ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, генетическая инженерия — раздел молекулярной биологии, связанный с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов с помощью генетических и биохимических методов. Г.и. открывает новые (не всегда бесспорные) пути решения проблем генетики, медицины, сельского хозяйства, биотехнологии. См. также Клонирование. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ — см. Мутации.[ ...]
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — совокупность приемов, методов и технологий, в т. ч. технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществления манипуляций с генами и введению их в другие организмы. На применении методов Г. и. основана ген-но-инженерная деятельность. Г. и. регулируется Законом о государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности.[ ...]
ГЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ — деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов.[ ...]
Генная инженерия оказалась очень перспективной для медицины, прежде всего, в создании новых технологий получения физиологически активных белков, используемых в качестве лекарств (инсулин, соматостатин, интерфероны, соматотропин и другие). Инсулин используют для лечения больных диабетом, который стоит на третьем месте (после болезней сердца и рака) по частоте вызываемых смертельных случаев. Мировая потребность инсулина составляет несколько десятков килограммов. Традиционно его получают из панкреатических желез свиней и коров, но гормоны этих животных слегка отличаются от инсулина человека. Инсулин свиней различается по одной аминокислоте, а коровий — по трем. Считают, что инсулин животных часто вызывает побочные эффекты. Хотя химический синтез инсулина осуществлен давно, но до сих пор промышленное производство гормона оставалось очень дорогим. Сейчас получают дешевый инсулин с помощью генно-инженерного метода путем химико-ферментативного синтеза гена инсулина с последующим введением этого гена в кишечную палочку, которая затем синтезирует гормон. Такой инсулин более «биологичен , т. к. химически идентичен инсулину, вырабатываемому клетками поджелудочной железы человека.[ ...]
Генная инженерия грибов прогрессировала не так быстро, как бактерий и вирусов. Тем не менее последние исследования позволяют ученым использовать генную инженерию для лучшего понимания отношений между генетикой, биохимией и физиологией грибов. Это, в свою очередь, приведет к созданию лучших продуктов и большему интересу к этой многосторонней группе организмов.[ ...]
Генная инженерия и клонирование, негативная евгеника и новейшие разработки в области криогеники, жизнь после смерти, удивительные способности человеческого разума, а также глобальных информационных сетей, полей, пространств и возможности их использования во благо себе и человечеству — основные темы книг, цепь которых — сделать доступной для каждого «серьезную» науку.[ ...]
Генная инженерия — методология конструкции и реконструкции молекул ДНК.[ ...]
Работы по генной инженерии плодотворно ведутся в институтах АН СССР, ВАСХНИЛ, ВИЖ, ВНИИРГЖ, MBA имени К. И. Скрябина.[ ...]
Клонирование генов, расположенных в плазмидах по очевидным причинам не представляет сколь-нибудь значительных методических трудностей. В свете сказанного понятен тот факт, что на первых порах клонированию подвергались в основном гены с плазмидной локализацией. Сложнее обстоит дело в случае хромосомных генов. Для конструирования банка рекомбинантных плазмид применяется типичный арсенал известных методов генной инженерии, который в случае клонирования генов гт не имеет какой-то специфики. Специфика заключается в методах отбора искомых клонов, выборе реципиентных штаммов и векторов для клонирования.[ ...]
Генетическая (генная) инженерия — совокупность методов, позволяющих искусственно конструировать молекулы наследственного материала—дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Генетическая инженерия — перспективный раздел биотехнологии, который дает возможность вносить в клетку гены из любого другого организма (включая и гены человека).[ ...]
Важной задачей генной инженерии являются поиски путей обеспечения растений генами, контролирующими сроки цветения. Такие гены должны контролировать цветение растений лишь в определенное время года, что позволит уменьшить зависимость земледелия от климатических и метеорологических факторов. Этот вопрос решают введением генов от быстрозацветающих растений в клетки растений, зацветающих в более поздние сроки. Например, установлено, что введение генов, контролирующих цветение растений АгаЫс1орз1з, в клетки осины сопровождалось развитием трансгенных осин, зацветающих в 7-месячном возрасте. Осины обычно зацветают лишь в 8-летнем возрасте. Известно, что некоторые растения содержат гены резистентности (11-гены), которые обеспечивают их устойчивость к вирусам, бактериям или грибам, являющимся возбудителями болезней растений. Эти гены кодируют в растениях рецепторные белки. Связываясь с продуктами генов, обеспечивающими патогенность микроорганизмов, 11-контролиру-емые рецепторные белки включают в действие факторы защиты растений. Однако естественной защиты недостаточно во всех случаях для предупреждения болезней культивируемых растений. Поэтому не меньший интерес представляют также генно-инженерные разработки с целью создания растений с повышенной устойчивостью к заболеваниям. Как известно, ресурсы пахотных земель в мире давно исчерпаны, а сейчас даже уменьшаются в связи с деятельностью человека. Между тем одну треть земной поверхности составляют пустыни, полупустыни и сухие саванны. Оскудение ресурсов и рост народонаселения заставляет искать новые сорта и виды сельскохозяйственных растений, которые можно было бы культивировать в пустыне, орошаемой морской водой (неопреснен-ной). Поэтому уже давно ведутся работы, направленные на создание растений — галофитов, способных использовать морскую воду, или растений с меньшей потребностью в воде, когда их культивирование не связано с орошением.[ ...]
Основные задачи генной инженерии в тех технологиях лекарственных веществ, в которых продуцентами лекарств являются микроорганизмы, определяются необходимостью генно-инженерной реконструкции последних с целью повышения их активности. В то же время началась реализация идеи создания лекарств в виде малых молекул, что способствует их большей эффективности.[ ...]
Используя методы генной инженерии, экстракорпорального оплодотворения, суррогатного вынашивания, диагностики, которую можно осуществлять не только в дородовый период, но и до зачатия, человек все больше и больше начинает как бы “изготовлять” эмбрионы, зародыши и детей “по заказу” - то есть ориентируясь на получение детей с определенными желательными для родителей (а, может быть, и для властвующих элит) генетическими свойствами.[ ...]
Наряду с методами генной инженерии важное научно-практическое значение приобрели сейчас методы клеточной н хромосомной инженерии, позволяющие ускорить селекционный процесс п поднять его эффективность.[ ...]
См. Акклиматизация, генная инженерия, культурные растения.[ ...]
Однако генетическая инженерия — это превращение генетического материала, которое в природе отсутствует. Следовательно, продукты генной инженерии — это абсолютно новые продукты, не существующие в природе. Поэтому она сама по себе из-за неизвестности ее продуктов таит опасность как для природы и среды обитания, так и для персонала, работающего в лабораториях, где используют методы генетической инженерии или работают со структурами, созданными в ходе генно-инженерных работ.[ ...]
В рамках генетической инженерии различают геиную инженерию и клеточную инженерию. Под генной инженерией понимают манипуляции с целью создания рекомбинантных молекул ДНК. Часто эту методологию называют молекулярным клонированием, клонированием генов, технологией рекомбинантных ДНК или просто генетическими манипуляциями. Важно подчеркнуть, что объектом генной инженерии являются молекулы ДНК, отдельные гены. Напротив, под клеточной инженерией понимают генетические манипуляции с изолированными отдельными клетками или группами клеток растений и животных.[ ...]
Изучение регуляции экспрессии генов rm имеет свою специфику, выражающуюся в том, что, как уже отмечалось, исследуемая проблема в основном решается применением методов генной инженерии — клонирования соответствующих генов. Поэтому при интерпретации полученных результатов следует не упускать из виду, что формулируемые выводы относятся к регуляции экспрессии именно в новом для генов rm хозяине, а не к исходным клеткам (природном источнике клонированных генов). В связи с этим исследуемая проблема вынужденно во многом сводится к вопросам гетерологической, а учитывая специфику систем RM, и скоординированной экспрессии генов rm, что, понятно, не всегда отражает процессы происходящие в природном продуценте клонированных геиов. Эти замечания, очевидно, не относятся к переносу генов rm между штаммами одного вида.[ ...]
Новейшие представления о тонком строении генов нашли отражение в созданных с помощью молекулярно-генетических методов физических, генетических и цитологических картах геномов растений и животных ряда видов, а также человека. Достоверность представлений о размерах и молекулярной организации генов полностью подтверждена данными генной инженерии.[ ...]
КЛОНИРОВАНИЕ [от гр. klon отпрыск, ветвь] — метод генной инженерии: получение особей путем бесполого размножения из одной клетки (как правило, не половой) с применением клеточной культуры. КЛЮЧЕВОЙ (тестовый) УЧАСТОК — часть территории к.-л. ранга, выбранная в качестве эталона и используемая для проведения детального исследования основных свойств компонентов, их взаимосвязи и взаимодействия [57]. Полученные детальные описания по К.у. рассматриваются как репрезентативные для территории в целом.[ ...]
В Законе даны основные термины и понятия, такие как генная инженерия, генно-инженерная деятельность, защита биологическая, защита физическая и т. п. Закон перечисляет виды работ и услуг, осуществляемых в области генно-инженерной деятельнбсти, подлежащие обязательному лицензированию — генетические манипуляции на молекулярном и клеточном уровне; испытания генно-инженерно-модифицированных организмов и их выпуск в окружающую среду; производство препаратов с применением генно-инженерно-модифицированных организмов, их хранение, захоронение и уничтожение; утилизация отпходов генно-ин-женерной деятельности; деятельность, связанная с генно-инженерными технологиями, и др.[ ...]
Рестриктазы — это абсолютно необходимый инструмент в генной инженерии для вырезания интересующих фрагментов (генов) из больших молекул ДНК. Поскольку известно более 100 ферментов рестрикции, то это позволяет выбор рестриктаз и селективное вырезание фрагментов из исходной ДНК.[ ...]
Последние достижения науки связаны с разработкой технологии генной инженерии, заключающейся в получении специфических генов (отрезков ДНК) одного вида и введении их другому виду непосредственно без скрещивания. Это позволяет гибридизировать любые виды, не только близкородственные, и потому вызывает серьезные споры из-за непредсказуемости конечных результатов такого радикального вмешательства в генофонды живых существ.[ ...]
С нашей точки зрения в первую очередь штаммы, полученные методами генной инженерии, могут быть использованы для нитрификации. Быть может, удастся либо снизить среднее время генерации нитрифицирующих микроорганизмов, либо использовать в качестве нитрификаторов более быстрорастущие виды бактерий и тем самым снизить минимальный возраст ила (при полной нитрификации) до двух дней.[ ...]
Пятая книга регулирует деятельность в сфере химических веществ отходов, генной инженерии, естественных рисков, промышленных сооружений, акустических нарушений (шума). При этом безопасные исследования, предупреждение несчастных случаев и борьба с ними, химикалии и отходы относятся также и к объектам регулирования в области промышленного права.[ ...]
Определение локализации, физической структуры и способов функционирования генов, ответственных за возникновение тех или иных генетических нарушений человека, открывает возможности для исправления наследственного материала методами генной инженерии.[ ...]
Новая экологическая опасность создается в связи с развитием биотехнологии и генной инженерии. При несоблюдении санитарных норм возможно попадание из лаборатории или завода в природную среду микроорганизмов и биологических веществ, оказывающих весьма вредное воздействие на здоровье человека и его генофонд.[ ...]
Учитывая быстрый прогресс в конструировании продуцентов рестриктаз методами генной инженерии, использование которых позволяет выделить необходимые количества целевого белка и установить его первичную структуру, а также большой интерес к исследованию механизмов специфического белок-нуклеинового взаимодействия, следует предположить, что в ближайшее время появятся новые работы, посвященные изучению обсуждаемого вопроса. В результате будет получен ответ на вопрос о существовании или отсутствии универсального специфического кода узнавания (взаимодействия) между белком и ДНК. Выявление такого кода способствовало бы конструированию рестриктаз заданной специфичности методами белковой инженерии.[ ...]
Существенная опасность для сохранения генетического стандарта вида связана с развитием генной инженерии - переносом генетического материала путем встраивания в плазмиды. Первые практические применения этого метода - получение трансгенных животных, обладающих ускоренным ростом и увеличенными размерами, что многим представляется перспективным для животноводства, создание гибридов для синтеза гормонов и других физиологически активных соединений. Создается реальная опасность загрязнения генетического фонда планеты искусственно создаваемым генетическим материалом и возможность его встраивания в геном существующих видов. Пока трудно оценить степень опасности этих процессов для генофонда, но контроль за ними станет невозможен, если не будет сохранен «генетический стандарт» видов «дорекомбинантной эры».[ ...]
Решающее прямое доказательство генетической рюли ДНК было обеспечено разработкой методов генной инженерии, создавшей возможность конструирования рекомбинантных молекул ДНК с заданными свойствами. К настоящему времени возможности генной инженерии показаны на примере клонирования многих генов самых различных организмов. Что касается косвенных доказательств, то они известны очень давно и их несколько. Для ДНК характерна специфичность локализации в клетках, поскольку она обнаруживается только в ядрах клеток (хромосомах), митохондриях (у животных) и хлоропластах (у растений). У многих микроорганизмов ДНК локализована только в ядерной области (нуклеоиде) или в цитоплазме в виде плазмид. Для организмов каждого вида характерно определенное количество ДНК на клетку (табл. 10).[ ...]
Известны также виды бактерий, являющиеся продуцентами антибиотиков. Бактерии используют в генной инженерии для клонирования и поддержания в них векторных молекул ДНК (плазмид) и гибридных молекул ДНК (см. раздел VI).[ ...]
Американскими учеными Ч. Гассером и Р. Фрейли (1992) разработана новейшая методика по доставке генов в клетки организмов с помощью металлических частиц из вольфрама и золота (диаметром около 1—2 мкм), используя ДНК-пушки. Этот перенос генов позволяет получить новые организмы, весьма устойчивые к болезням и вредителям. В последние годы благодаря генной инженерии созданы около 50 видов трансгенных культурных растений, устойчивых к гербицидам (хлопчатник), к насекомым-вредителям (картофель, кукуруза, овощные культуры), мало подверженных порче (помидоры, малина и др.). Уже получены гены, с помощью которых возможно не только увеличить сроки хранения собранных фруктов, но и повысить их питательную ценность (с увеличенным содержанием крахмала, ферментов).[ ...]
Технологии будущего смогут широко использовать штаммы микроорганизмов, полученные методами генной инженерии. В связи с этим освещаются успехи биотехнологии, достигнутые в работе с микроорганизмами, участвующими в биодеградации ароматических соединений, и трудности, вызванные плохоразру-шающимися ксенобиотиками. Также рассматриваются биологическая борьба с вредителями и биологическая фиксация азота. В последней, теоретической главе оцениваются возможности биотехнологии и ее роль в природоохранных технологиях.[ ...]
ДНК (исходная и векторная), ферменты, клетки, в которых клонируют ДНК — все это называют «инструментами генной инженерии.[ ...]
Следуя принципу «направления», выведение новых сортов растений методами селекции разрешается, а методами генной инженерии - нет. Напомним, что по ряду оценок генетически измененные организмы получают самые высокие оценки степени риска в отношении воздействия на экосистемы, даже сравнительно с воздействием радиации. В этом отношении дискуссия о значении терминов и понятий Н.Н.Моисеева (1998) и В.КДанилова-Данильяна (1998) - это очень важная дискуссия по существу изначальных и априорных основ стратегии, а вовсе не лингвистические упражнения, оторванные от жизни.[ ...]
В последующем эти одноцепочечные ДНК превращают в двухцепочечные ДНК. Считают, что кДНК содержит непрерывные нуклеотидные последовательности (транскрибируемые и транслируемые). Именно кДНК используют для рестрикции.[ ...]
Генетические особенности штамма - в процессе селекции штамм не подвергался воздействию мутагенных факторов и методов генной инженерии.[ ...]
За последние годы в целях защиты растений и животных от вредителей начинают разрабатывать новые методы,связанные с так называемой «генной инженерией». Эти методы основаны на выделении генов и переносе их из одних организмов в другие. При этом учитываются исследования по генетике клетки, по происхождению и генному составу хромосом некоторых видов культурных растений, в частности пшеницы. Применяя «генную инженерию», можно создать »овые свойства у растений и животных, в частности иммунные к вредителям и болезням.[ ...]
Способность культур к детоксикации усиливается путем их адаптации к пестицидам, а также в результате химического мутагенеза. Методами генной инженерии производят микроорганизмы-мутанты, способные эффективно разрушать ксенобиотики. Кроме того, не следует сбрасывать со счета самоочищение почв в результате деградации пестицидов различными путями: чисто химическое разрушение, фотоокисление, вымывание, улетучивание, детоксикация при участии животных и растений. Однако основным процессом биодеградации пестицидов является микробиологическое разложение и трансформация.[ ...]
Общие положения. Лазерные системы, являясь продуктом созидательной деятельности человека, помимо широчайшего научно-технического и промышленного применения имеют чрезвычайно разнообразное применение в медицине, биологии, биотехнологии, генной инженерии и т.п. Воздействие лазерного излучения на человека, живой организм, живую клетку многолико и противоречиво. С одной стороны, осторожное, продуманное использование лазерного излучения дает возможность получить много нового, неожиданного, полезного. В настоящее время лазерное излучение используется и как хирургический нож для удаления злокачественных опухолей и других образований, и как тонкий инструмент в микрохирургии глаза, и как целительный луч для лечения самых разнообразных заболеваний сердца, печени, вегетативно-сосудистой системы, пищеварительного тракта и т. д.[ ...]
Развитие медицинской науки, прогресс биотехнологии приводят к расширению возможностей медицины и вместе с тем к появлению новых проблем, таких как использование новых репродуктивных технологий; отключение средств, поддерживающих жизненные процессы в организме; использование достижений генной инженерии и т.п. Все это непосредственно затрагивает права граждан, в том числе пациентов и испытуемых.[ ...]
Сохранение биологического разнообразия. В настоящее время из-за деградации природной среды, загрязнения, разрушения биоценозов биосфера ежегодно теряет 10—15 тыс. биологических видов, преимущественно простейших организмов. Быстрая утрата генетических ресурсов происходит как раз в то время, когда благодаря достижениям микробиологии, генетики, молекулярной биологии, генной инженерии существенно расширились возможности использования различных новых микроорганизмов и другого генетического материала для биохимических процессов, биотехнологии, получения ценных препаратов. Перспективы этих отраслей применительно к задачам медицины и сельского хозяйства огромны.[ ...]
Влияние фактора предшествующей истории несчастных случаев заключается в том, что риск деятельности, в ходе развития которой не было ни крупных аварий (катастроф), ни даже сравнительно мелких несчастных случаев, воспринимается как малосущественный. Наоборот, если в истории производства или иной деятельности были как небольшие аварии, так и катастрофы, то риск воспринимается как весьма серьезный. Так, новая отрасль технологии — генная инженерия — имеет совсем короткую историю, в ней еще нет никаких фатальных происшествий. Поэтому люди не относят ее риск к разряду важных (хотя на самом деле это может быть неверным). История ядерной энергетики включает, как известно, несколько очень крупных аварий, следствием этого является подчеркнутое восприятие ее риска.[ ...]
В решениях XXVI и XXVII съездов КПСС особое внимание уделено развитию биотехнологии как одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства. Основными направлениями...» предусмотрено: «Перейти на индустриальные интенсивные технологии в растениеводстве и животноводстве, широко использовать методы биотехнологии и генной инженерии».[ ...]
Количественных данных о содержании целевых ферментов при пересчете на гомогенный белок в биомассе продуцентов рестриктаз мало [13, 29, 58, 138, 140, 152, 196, 254]. В исследованных немногочисленных случаях эти значения приблизительно равны (мкг/г сырой биомассы продуцента): 6 — Bsu I [58], 44 — Bsp I [283], 45 — Mva I [29] и 68 — Bcn I [196]. По этому показателю их превосходит только EcoR II, Hha II, PaeR7, EcoR V и Taq I. Сверхсинтез этих ферментов был достигнут благодаря успешному применению для конструирования продуцента методов генной инженерии [13, 34, 80, 140, 154, 272].[ ...]
Недавно появилось сообщение о необычном симбиозе, в котором участвует корабельный червь (Lyrodus pedicella-tus). Несмотря на общепринятое название, это животное относится к моллюскам; в прошлом он был бичом деревянного судострои-тельства. Моллюск просверливает древесину, а для переваривания целлюлозы использует неизвестные до недавнего времени колонии бактерий. Эти симбиотические микроорганизмы живут в специальных железах, соединяющих жабры моллюска с его пищеводом. Из пищеварительного тракта моллюска бактерии получают целлюлазу; кроме того, они получают другой ресурс— растворенный молекулярный азот из протекающей через жабры воды. Удивительно то, что эти бактерии одновременно переваривают целлюлозу и связывают азот. На рис. 11.14 показан рост изолированной популяции бактерий при наличии целлюлозы, но в отсутствие каких-либо других источников азота, кроме молекул, попадающих в раствор из атмосферы. Специалисты по генной инженерии были бы в восторге, если бы им удалось создать такой организм, который мог бы превращать целлюлозу в высококачественный белок.[ ...]