Главная страница » Генетические манипуляции
Технология

Генетические манипуляции

Мы объясним, что такое генетические манипуляции, их преимущества, недостатки и этические аспекты. А также примеры из современности
Генетические манипуляции добавляют, изменяют или удаляют гены

Что такое генетическая манипуляция?

Генетические манипуляции или генная инженерия – это название различных 1DDDZG методови научно-технологических процедур, которые позволяют людям изменять или рекомбинировать ДНК и другие нуклеиновые кислоты живых существ с целью получения форм жизни, удовлетворяющих определенные потребности. Это достигается путем добавления, изменения или удаления генов из генетического кода живых организмов, что также известно как редактирование генов

Изменение человеком генетического содержания живых организмов происходит с момента зарождения цивилизации. Благодаря таким процессам, как одомашнивание и селекционное разведение, люди применили искусственный отбор к судьбе различных пород собак, домашнего скота или пищевых растений

Однако они считаются косвенными формами генетических изменений, сильно отличающимися от тех, которые доступны в лаборатории благодаря биохимии генетике , чье вмешательство в геном является прямым

Прямые генетические манипуляции зародились в XX веке благодаря достижениям биохимии и генетики, а именно открытию в 1968 году ферментов рестрикции (эндонуклеаз рестрикции) – типа белка, способного распознавать определенные сегменты генетического кода и разрезать ДНК в заданной точке

Это открытие швейцарского биохимика Вернера Арбера (1929-) было развито и уточнено американцами Гамильтоном Смитом (1931-) и Дэниелом Натансом (1928-1999)

В результате в 1973 году американские биохимики Stanley N. Коэн и Герберт В. Бойер сделал первый исторический шаг в генетическом манипулировании человеком: они разрубили молекулу ДНК, рекомбинировали кусочки и затем ввели ее в бактерию кишечной палочки, которая продолжила нормально размножаться

Сегодня существует множество методов генной инженерии, включая амплификацию, секвенирование и рекомбинацию ДНК, полимеразную цепную реакцию (ПЦР), плазмацитоз, молекулярное клонирование, блокирование генов и другие. Таким образом, можно изменять конкретные сегменты или конкретные вещества в глубоком биохимическом функционировании живого существа, программировать его на выполнение задач или наделять его определенными характеристиками

Очевидно, что такого рода знания сопряжены с серьезной этической дилеммой, поскольку изменения, внесенные в геном, затем передаются потомству живых организмов и, следовательно, сохраняются в роду

Генная инженерия может, например, сделать виды растений более устойчивыми к вредителям, или мышей с врожденными заболеваниями для медицинских экспериментов, или даже терапию неизлечимых болезней; но она также может создавать болезни для возможного ведения бактериологической войны

Вы можете использовать: Генетическая информация

Виды генетических манипуляций

Основные формы генетических манипуляций в настоящее время следующие:

  • секвенирование ДНК. Это применение различных биохимических методов и технологий к молекуле ДНК живого существа для определения конкретной последовательности нуклеотидов (аденина, гуанина, тимина и цитозина), составляющих ее, что является ключом к расшифровке естественного программирования биохимических процессов, происходящих во время жизни. Секвенирование ДНК – это колоссальная задача, поскольку она связана с огромным количеством информации, даже в случае микроскопических существ, но сегодня она может быть выполнена быстро благодаря компьютеризации.
  • рекомбинантная ДНК. Этот метод заключается в создании искусственной молекулы ДНК с помощью методов in vitro, затем введение ее в организм и оценка ее эффективности. Обычно это осуществляется путем извлечения определенной информации из одного живого существа и включения ее в другое, и позволяет производить специфические белки (для медицинских или фармакологических целей), изготавливать вакцины или улучшать экономические показатели пищевых видов.
  • Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Также называемый ПЦР, это метод амплификации ДНК, разработанный в 1986 году, который заключается в получении многочисленных копий молекулы-шаблона ДНК с помощью ряда ферментов, называемых полимеразами. В настоящее время этот метод используется во многих различных областях, таких как идентификация ДНК при судебно-медицинских расследованиях или генетическая идентификация возбудителей (вирусов и бактерий ) новых заболеваний.
  • CRISPR. Его название – аббревиатура от clustered regularly interspaced short palindromic repeats, так называется способность бактерий включать в свой геном часть ДНК заразивших их вирусов, передавая по наследству своим потомкам способность распознавать вторгшуюся ДНК и защищаться в будущем. Другими словами, он является частью иммунной системы прокариот. Но с 2013 года этот механизм стал использоваться как средство генетической манипуляции, используя метод, с помощью которого бактерии вырезают и вставляют собственную ДНК для включения новой информации, используя фермент под названием Cas9.

Примеры генетических манипуляций

Генетические манипуляции позволяют создавать продукты, которые лучше выдерживают испытание временем.

Примерами применения генной инженерии сегодня являются:

  • Генная терапия. Используемый в борьбе с генетическими заболеваниями, этот вид терапии предполагает замену дефектного участка ДНК человека на здоровую копию, что предотвращает развитие врожденных заболеваний.
  • Искусственное разведение белков. Фармацевтическая промышленность получает многие из своих белков и медицинских веществ путем генетического изменения бактерий и дрожжей грибов ), таких как Saccharomyces cerevisiae. Эти живые существа генетически запрограммированы на производство огромного количества органических соединений, таких как хитиназа человека или проинсулин человека.
  • Разведение улучшенных видов животных. Для борьбы с голодом или просто для максимального увеличения производства определенных растительных или животных продуктов питания, геномы крупного рогатого скота, свиней и даже съедобных рыб были изменены, чтобы заставить их давать больше молока или просто быстрее расти.
  • Семена генетически модифицированных продуктов питания. Аналогичным образом, плодовые растения, овощи или фрукты подвергаются генетическим изменениям, чтобы сделать их более прибыльными и максимально увеличить их производство: культуры, которые лучше переносят засуху, защищаются от вредителей, производят более крупные плоды или плоды с меньшим количеством семян, или просто плоды, которые созревают медленнее и поэтому имеют больше времени для транспортировки к потребителю без повреждений.
  • Разработка рекомбинантных вакцин. Многие современные вакцины, например, та, которая защищает нас от гепатита В, получены с помощью методов генетических манипуляций, при которых генетическое содержание патогена изменяется, чтобы затруднить или предотвратить его размножение, так что они не могут вызвать болезнь, но позволяют иммунной системе подготовить защиту против будущих реальных инфекций. Это также позволяет выделять специфические гены для введения в организм человека и таким образом приобретать иммунитет против различных заболеваний.

Преимущества и недостатки генетических манипуляций

Как мы видели, генная инженерия позволяет выполнять задачи, которые раньше были немыслимы, благодаря глубокому пониманию ключевых механизмов жизни. Таким образом, среди его преимуществ можно выделить:
Массовое и быстрое производство незаменимых биохимических веществ , способных бороться с болезнями и улучшать здоровье человечества. Это относится к лекарствам, вакцинам и другим соединениям.

  • Возможность значительного улучшения пищевой промышленности и борьбы с голодом и недоеданием в мире, благодаря культурам, которые более устойчивы к климату или дают более питательные и крупные плоды.
  • Возможность исправления генетических дефектов , вызывающих заболевания, с помощью целенаправленного редактирования генов.

Однако к его недостаткам относятся:

  • Они связаны с этическими и моральными дилеммами, которые заставляют нас переосмыслить место человека в порядке вещей, поскольку ошибка в генетических манипуляциях может погубить целый вид или привести к экологической катастрофе.
  • Улучшенные виды конкурируют, имея преимущество перед естественными видами , так что они начинают заменять их, обедняя генетическое разнообразие видов, поскольку, например, одни и те же улучшенные семена используются для выращивания культур в разных географических точках мира.
  • Долгосрочный эффект от употребления генно-инженерных продуктов в человеческой популяции неизвестен, поэтому в дальнейшем могут возникнуть непредвиденные осложнения.

Этические аспекты генетических манипуляций

Генетические манипуляции могут иметь непредвиденные последствия для людей и других видов.

Как и любое научное занятие, генетические манипуляции аморальны, т.е. они обладают как полезными, так и, возможно, вредными свойствами, в зависимости от того, как мы их используем. Это подразумевает необходимые этические дебаты относительно вмешательства человека в природу на таких глубоких и необратимых уровнях, которые передаются со временем от одного поколения к другому

Одна из таких дилемм касается пределов вмешательства человека в биологическое функционирование видов. Должно ли благополучие человечества, или, что еще хуже, благополучие пищевой промышленности или глобальной капиталистической системы , стоять выше благополучия животных или растений? Стоит ли обеднять генетическое наследие единственной известной планеты с жизнью , чтобы производить более прибыльные культуры?

К этому следует добавить возможность порождать, сознательно или случайно, новые виды живых существ, особенно микроорганизмов. Насколько мы уверены, что не создаем патогены, способные причинить глобальные страдания не только людям, но и другим видам?

Наконец, есть и человеческий аспект. Насколько сильно мы как вид должны вмешиваться в свой геном? Лечение болезней и врожденных дефектов – цель похвальная, но заслуживающая пристального внимания, поскольку она опасно близка к улучшению вида

Последнее может привести к многочисленным недостаткам в будущем, от непредвиденных болезней, передающихся будущим поколениям, до обществ, основанных на генетической дискриминации , о чем неоднократно предупреждала научная фантастика

Правовые аспекты генетических манипуляций

После понимания этической дилеммы, которую представляет собой генная инженерия, становится понятной необходимость создания специальной правовой базы по этому вопросу, которая обеспечит не только защиту окружающей среды, но и достоинство человеческой жизни, настоящей и будущей

Большинство этих правовых и этических кодексов стремятся провести границу между терапевтическим – борьба с болезнями и борьба за улучшение качества жизни людей – и идеологическим, эстетическим или политическим. Очевидно, что эти правовые положения варьируются в зависимости от законодательной базы каждой страны

Однако такие действия, как клонирование человека , введение наследственных признаков в геном и прямое лечение эмбриона в целях, отличных от строго медицинских, запрещены и считаются аморальными и опасными для человечества, в соответствии с положениями Всеобщей декларации о геноме человека и правах человека ООН ) и Международного комитета по биоэтике ЮНЕСКО

Несмотря на это, раздаются голоса, требующие от этих многосторонних организаций более решительных и четких заявлений по данному вопросу, особенно после того, как в 2012 году в Китае родились первые человеческие девочки-близнецы, свободные от какого-либо риска ВИЧ-инфекции, благодаря применению – абсолютно незаконному – метода CRISPR в их эмбрионах. Другими словами, первые два генетически отредактированных человека

Михаил Морозов

Михаил Морозов

Окончил факультет журналистики МГУ. Ещё во время учёбы в вузе стал публиковаться в «Новой газете». Кроме литературной работы, профессионально занимался фотографией.

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий