Меню

§ 20.4 Технологии генной инженерии

Содержание

Вспомните из курса биологии, как устроено и функционирует ядро растительной клетки.

Технологии генной инженерии — это совокупность методов, позволяющих переносить гены из одного организма в другой и получать генетически изменённые организмы, их называют генно-модифицированными (ГМ) или трансгенными. Генно-модифицированные организмы обладают новыми или усиленными полезными свойствами и признаками.

Генетическая информация живых организмов находится в хромосомах, в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) — длинных полимерных молекулах, состоящих из повторяющихся блоков, нуклеотидов. Каждый участок ДНК, называемый геном, отвечает за определённый признак организма.

Получение новых комбинаций генетического материала осуществляется путём проводимых вне клетки манипуляций с молекулами ДНК и переноса созданных конструкций, генов, в живой организм, в результате которого достигается их включение в этот организм, а затем и у его потомства. Становится возможным по заранее заданной программе конструировать молекулярные генетические системы вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом ДНК становятся составной частью генетического аппарата организма и сообщают ему новые уникальные генетические, биохимические, а затем и физиологические свойства.

Сегодня учёные-генетики способны вырезать, вставлять, рекомбинировать (перераспределять), трансформировать, редактировать и программировать генетический материал растительной клетки.

Технология генной инженерии состоит из следующих этапов:

• извлечение из хромосомы клетки участка ДНК (гена), отвечающего за определённый генетический признак у организма;

• включение участка ДНК (гена) в структуру молекулы ДНК переносчика. Для этого используют ДНК бактерий и получают гибридную (рекомбинантную) молекулу ДНК;

• внедрение гибридной (рекомбинантной) молекулы ДНК в клетку растения. Участок ДНК (ген), перенесённый из организма, начинает работать в новом организме, обеспечивая появление нового признака.

С помощью технологий генной инженерии в растение можно переносить гены из любого живого организма: вирусов, бактерий, грибов, растений, животных и даже человека. Признаки, которые могут приобрести генно-модифицированные растения, разнообразны и на сегодняшний день не до конца изучены. Технологии прикладной генной инженерии направлены на конструирование таких молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы растительному организму свойства, полезные для человека.

С помощью технологий генной инженерии получены растения, устойчивые к вирусам и гербицидам, растения, способные синтезировать токсины, убивающие насекомых-вредителей. Например, активно ведутся работы по созданию трансгенных растений, устойчивых к вирусным инфекциям. Технологии создания таких растений основаны на введении в наследственный аппарат растительной клетки генов вируса, что делает это растение устойчивым к данному вирусу.

Получены генно-модифицированные сорта сои, устойчивые к воздействию гербицидов. Это позволяет проводить химическую прополку, используя гербициды, на больших посевных площадях этой культуры, не повреждая сами растения сои. С помощью генной инженерии выведен трансгенный сорт картофеля, способный синтезировать токсин, убивающий личинку колорадского жука. Посадки такого картофеля не требуют затрат на борьбу с колорадским жуком и дают высокие урожаи.

Технологии генной инженерии позволили получить трансгенные растения: кукурузу, устойчивую к гельминтоспориозу; картофель, устойчивый к фитофторе; табак, устойчивый к вирусу табачной мозаики, и др.

Ведутся исследования по получению сельскохозяйственных культур, устойчивых к неблагоприятным условиям внешней среды (засолению и закислению почвы, воздействию низких и высоких температур и др.), а также по управлению процессом азотфиксации у растений на основе введения генов азот- фиксации в их генетический аппарат.

Но, несмотря на все достижения генной инженерии, существуют определённые опасения в том, что генно-модифицированные растения и их бесконтрольное распространение в окружающей среде может повредить природному биологическому разнообразию на планете и привести к необратимым последствиям. Так, например, учёные выяснили, что генетически изменённые растения, устойчивые к вирусам, могут вызывать мутацию вирусов в новые более опасные формы или формы, которые способны атаковать другие виды растений. Поэтому полученные трансгенные растения должны проходить экспертизу генетиков, селекционеров, генных инженеров, экологов, медиков, токсикологов, которые оценивали бы трансгенные сорта для определения их потенциального воздействия на человека и окружающую среду.

Проверьте себя:

1. Что такое генно-модифицированные растения?

2. Расскажите об основных этапах технологии генной инженерии.

* Подумайте, почему в работах по генной инженерии учёные-генетики должны быть очень осторожны при создании и распространении новых видов растений.