормонів і т.д.

Важливу роль в тваринництві зіграла розробка методів тривалого зберігання сперми в замороженому стані і штучного запліднення. Реально ж розвернулися дослідження по клітинній і генній інженерії на ссавцях тільки з освоєнням техніки запліднення in vitro, що забезпечила отримання достатньої кількості зародків на ранніх стадіях розвитку. Генетичне поліпшення тварин пов'язане з розробкою технології трансплантації ембріонів і методів мікроманіпуляцій з ними (отримання однояйцевих близнюків, міжвидові пересадки ембріонів і отримання химерных тварин, клонування тварин при пересадці ядер ембріональних кліток в енуклійовані, т. е. з видаленим ядром, яйцеклітки). У 1996 шотландським вченим з Едінбурга уперше вдалося отримати вівцю з енуклійованої яйцеклітки, в яку було пересаджене ядро соматичної клітки (вимені) дорослої тварини. Ця робота відкриває широкі перспективи в області клонування тварин і принципову можливість клонування в майбутньому і людину. У цій же лабораторії було отримано ще п'ять клонурованих ягня, в геном одного з яких був вбудований ген білка людини.

Генна та хромосомна інженерія
Генна інженерія — молода технологія, створена для поліпшення характеристик живих організмів шляхом пересадки в них чужого генетичного матеріалу, наприклад ДНК риби в помідор (щоб не підмерзав) чи бактерії в картоплю (щоб жук не їв). ГІ кардинально відрізняється від селекції тим, що її методи дозволяють долати бар’єри між видами, чого не відбувається в природі. В Україні офіційного дозволу на вирощування генетично модифікованих рослин поки що ніким отримано не було. Однак немає ніякої гарантії, що західні продукти, які купуються в нас, наприклад, чіпси, печиво, молочний порошок чи навіть пиво, не містять в собі генно-модифікованих інгредієнтів. Перевіряти чи маркірувати їх поки що ніхто не збирається.

Що таке генетично модифіковані продукти, плюси та мінуси їх використання, що нас чекає попереду, чи можна на вербі виростити груші?

Вторгнення в ДНК для науковців є інструментом, що дозволяє змінювати життя, робити його гнучким до вимог технічного середовища. Генетична інженерія дозволяє поводитися із життям як із технікою.

Справді генну інженерію можна назвати завершальним етапом адаптації до світу машин. Водночас однієї думки про генну інженерію, генетично модифіковані продукти в науковому світі немає.

Більшість науковців вважає, що випуск генетично модифіковані продукти у навколишньому середовищі можуть спричинити незворотну шкоду біологічному різноманіттю екосистем, а також здоров’ю людей та тварин. Ця група науковців, беручи до уваги обмеженість наших знань про природу ризику від ГМО, закликає уряди ввести 5-річний мораторій на комерційне застосування ГМО, щоб забезпечити необхідний час для більш інтенсивного моніторингу.

Окрім цього зростає розрив між країнами Західної та Східної Європи у рівнях поінформованості про потенційний ризик випуску ГМО. Цим користуються для експорту на Схід цієї небезпечної технології та небажаної продукції.

Проблема поглиблюється й тим, що люди мають мало достовірної інформації про генетично модифіковані продукти.

Поняття "генетично модифіковані продукти" знайоме не кожному, а якщо і знайоме, то ставлення пересічного громадянина до генної інженерії не можна назвати надто добрим.

Насправді, - генетика (genetikos – той, що народжує, плодючий) – наука про спадковість та мінливість живих організмів. Вона вивчає принципи зберігання та реалізації генетичної інформації, розкриває закони індивідуального розвитку організмів та вірусів, виникнення в них нових ознак.

А от генна інженерія – це розділ молекулярної біології та генетики, метою якого є створення організмів з новими комбінаціями спадкових властивостей, зокрема, таких, що не поширені в природі. Наприклад, глобальне потепління можна буде перемогти, створивши рослини та тварини, генетично змінені так, щоби протистояти росту температур та посухам.

Окрім, цього вже зараз створено та запатентовано вид курей, в яких відсутній материнський ген, що змушує курей висиджувати яйця, що невигідно для птахофабрик. Отак, вид за видом, змінюючи, життя все більше пристосовується до техносередовища.

Якщо захоплюватися генною інженерією, то не виключено, що скоро навколо будуть лише одні маленькі дива.

Все-таки, не просто зрозуміти добре чи то зле, що ми дійшли до генної інженерії.

Генно модифіковані продукти - це продукти, які отримані за рахунок змін генетичного апарату живих організмів. Всі продукти, які використовуються в сільському господарстві, вони всі отримані за рахунок технологій, які змінють генетичний апарат. Це є традиційна селекція, а зараз це є методи генетичної інженерії, які цю сеоекцію значно пришвидшують. Традиційно селекція дає, наприклад, сорт рослин за 10 – 15 років, а генна інженерія за рік за два.


Скажіть будь ласка, чому виникла потреба у генно модифікованих продуктах?
Є потреба у в збільшенні сільсько господарських продуктів для того, щоб вирішити продовольчу проблему, яка є досить гострою в світі. Такими традиційними способами вже це важко зробити.

Чому стільки непорозумінь та застережень до генно модифікованої продукції у громадськості?

Перша причина – це слабка обізнаність з природою цих продуктів. А по-друге є це результат конкурентної боротьби отих фірм, які отримують продукти сільського господарства традиційними підходами.

Чи є майбутнє за цими продуктами?

Вони є важливі для вирішення продовольчих програм. Вони повинні бути відповідно позначені і люди повинні мати право вибору цих продуктів: купувати їх чи не купувати, вживати чи не вживати.

Відсутність інформації про розповсюдження генетично модифікованих організмів призводить до низького рівня усвідомлення проблеми населенням і навіть урядовими особами.

Можна сказати, що законодавча база в Україні щодо ГМО є не розробленою і серйозно відстає від стандартів ЄС.

На даний час в Україні немає чинного закону, щодо діяльності пов’язаної з генетично модифікованими організмами. Багато законопроектів так і не стали законами. Прорецензувавши останній з них «Про біобезпеку генетично-змінених організміві продуктів», кандидат юридичних наук Ірина Тустановська і його вважає недосконалим. Основним з недоліків є недостатня участь громадськості. Негативним є і те, що сфера діяльності не розповсюджується на генетично інженерну діяльність в замкнутих системах (наприклад, в лабораторіях щодо високих класів). Недоліком є і те, що інформація про генномодифіковані продукти може бути визнана конфіденційною. Деякі з цих законопроектів враховували стандарти ЄС, але за основу брали Картагенський протокол, прийнятий 30 січня 2000 року у м. Монреаль (Канада). Основним принципом протоколу є принцип застереження: держава може відмовитись від ввезення на її територію ГМО, якщо вважає, що такі організми спричинять небезпеку, не порушуючи при цьому ВТО.

Щодо чинного законодавства України, то у законі «Про захист прав споживачів» є положення про те, що споживач має право на одержання необхідної, доступної, достовірної та своєчасної інформації про товари (роботи, послуги). І ця інформація повинна містити крім назви твору, ціни, дати виготовлення та ін., щей позначку про застосування генної інженерії під час виготовлення товарів.

Пропагуючи генетично модифіковані продукти, нам говорять, що все це – здобутки цивілізації. генна інженерія дозволяє переносити в рослини (кукурудзу, ріпак, сою, картоплю тощо) гени з бактерій, вірусів, тварин чи інших рослин. Це робиться для наділення їх новими характеристиками: швидким дозріванням, вищою врожайністю, стійкістю до шкідників чи хвороб. Деякі ГМО, на думку спеціалістів, можуть викликати алергії в певних груп людей. Ситуація ускладнюється відсутністю маркування на ГМ-продуктах у більшості країн світу.

Вже зараз чимало людей з острахом дивлялться генетично можифіковане майбутнє, на глобалізаційні процеси. Здається, що наш екологічний годинник вже натякає на фініш.

До списку відомих в СНД фірм, продукція яких може містити генетично модифіковані продукти можна віднести продукцію Сoca Cola, Danone, Heinz, Hipp, VacDonalds, Nestle, Stimorol, Wrigleys.

А також маленька інормація про гарячу пятірку світових корпорацій або генетичних гігантів, серед яких ASTRA ZENECA (масштабна компанія посівних культур), DuPont (фармацептична та агрохімічна компанія), та уже достатньо відома MONSANTO, на долю якої припадає 88% всіх ГМ-культур, вирощених в США в 1998 році. Між іншим в 2000 році остання компанія змінила назву на Фармація.



Відомо, що в продуктах харчової промисловості часто використовуються ферменти, які виробляють геннно модифіковані організми. Нещодавно швейцарський Федеральний інститут технології довів, що саме ці ферменти є головними винуватцями алергій і астми. А також в Йоркській лабораторії харчування було зроблено відкриття про те, ГМ-соя може мати явний негативний вплив на людину, а саме: викликати хвороби шкіри, шлунку та алергію. Ще одна проблема таких продуктів -- це токсичність, яка полягає в сповільненій дії. Відомо, що термін вияву дії токсичного білка може займати близько 30 років. Його перетворення з корисного на хвороботворчий може бути спричинене навіть найменшими змінами амінокислотного складу.

Отож, тільки час розставить крапки над “і” щодо користі та ризику використанняГМО.


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка