Початок брошури см. Тут.
Метод рекомбінантних ДНК для багатьох фахівців є наріжним каменем будівлі біотехнології. Створення рекомбінантних ДНК буквально означає об'єднання (рекомбинирования) двох відрізків ДНК різних видів.
Люди почали вибірково комбінувати генетичний матеріал одомашнених рослин і тварин одного виду (або, рідше, близькоспоріднених видів) вже тисячі років тому. Для цього вони проводили відбір особин, що володіють корисними якостями і придатних для виведення потомства. За допомогою схрещування таких найцінніших особин і та відбору (селекції) для подальшого розмноження кращих з їх нащадків людина змінила початковий набір генетичного матеріалу одомашнених тварин і рослин. В даний час до методу селективного схрещування додався метод комбінування генів на молекулярному рівні за допомогою найточніших методів генної інженерії.
Незалежно від того, яким методом вона досягається, принцип генетичної модифікації залишається незмінним, проте існує принципова відмінність:
- при селективному схрещуванні відбувається перенесення великих наборів невідомих генів між спорідненими організмами;
- на відміну від цього, генна інженерія дозволяє переміщати поодинокі гени, що володіють відомими функціями, з одного організму в будь-який інший, наприклад, від тварин до рослин або від мікроорганізмів до тварин.
Чим точнішими стають проробляються нами операції і більш передбачуваними одержувані результати, тим сильніше знижується ризик появи організмів з несподіваними і небажаними характеристиками. Крім того, при цьому відпадає необхідність в трудомісткому і тривалому способі проб і помилок, що використовується традиційної селекцією. Поступове збільшення спектру живих оргазмів - джерел корисних генів - з часом дозволить нам використовувати весь потенціал природного різноманіття.
- виробництво нових лікарських препаратів і безпечних вакцин;
- лікування деяких генетичних захворювань;
- створення біоконтролірующіх агентів для сільського господарства;
- підвищення врожайності та зниження вартості продукції;
- зниження алергенність деяких продуктів;
- поліпшень поживних властивостей продуктів;
- розробка біодеградірующіх пластмас;
- зниження рівня забрудненості води і повітря;
- уповільнення швидкості псування харчових продуктів;
- контроль над вірусними захворюваннями;
- зниження запальних реакцій.
Технологія клонування дозволяє нам отримувати популяцію генетично ідентичних молекул, клітин, рослин або тварин. Область застосування клонування надзвичайно широка. При розробці і здійсненні будь-якого законодавчого чи розпорядчого акта, що регулює роботи в області клонування, необхідно приділяти пильну увагу точному визначенню уживаного терміна. Це дозволить припинити провадження певних видів діяльності, в той час як інші не будуть необґрунтовано заборонені.
Молекулярне, або генетичне клонування
Молекулярне, або генетичне клонування - процес створення генетично ідентичних молекул ДНК - є основою молекулярної біології, фундаментальним методом біотехнологічних досліджень, а також основою розвитку і комерціалізації біотехнології. Переважна більшість практичних застосувань біотехнології, починаючи з розробки лікарських препаратів і закінчуючи створенням трансгенних культур, ґрунтується на методах генетичного клонування.
До відкриттів, зроблених за допомогою молекулярного клонування, відносяться:
- ідентифікація, локалізація і опис генів;
- створення генетичних карт і секвенування цілих геномів;
- проведення паралелей між генами і асоційованими з ними ознаками;
- встановлення молекулярної основи прояву ознак.
Більш докладно про молекулярному клонуванні ви дізнаєтеся в одній з наступних глав.
Метод рекомбінантних ДНК, спільно з методом клонування тварин, забезпечує нас чудовими тваринами моделями для вивчення захворювань людини, процесів старіння і формування злоякісних новоутворень. У майбутньому ці прийоми можуть бути використані для розробки нових лікарських засобів та оцінки ефективності таких методів лікування як генна та клітинна терапії. Клонування тварин також надає можливість порятунку видів, що знаходяться під загрозою вимирання.
Існує два різні способи створення ідентичних генетичних копій таких тварин як вівця або лабораторна миша.
Штучний поділ ембріона є застарілим методом клонування. Цей метод як би повторює в лабораторних умовах природний процес утворення ідентичних однояйцевих близнюків в материнській матці. Дослідники роблять фізичний поділ ембріона на окремі клітини, в результаті чого кожна з них починає розвиватися окремо. Утворені в результаті цього ембріони впроваджуються в матку сурогатної матері, яка забезпечує їх виношування і народження. Так як ембріони походять з однієї зиготи (заплідненої яйцеклітини), вони є генетично абсолютно ідентичними.
Перенесення ядра соматичної клітини починається з виділення з організму соматичної клітини - будь-якої клітини, що не бере участь в процесі репродукції (тобто будь-який, крім статевих клітин: сперматозоїдів і яйцеклітин). У ссавців будь-яка соматична клітина містить повний, подвійний набір хромосом (у кожній парі одна хромосома отримана від материнської яйцеклітини, друга - від батьківського сперматозоїда). Геном будь статевої клітини складається тільки з одного хромосомного набору. Для створення вівці Доллі дослідники перемістили ядро соматичної клітини, отриманої від дорослої вівці, в яйцеклітину, ядро якої було попередньо видалено. Після проведення певних хімічних маніпуляцій яйцеклітина з підміненим ядром почала поводитися як свежеоплодотворенная яйцеклітина. В результаті її поділу сформувався ембріон, який був імплантований сурогатної матері і виношу протягом повного терміну вагітності.