Генная инженерия

Генетическая  инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения  рекомбинантных РНК и ДНК, выделения  генов из организма (клеток), осуществления  манипуляций с генами и введения их в другие организмы. 

Генетическая  инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология. 

Если  внести в организм (растение, микроорганизм, животное или даже человек) новые гены, то можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. Изменения генов прежде всего связано с преобразованием химической структуры ДНК: изменение последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение других нуклеотидов меняют состав образующихся на ДНК молекулы РНК, а это, в свою очередь, обуславливает новую последовательность аминокислот при синтезе. В результате в клетке начинает синтезироваться новый белок, что приводит к появлению у организма новых свойств. 

Генная  инженерия берет свое начало в 1973 году, когда генетики Стэнли Кохен  и Герберт Бойер внедрили новый  ген в бактерию кишечной палочки (E. coli). 

Начиная с 1982 года фирмы США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали. 

Около 200 новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику, и более 100 генно-инженерных лекарственных веществ находится на стадии клинического изучения. Среди них лекарства, излечивающие артрозы, сердечно-сосудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже СПИД. Среди нескольких сотен генно-инженерных фирм 60% работают над производством лекарственных и диагностических препаратов.

Генная  инженерия в сельском хозяйстве 

К концу 1980-х удалось успешно внедрить новые гены в десятки видов  растений и животных — создать растения табака со светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки, кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов. 

Одна  из важных задач - получение растений, устойчивых к вирусам, так как  в настоящее время не существует других способов борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур. Введение в растительные клетки генов белка оболочки вируса, делает растения устойчивыми к данному вирусу. В настоящее время получены трансгенные растения, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций. 

Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Применение инсектицидов не вполне эффективно, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что  дождевой водой они смываются  с растений. В генно-инженерных лабораториях Бельгии и США были успешно проведены работы по внедрению в растительную клетку генов земляной бактерии Bacillus thuringiensis, позволяющих синтезировать инсектициды бактериального происхождения. Эти гены ввели в клетки картофеля, томатов и хлопчатника. Трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к непобедимому колорадскому жуку, растения хлопчатника оказались устойчивыми к разным насекомым, в том числе к хлопковой совке. Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов на 40 - 60%. 

Генные  инженеры вывели трансгенные растения с удлиненным сроком созревания плодов. Такие помидоры, например, можно  снимать с куста красными, не боясь, что они перезреют при транспортировке. 

Список  растений, к которым успешно применены методы генной инженерии, составляет около пятидесяти видов, включая яблоню, сливу, виноград, капусту, баклажаны, огурец, пшеницу, сою, рис, рожь и много других сельскохозяйственных растений.

Генная  терапия человека 

На людях технология генной инженерии была впервые применена для лечения Ашанти Де Сильвы, четырёхлетней девочки, страдавшей от тяжёлой формы иммунодефицита. Ген, содержащий инструкции для производства белка аденозиндезаминазы (ADA), был у неё повреждён. А без белка ADA белые клетки крови умирают, что делает организм беззащитным перед вирусами и бактериями. 

Работающая  копия гена ADA была введена в клетки крови Ашанти с помощью модифицированного  вируса. Клетки получили возможность  самостоятельно производить необходимый белок. Через 6 месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня. 

После этого область генной терапии  получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий  ведут исследования по использованию  генной терапии для лечения заболеваний. Сегодня мы знаем, что с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию, некоторые виды рака, болезнь Хантингтона и даже очищать артерии. Сейчас идёт более 500 клинических испытаний различных видов генной терапии. 

Неблагоприятная экологическая обстановка и целый ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей рождается с серьезными наследственными дефектами. В настоящее время известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективных способов лечения. 

Сегодня существует возможность диагностировать  многие генетические заболевания ещё  на стадии эмбриона или зародыша. Пока можно только прекратить беременность на самой ранней стадии в случае серьёзных генетических дефектов, но скоро станет возможным корректировать генетический код, исправляя и оптимизируя генотип будущего ребёнка. Это позволит полностью избежать генетических болезней и улучшить физические, психические и умственные характеристики детей. 

Сегодня мы можем отметить, что за тридцать лет своего существования генная инженерия не причинила никакого вреда самим исследователям, не принесла ущерба ни природе, ни человеку. Свершения генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны. 

ОДНАКО  Этот процесс генной инженерии превратился в настоящий бизнес. Огромные международные кампании тратят миллиарды фунтов на исследования в этой области, в основном на разработки новых видов пищи.  

Первые "генетически измененные продукты" начинают появляться в магазинах  по всему миру. В 1996 в Великобритании было дано согласие на продажу томатного  пюре, рапсового масла и хлебных  дрожжей, все эти продукты были созданы  при помощи генной инженерии. Не только в магазинах Великобритании должна быть представленная информация о том, какие продукты подверглись генетическим изменениям. Таким образом, теоретически, вы можете купить пиццу, которая будет содержать все три выше перечисленных пищевых компонента, и вы никогда об этом не узнаете. Вы так же не узнаете, пришлось ли страдать животным, для того чтобы вы могли съесть то, что хотите. В ходе проведения генетических исследованиях для производства мяса некоторым животным приходится страдать, поверьте мне.  

       Одной из первых известных  катастроф генной инженерии было несчастное существо в Америке названное белтсвильская свинья. Предполагалось, что это будет супер мясная свинья, для того чтобы она росла быстрее и была толще, ученые ввели ей в ДНК человеческий ген роста. А вырастили они большую свинью, постоянно испытывающую боль.  

       У белтсвильской свиньи конечности  были поражены хроническим артритом  и когда она хотела идти, то  могла только ползти. Она не  могла стоять и большую часть  времени проводила лежа, страдая  от большого количества других болезней. Эта единственная явная экспериментальная катастрофа, которую ученые позволили увидеть общественности, в этом эксперименте принимали участие и другие свиньи, но они были в таком отвратительном состоянии, что их держали за закрытыми дверями. 

       Однако урок с белтсвильской  свиньей не прекратил эксперименты. На данный момент ученые генетики  создали супермышь, в два раза  больше обыкновенного грызуна.  Эта мышь была создана путем  введения гена человека в ДНК  мыши, что привело к быстрому  росту раковых клеток. Сейчас ученые проводят такие же опыты на свиньях, но так как люди не захотят есть мясо, содержащее ген рака, этот ген был переименован в "ген роста".  

       В случае с бельгийской голубой  коровой инженеры генетики нашли  ген отвечающий за увеличение мышечной массы и удвоили его, таким образом, вывели больших по размеру телят. К сожалению, есть еще другая сторона, у коров, рожденных в результате такого эксперимента, тоньше бедра и уже таз, чем у обычной коровы.  

       Не сложно понять что происходит. Теленок большего размера и узкий родовой путь, в результате для коровы роды становятся гораздо более болезненным процессом.  

В основном коровы, подвергшиеся генетическим изменениям, вообще не способны рожать. Решением проблемы является кесарево сечение. Эта операция может проводиться каждый год, иногда для каждых родов и каждый раз, когда корову разрезают эта процедура становится все больнее.  

В конце  концов, нож разрезает не обычную  кожу, а ткань, состоящую из шрамов, которые все труднее и дольше заживают. Мы знаем, что когда женщине многократно делают кесарево сечение (к счастью это происходит не очень часто) это становится мучительно болезненной операцией. Даже ученые и ветеринары согласны с тем, что бельгийская голубая корова страдает от сильных болей — но эксперименты продолжаются. 

       Еще более странные опыты проводились  на швейцарских коричневых коровах.  Выяснилось, что у этих коров  есть генетический недостаток, который  обуславливает развитие у этих  животных особой болезни мозга. Но как ни странно когда начинается это заболевание коровы дают больше молока.  

Когда ученые обнаружили ген являющийся причиной этого заболевания они не использовали новые данные для того чтобы вылечить его — они убедились в том, что если корова будет страдать заболеванием, она будет давать больше молока. Страшно, не правда ли. 

Когда ген изменяют или вводят ген другого  животного, неизвестно как отреагируют  другие гены организма, можно только выдвигать гипотезы. И никто не может сказать, как скоро будут  видны последствия таких изменений. (Это как если бы наши вымышленные строители стали менять стальное перекрытие на деревянное, потому что это смотрится лучше. Оно может удержать здание, а может и не удержать!)  

       Другие ученые сделали некоторые  настораживающие прогнозы о том, к чему может привести эта новая наука.  

Некоторые говорят, что генная инженерия может  создать совершенно новые заболевания  против которых мы не имеем иммунитета. Там, где генная инженерия использовалась для изменения видов насекомых есть угроза того, что могут появиться новые виды паразитов, не поддающиеся контролю. 

ГМО

Трансгенными (генномодифицированными) называют те виды растений, в которых успешно  функционирует ген (или гены), пересаженные из других видов растений или животных. Делается это для того, чтобы растение-реципиент получило новые удобные для человека свойства: повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генноизмененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги. 

Генетически измененный продукт получают, когда  выделенный в лаборатории ген  одного организма пересаживается в клетку другого. Вот примеры из американской практики: чтобы помидоры и клубника были морозоустойчивее, им «вживляют» гены северных рыб; чтобы кукурузу не пожирали вредители, ей могут «привить» очень активный ген, полученный из яда змеи. 

На данный момент в России зарегистрировано множество  видов продуктов из модифицированной сои, среди которых: фитосыр, смеси  функциональные, сухие заменители молока, мороженое «Сойка-1», 32 наименования концентратов соевого белка, 7 видов  соевой муки, модифицированные бобы сои, 8 видов соевых белковых продуктов, 4 наименования соевых питательных напитков, крупка соевая обезжиренная, комплексные пищевые добавки в ассортименте и специальные продукты для спортсменов, тоже в немалом количестве. Также Департамент государственного санитарно-эпидемиологического надзора выдал «сертификаты качества» одному сорту картофеля и двум сортам кукурузы. 

Генномодифицированные продукты — полезны или вредны? 
 

Пищу, выведенную с помощью современных технологий, обвиняют в ухудшении здоровья жителей нашей планеты. А вот как сообщают другие источники, генномодифицированные продукты, могут быть весьма полезны для здоровья. Некоторые ученые считают — именно с трансгенами связан рост числа аллергических и даже онкологических заболеваний, и людей, страдающих ожирением. Это не учитывая мелких неприятностей — таких как несварение желудка и снижение иммунитета.