Понятие о генной инженерии и ее достижениях.

Для лечения многих болезней необходимы различные биологически ак­тивные вещества. При выделении их из тканей человека возникает опасность загрязнения полученного материала различными вирусами (гепатита В, им­мунодефицита человека и др.). Кроме того, эти вещества производятся в небольших количествах и являются дорогостоящими. Биологически активные вещества животного происхождения низкоэффективны из-за несовместимости с иммунной системой больного человека. Только развитие новой отрасли — генной инженерии помогло обеспечить получение чистых биологически ак­тивных веществ в больших количествах по более низкой цене.

Генная инженерия — это создание гибридных, рекомбинантных молекул ДНК, а стало быть, и организмов с новыми признаками. Для этого необходимо выделить ген из какого-либо организма или искусственно син­тезировать его, клонировать (размножить) и перенести в другой организм.

Инструментами генной инженерии являются ферменты: рестриктазы (раз­резающие молекулу ДНК) и лигазы (сшивающие ее). В качестве векторов-переносчиков используются вирусы.

С помощью генной инженерии созданы штаммы кишечных палочек, в которые встроены гены человеческого инсулина (необходимого для лечения сахарного диабета), интерферона (противовирусного препарата), соматотропина (гормона роста).

С помощью генной инженерии созданы дрожжевые клетки, продуциру­ющие человеческий инсулин. Биосинтетический метод производства чело­веческого инсулина с помощью дрожжевых клеток широко используется в фармацевтическом производстве (в Дании, Югославии, США, Германии и других странах).

В настоящее время ученые разных стран работают над получением с помощью генной инженерии ряда других необходимых биологически актив­ных веществ, вакцины против гепатита В, активатора профибринолизина (противосвертывающий препарат), интерлейкина-2 (иммуномодулятор) и др.

В клетки животных чужеродные гены вводят в виде отдельных -молекул ДНК или в составе векторов-вирусов, способных вносить в геном клетки чужую ДНК. Обычно применяют два метода: 1) ДНК добавляют в среду инкубации клеток; 2) производят микроинъекции ДНК непосредственно в ядро (что более эффективно).

Первоочередными задачами генной инженерии у человека являются соз­дание банков генов человека для их изучения и поиск путей генотерапии, то есть замены мутантных генов нормальными аллелями.

Клеточная инженерия — это метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации или ре­конструкции. При гибридизации искусственно объединяются целые клетки (иногда далеких видов) с образованием гибридной клетки. Клеточная рекон­струкция — это создание жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток (ядра, цитоплазмы, хромосом и др.).

Изучение гибридных клеток позволяет решать многие проблемы биологии и медицины. Так, например, биотехнология использует гибридомы. Гибри-дома — это клеточный гибрид, получаемый слиянием нормального лимфоцита и опухолевой клетки. Она обладает способностью к синтезу моноклональных (однородных) антител желаемой специфичности (свойство лимфоцита) и к неограниченному росту в искусственной среде (свойство опухолевой клетки).

Биотехнология — это производство продуктов и материалов, необходимых для человека, с помощью биологических объектов.

Термин «биотехнология» получил распространение в середине 70-х годов XX в., хотя отдельные отрасли биотехнологии известны давно и основаны на применении различных микроорганизмов: хлебопечение, виноделие, пи­воварение, сыроварение. Достижения генетики создали большие дополни­тельные возможности для развития биотехнологии.

В середине XX в. и во второй его половине, используя индуцированный мутагенез, были получены антибиотики (пенициллин, стрептомицин, эри-тромицин и др.) — с помощью микробов; фермент амилаза — с помощью сенной палочки, аминокислоты — с помощью кишечной палочки; молочная кислота — с помощью молочно-кислых бактерий; лимонная кислота — с помощью аспергилловой плесени; витамины группы В — с помощью дрожжей.

В последние десятилетия багодаря развитию биотехнологии получают с помощью кишечной палочки или дрожжей человеческий инсулин, интерферон, соматотропин и другие вещества.