مهندسی ژنتیک

Wikipedia materials - دانشنامه آزاد

مهندسی ژنتیک ترکیبی از پذیرش، روش ها و فن آوری ها برای به دست آوردن RNA نوترکیب و DNA، ژن های ژن های بدن (سلول ها)، انجام دستکاری ها با ژنها و معرفی آنها به سایر ارگانیسم ها است.

مهندسی ژنتیک علم به معنای وسیع نیست، بلکه یک ابزار بیوتکنولوژی است، با استفاده از مطالعات چنین علوم زیستی، مانند زیست شناسی مولکولی و سلولی، سیتولوژی، ژنتیک، میکروبیولوژی، ویروس شناسی.

1 ارزش اقتصادی

2 تاریخ توسعه و تکنولوژی به دست آمده است

3 برنامه در تحقیقات علمی

مهندسی ژنتیک 4 مرد

5 یادداشت

7 ادبیات

اهمیت اقتصادی

مهندسی ژنتیک برای به دست آوردن ویژگی های مورد نظر یک ارگانیزم متغیر یا ژنتیکی اصلاح شده استفاده می شود. بر خلاف انتخاب سنتی، که طی آن ژنوتیپ به طور غیر مستقیم تغییر می کند، مهندسی ژنتیک به شما امکان می دهد به طور مستقیم در دستگاه ژنتیکی با استفاده از تکنیک کلونینگ مولکولی دخالت کنید. نمونه هایی از استفاده از مهندسی ژنتیک، تولید محصولات زراعی جدید ژنتیکی، تولید انسولین انسانی با استفاده از باکتری های ژنتیکی، تولید اریتروپویتین در کشت سلولی یا نژادهای جدید موش های تجربی برای تحقیقات علمی است.

اساس صنعت میکروبیولوژیک، بیوسنتز یک سلول باکتریایی است. سلول های لازم برای تولید صنعتی بر روی ویژگی های خاص انتخاب شده اند، مهمترین آنها توانایی تولید، تولید، با بالاترین مقدار ممکن، یک ترکیب خاص - اسید آمینه یا آنتی بیوتیک، هورمون استروئیدی یا اسید آلی است. گاهی اوقات لازم است که یک میکروارگانیسم را قادر به استفاده از روغن یا فاضلاب به عنوان "غذا" یا فرآیند آنها به زیست توده یا حتی مناسب برای پروتئین مکمل های خوراکی داشته باشیم. گاهی اوقات ما به ارگانیسم هایی نیاز داریم که می توانند در دمای بالا یا در حضور مواد، بدون قید و شرط مرگ و میر برای سایر انواع میکروارگانیسم ها رشد کنند.

وظیفه به دست آوردن چنین سویه های صنعتی بسیار مهم است، تکنیک های متعددی از نفوذ فعال بر روی سلول برای اصلاح و انتخاب آنها - از پردازش سموم بسیار فعال قبل از قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو، توسعه یافته است. هدف این تکنیک ها یکی است - برای دستیابی به تغییرات در دستگاه ارثی، ژنتیکی سلول. نتیجه آنها این است که به دست آوردن میکروب های متعدد، از صدها و هزاران نفر از آنها دانشمندان سعی در انتخاب مناسب برای یک هدف یا دیگری را انتخاب کنید. ایجاد تکنیک های موتاژنز شیمیایی یا تابش یک دستاورد برجسته زیست شناسی بود و به طور گسترده ای در بیوتکنولوژی مدرن استفاده می شود.

اما توانایی آنها محدود به ماهیت میکروارگانیسم ها است. آنها قادر به سنتز تعدادی از مواد با ارزش هستند که در گیاهان انباشته می شوند، عمدتا در پزشکی و ضروری کافی است. مواد نمی توانند سنتز شوند، بسیار مهم برای حیوانات و زندگی انسان، تعدادی از آنزیم ها، هورمون های پپتید، پروتئین های ایمنی، اینترفرون ها و بسیاری از ترکیبات به سادگی مرتب شده اند که در گیاهان و انسان ها سنتز می شوند. البته، امکانات میکروارگانیسم ها بسیار دور از خسته شدن است. از تمام فراوانی میکروارگانیسم های مورد استفاده توسط علم و به ویژه صنعت، تنها سهم ناچیز است. به منظور انتخاب میکروارگانیسم ها، باکتری های آناروبا، قادر به زندگی در غیاب اکسیژن، فتوتروف ها با استفاده از انرژی نور مانند گیاهان، شیمواتوتروپروفی، باکتری های ترموفیل، قادر به زندگی در دمای، به تازگی معلوم شد، حدود 110 درجه C، و دیگران.

با این وجود، محدودیت های "مواد طبیعی" واضح است. به دست آوردن محدودیت ها و تلاش برای کمک به کشت سلول ها و بافت های گیاهی و حیوانات تلاش کنید. این یک مسیر بسیار مهم و امیدوار کننده است که همچنین در بیوتکنولوژی اجرا می شود. در طول چند دهه گذشته، دانشمندان روش هایی را ایجاد کرده اند که سلول های فردی گیاه یا حیوان می توانند به طور جداگانه از بدن به عنوان سلول های باکتری رشد کنند و به طور جداگانه رشد کنند. این یک دستاورد مهم بود - کشت سلول های حاصل شده برای آزمایش ها و تولید صنعتی برخی از مواد مورد استفاده قرار می گیرند که نمی توان با استفاده از محصولات باکتریایی بدست آورد.

[ویرایش]

تاریخچه توسعه و تکنولوژی به دست آمده است

در نیمه دوم قرن بیستم، چندین اکتشاف و اختراعات مهم مهندسی ژنتیک ساخته شد. تلاش های چند ساله برای "خواندن" اطلاعات بیولوژیکی که "ضبط شده" در ژن ها با موفقیت انجام شد، با موفقیت انجام شد. این کار توسط دانشمند انگلیسی F. Senger و دانشمند آمریکایی U. Gilbert (جایزه نوبل شیمی 1980) راه اندازی شد. همانطور که می دانید، ژنها شامل دستورالعمل های اطلاعاتی برای سنتز در بدن مولکول های RNA و پروتئین ها، از جمله آنزیم ها هستند. برای مجبور کردن سلول به سنتز مواد جدید و غیر معمول برای آن، لازم است که مجموعه های مربوطه آنزیم ها سنتز شوند. و برای این که شما نیاز دارید یا هدفمند ژنهای آن را تغییر دهید یا ژنهای جدیدی را که قبلا از دست رفته اند معرفی کنید. تغییرات در ژن های سلولی زنده جهش می کند. آنها تحت عمل جراحی قرار می گیرند، به عنوان مثال، جهش ها - سموم شیمیایی یا تابش. اما چنین تغییراتی را نمی توان تحت نظارت یا هدایت کرد. بنابراین، دانشمندان تلاش های خود را برای تلاش برای توسعه روش هایی برای معرفی ژن های جدید و کاملا تعریف شده که به افراد به یک سلول نیاز داشتند متمرکز کردند.

مراحل اصلی راه حل کار مهندسی ژنتیکی به شرح زیر است:

1. گرفتن یک ژن جداگانه.

2. معرفی یک ژن به یک بردار برای انتقال به بدن.

3. انتقال یک بردار با یک ژن به یک ارگانیسم قابل تغییر.

4. تبدیل سلول های ارگانیسم.

5. انتخاب ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMOs) و از بین بردن کسانی که با موفقیت اصلاح نشد.

فرآیند سنتز ژن در حال حاضر بسیار خوب طراحی شده و حتی عمدتا به صورت خودکار طراحی شده است. دستگاه های خاص مجهز به یک کامپیوتر در حافظه وجود دارد که برنامه های سنتز توالی های مختلف نوکلئوتید گذاشته شده است. چنین دستگاهی که بخش های DNA را تا 100-120 پایه نیتروژن (Oligonucleotides) سنتز می کند. او گسترش تکنیک را دریافت کرد، که اجازه می دهد تا برای سنتز DNA، از جمله یک واکنش زنجیره ای جهش یافته، استفاده شود. آنزیم پایدار حرارتی، DNA پلیمراز، در آن برای سنتز ماتریس DNA استفاده می شود، به عنوان دانه ای که از قطعات مصنوعی سنتز شده از اسید نوکلئیک استفاده می شود - oligonucleotides. آنزیم ترانسپراطاز معکوس اجازه می دهد تا با استفاده از چنین بذرها (آغازگرها) به سنتز DNA بر روی ماتریس RNA از سلول های RNA. سنتز شده در این روش DNA مکمل (RNA) یا cDNA نامیده می شود. جدا شده، ژن "شیمیایی تمیز" نیز می تواند از کتابخانه فاژ بدست آید. این نام آماده سازی باکتریوفاژ است که در آن قطعات تصادفی از ژنوم یا cDNA توسط Fagom با تمام DNA آن تولید می شود.

برای ادغام ژن در بردار، استفاده از آنزیم ها - تناسب اندام ها و لیگاز ها، که همچنین یک ابزار مفید مهندسی ژن هستند. با استفاده از ژن Restrictasis و بردار را می توان به قطعات برش داد. با کمک لیگازها، چنین قطعه ای می تواند "چسب" باشد، برای اتصال به یک ترکیب متفاوت، ساخت یک ژن جدید یا وارد شدن به آن به بردار. برای افتتاح محدودیت ها Verner Arber، دانیل ناتان و همیلتون اسمیت نیز جایزه نوبل را به دست آوردند (1978).

تکنیک معرفی ژنهای در باکتری ها پس از آنکه فردریک گریفیتی پدیده ای از تغییرات باکتری را کشف کرد، طراحی شد. اساس این پدیده یک فرآیند اولیه جنسی است که در باکتری ها با تبادل قطعات کوچک DNA غیر کروموزومی، پلاسمید ها همراه است. فن آوری های پلاسمید پایه معرفی ژنهای مصنوعی به سلول های باکتریایی را تشکیل می دهند.

مشکلات قابل توجهی با معرفی یک ژن به پایان رسید در دستگاه ارثی گیاهان و سلول های حیوانی همراه بود. با این حال، در طبیعت، مواردی وجود دارد که DNA خارجی (ویروس یا باکتریوفاژ) در دستگاه ژنتیک سلول گنجانده شده و با استفاده از مکانیسم های مبادله آن شروع به تولید پروتئین "آن" می کند. دانشمندان ویژگی های معرفی DNA بیگانه را مورد بررسی قرار دادند و به عنوان اصل معرفی مواد ژنتیکی به سلول استفاده می کردند. این فرآیند ترانسفکشن نامیده شد.

اگر ارگانیسم های یک سلولی یا کشت سلول های چند سلولی تحت تغییرات قرار گیرند، پس در این مرحله، کلونینگ آغاز می شود، I.E. انتخاب این موجودات و فرزندان آنها (کلون ها) که تحت تغییرات قرار گرفته اند. هنگامی که مشکل برای به دست آوردن ارگانیسم های چند سلولی تنظیم می شود، سلول هایی با ژنوتیپ تغییر یافته برای تولید روزی گیاهان استفاده می شود یا به بلاستوسست های مادر جایگزین هنگامی که به حیوانات می آید معرفی می شود. در نتیجه، جوان با یک ژنوتیپ اصلاح شده یا بدون تغییر متولد شده است، که تنها کسانی که انتظار دارند تغییرات مورد انتظار انتخاب شوند.

کاربرد در تحقیقات علمی

نابود کردن ژنتیک برای مطالعه عملکرد یک ژن یا یک ژن دیگر، از بین بردن ژنتیک می تواند اعمال شود. این نام تکنیک حذف یک یا چند ژن است که اجازه می دهد تا پیامدهای چنین جهش را بررسی کنیم. برای نابود کردن، همان ژن یا قطعه آن سنتز شده است، اصلاح شده به طوری که محصول ژن عملکرد خود را از دست داده است. برای به دست آوردن موشهای نابودی، ساخت و ساز مهندسی ژنتیکی به سلول های بنیادی جنینی معرفی شده و آن را با یک ژن طبیعی جایگزین می کند و سلول های اصلاح شده به بلستوسیست های مادر جایگزین وارد می شوند. در گله میوه، جهش Drosophila در یک جمعیت بزرگ آغاز می شود، که در آن آنها پس از آن به دنبال فرزندان با جهش مورد نظر هستند. یک روش مشابه توسط KnoCut در گیاهان و میکروارگانیسم ها به دست می آید.

بیان مصنوعی افزودن منطقی از ناتوانی، عبارات مصنوعی است، I.E. اضافه کردن یک ژن به بدن، که او قبلا نداشت. این روش مهندسی ژنتیک نیز می تواند برای مطالعه توابع ژن استفاده شود. در اصل، فرایند معرفی ژن های اضافی به شرح زیر است: همانطور که با نابودی، اما ژن های موجود جایگزین نیستند و آسیب نمی بینند.

برچسب محصولات ژنی. استفاده می شود زمانی که وظیفه مطالعه محلی سازی محصول ژن است. یکی از روش های برچسب زدن جایگزینی یک ژن طبیعی به همجوشی با یک عنصر خبرنگار، به عنوان مثال، با ژنوم پروتئین فلورسنت سبز (GRF) است. این پروتئین فلورسنت در نور آبی برای تجسم محصول اصلاح ژن استفاده می شود. اگر چه چنین تجهیزات مناسب و مفید است، عواقب آن ممکن است جزئی یا کامل از دست دادن عملکرد پروتئین مورد مطالعه باشد. پیچیده تر، اگر چه روش بسیار راحت نیست علاوه بر پروتئین مورد مطالعه نه به عنوان oligopeptides بزرگ، که می تواند با استفاده از آنتی بادی های خاص تشخیص داده شود.

بررسی مکانیزم بیان. در چنین آزمایش هایی، این وظیفه بررسی شرایط بیان ژن است. ویژگی های بیان به طور عمده از بخش کوچکی از DNA بستگی دارد، که در مقابل منطقه کدگذاری قرار دارد، که پروموتر نامیده می شود و برای نشان دادن عوامل رونویسی می شود. این منطقه به بدن معرفی شده است، پس از آن، یک گزارش کارتر را پس از آن به جای ژن خود، به عنوان مثال، همان GFP یا آنزیم کاتالیزوری واکنش به خوبی قابل تشخیص است. علاوه بر این، عملکرد پروموتر در بافت های خاص در یک نقطه یا دیگر به خوبی قابل توجه است، چنین آزمایش هایی به شما امکان می دهد که ساختار پروموتر، حذف یا اضافه کردن قطعات DNA به آن را بررسی کنید، و همچنین به طور مصنوعی توابع آن را افزایش دهید.

[ویرایش]

مهندسی ژنتیک

برای استفاده از یک فرد، مهندسی ژنتیک می تواند برای درمان بیماری های ارثی استفاده شود. با این حال، بین درمان بیمار و تغییر ژنوم فرزندان آن، تفاوت معنی داری وجود دارد.

اگر چه در مقیاس کوچک، مهندسی ژنتیک در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرد تا فرصتی برای باردار شدن به زنان با برخی از گونه های ناباروری داشته باشد. برای انجام این کار، از تخم مرغ یک زن سالم استفاده کنید. کودک به عنوان یک نتیجه ژنوتیپ را از یک پدر و دو مادر به ارث می برد. با کمک مهندسی ژنتیک، ممکن است به دست آوردن فرزندان با ظاهر تغییر یافته، توانایی ذهنی و فیزیکی، شخصیت و رفتار تغییر کند. در اصل، شما می توانید تغییرات جدی تر ایجاد کنید، اما در راه چنین تحولاتی، بشریت نیاز به حل بسیاری از مشکلات اخلاقی دارد.

یادداشت

اخبار بی بی سی. news.bbc.co.uk. تأیید شد 2008-04-26

ادبیات

خواننده M.، Berg P. ژن ها و ژنوم. - مسکو، 1998.

استنت، Calindar R. ژنتیک مولکولی. - مسکو، 1981.

Sambrook J.، Fritsch E.F.، Cloning مولکولی ManiaTis T.. - 1989.

مهندسی ژنتیک - این یک منطقه از بیوتکنولوژی است که شامل اقدامات برای بازسازی ژنوتیپ ها می شود. در حال حاضر، مهندسی ژنتیک به شما این امکان را می دهد که ژن های فردی را شامل شود، بنابراین کنترل فعالیت های ارگانیسم ها و همچنین انتقال دستورالعمل های ژنتیکی از یک بدن به دیگری، از جمله انواع دیگر ارگانیسم ها. همانطور که ژنتیک بیشتر به کار ژن ها و پروتئین ها آشنا تر است، به منظور برنامه ریزی ژنوتیپ (اول از همه، انسان)، واقع گرایانه تر می شود، با اثرات بیشتر به هر نتیجه گیری می شود: مانند مقاومت در برابر تابش، توانایی زندگی در آب، توانایی به بازسازی بدن های آسیب دیده و حتی جاودانگی.

اطلاعات ژنتیکی. اطلاعات ژنتیکی (ژن) در یک سلول در کروموزوم ها (در انسان آنها 46) شامل مولکول DNA و بسته بندی پروتئین و همچنین در میتوکندری است. DNA (DEOXYRIBONUCLEIC ACID) یک دنباله ای از نوکلئوتید است که هر کدام از آنها شامل یکی از چهار نیتروژن است. از نقطه نظر کاربردی، DNA شامل تعدادی از بلوک های بلوک (توالی های نوکلئوتیدی) است که مقدار مشخصی از اطلاعات را ذخیره می کند.

این ژن بخشی از مولکول DNA است که حاوی اطلاعات مربوط به ساختار اولیه یک پروتئین واحد است (یک ژن یک پروتئین است). ترکیبی از ژن های ژن ژنوتیپ آن است. تمام سلول های ارگانیسم شامل مجموعه ای از ژنهای مشابه هستند، اما هر یک از آنها توسط بخش های مختلف اطلاعات ذخیره شده اجرا می شود. فقط این ژنها فعال هستند، که برای عملکرد این سلول ضروری است، بنابراین، به عنوان مثال، نورون ها و ویژگی های ساختاری عملکردی و ویژگی های بیولوژیکی از سلول های کبدی متفاوت است.

نقش پروتئین ها در بدن. پروتئین ها مهمترین مولکول ها در هر ارگانیسم زنده، پایه شیمیایی ماده زندگی هستند. توسط تعریف انگلس "زندگی یک راه وجود بدن پروتئین است." پروتئین ها متابولیسم را انجام می دهند (انتقال مواد در بدن) و تحولات انرژی، پایه ساختاری بافت ها را ارائه می دهند، به عنوان کاتالیزورهای واکنش های شیمیایی خدمت می کنند، حفاظت از ارگانیسم ها را از پاتوژن ها، پیام های انتقال فعالیت های بدن را حفظ می کنند. پروتئین های شیمیایی زنجیره ای از اسیدهای آمینه هستند، تازه در فضا به روش خاص. یکی از توابع پروتئین فعال شدن ژن ها است. برخی از ژن ها حاوی قطعات هستند که پروتئین های خاصی را جذب می کنند. اگر چنین پروتئین ها در سلول موجود باشند، آنها به این بخش از ژن می پیوندند و می توانند آن را مجاز یا غیرفعال کنند تا آن را به RNA کپی کنند. حضور یا عدم وجود پروتئین های نظارتی مشابه در سلول تعیین می کند که کدام ژن ها فعال هستند و بنابراین پروتئین های جدید سنتز می شوند. این مکانیسم نظارتی است که تعیین می کند که آیا سلول باید به عنوان عضلانی یا به عنوان یک سلول عصبی عمل کند، یا بخشی از بدن باید در این قسمت از جنین رشد کند. اگر شما به بدن (گیاه، میکروارگانیسم، حیوان یا حتی یک فرد) کمک می کنید، می توانید آن را یک ویژگی مطلوب جدید، که قبل از آن هرگز نداشته باشید، به آن بدهید

مهندسی ژنتیک در سال 1973 آغاز می شود، زمانی که ژنتیک استنلی کوخن و هربرت بوئر یک ژن جدید را در باکتری چوب روده (E. coli) معرفی کرد. از سال 1982، شرکت، ژاپن، بریتانیا و سایر کشورها، تولید انسولین مهندسی ژنتیک را تولید می کند. ژن های کلون شده انسولین انسانی به سلول های باکتریایی وارد شدند، جایی که سنتز هورمون آغاز شد، که سویه های طبیعی میکروبی هرگز سنتز نشود. حدود 200 آماده سازی تشخیصی جدید قبلا به عمل پزشکی معرفی شده اند و بیش از 100 ماده مهندسی ژنتیک مهندسی ژنتیک در مرحله مطالعه بالینی هستند. در میان آنها، مواد مخدر، درمان آرتروز، بیماری های قلبی عروقی، برخی از فرآیندهای تومور و احتمالا حتی ایدز. در میان چند صد شرکت مهندسی ژنتیکی، 60٪ کار بر تولید داروهای دارویی و تشخیصی.

مهندسی ژنتیک در کشاورزی. تا پایان دهه 1980، ممکن بود ژن های جدید را در ده ها گونه گیاهی و حیوانات به منظور ایجاد گیاهان تنباکو با برگ های درخشان، گوجه فرنگی، به راحتی حمل میوه ها، ذرت، مقاوم در برابر آفت کش ها معرفی کنیم. یکی از وظایف مهم این است که گیاهان را به ویروس های مقاوم در برابر ویروس ها بدست آورید، زیرا در حال حاضر هیچ راه دیگری برای مبارزه با عفونت های ویروسی محصولات کشاورزی وجود ندارد. مقدمه ای بر سلول های گیاهی سلول های پروتئین پوسته ویروس، گیاهان را به این ویروس مقاوم می کند. در حال حاضر، گیاهان ترانس ژنیک به دست می آیند، قادر به مقاومت بیش از دوازده عفونت ویروسی مختلف هستند. یکی دیگر از وظایف مربوط به حفاظت از گیاهان از آفات حشرات است. استفاده از حشره کش ها بسیار کارآمد نیست. در آزمایشگاه های مهندسی ژنتیک بلژیک و ایالات متحده، کار با موفقیت انجام شد بر روی معرفی ژنهای Bacillus thuringiensis به سلول های گیاهی انجام شد، که اجازه می دهد تا حشره کش ها از منشاء باکتریایی را تولید کند. این ژن ها به سیب زمینی، گوجه فرنگی و سلول های پنبه معرفی شدند. گیاهان ترانس ژنیک سیب زمینی و گوجه فرنگی مقاوم به یک سوسک کلرادو شکست ناپذیر، گیاهان پنبه ای به مقاوم در برابر حشرات مختلف، از جمله یک پنبه پنبه، مقاوم بودند. استفاده از مهندسی ژنتیک، استفاده از حشره کش ها را به میزان 40-60٪ کاهش داده است. مهندسان ژنتیک گیاهان ترانس ژنیک را با یک دوره طولانی شدن میوه ها به ارمغان آوردند. به عنوان مثال، چنین گوجه فرنگی ها می توانند از قرمز بوش حذف شوند، بدون ترس که آنها در طول حمل و نقل بیش از حد بیش از حد. فهرست گیاهان که روش های مهندسی ژنتیک با موفقیت انجام شده است، حدود پنجاه گونه، از جمله درختان سیب، آلو، انگور، کلم، بادمجان، خیار، گندم، سویا، برنج، چاودار و بسیاری دیگر از گیاهان کشاورزی است.

ژن درمانی انسان

در انسان، فن آوری مهندسی ژنتیک برای اولین بار به درمان Ashanti de Silva، یک دختر چهار ساله مبتلا به یک شکل سنگین از کمبود ایمنی استفاده شد. ژن حاوی دستورالعمل برای تولید پروتئین مصرف آدنوزین (ADA) آسیب دیده است. و بدون پروتئین ADA، گلبول های سفید خون می میرند، که بدن را قبل از ویروس ها و باکتری ها بی دفاع می کند. یک نسخه کار از ژن ADA به سلول های خونی Ashanti با استفاده از یک ویروس اصلاح شده معرفی شد. سلول ها قادر به تولید پروتئین لازم بودند. پس از 6 ماه، مقدار سلول های سفید در بدن دختر به سطح طبیعی افزایش یافت. پس از آن، منطقه ژن درمانی یک انگیزه برای توسعه بیشتر دریافت کرد. از دهه 1990، صدها آزمایشگاه برای استفاده از ژن درمانی برای درمان بیماری ها مطالعه کرده اند. امروز ما می دانیم که با کمک ژن درمانی شما می توانید دیابت، کم خونی، برخی از انواع سرطان، بیماری هانتینگتون را درمان کنید و حتی شریان ها را پاک کنید. در حال حاضر بیش از 500 آزمایش بالینی انواع مختلف ژنی درمانی وجود دارد. وضعیت زیست محیطی نامطلوب و تعدادی از دلایل مشابه دیگر منجر به این واقعیت است که بیشتر و بیشتر کودکان با نقص های جدی ارثی متولد می شوند. در حال حاضر، 4000 بیماری ارثی شناخته شده است، زیرا اکثر آنها روش های موثر درمان را پیدا نکرده اند. امروزه ممکن است بسیاری از بیماری های ژنتیکی را در مرحله جنین یا جنین تشخیص دهد. در حالی که شما تنها می توانید بارداری را در اولین مرحله در مورد نقص های ژنتیکی جدی متوقف کنید، اما به زودی می توان کد ژنتیکی را تنظیم کرد، اصلاح و بهینه سازی ژنوتیپ فرزند آینده را تنظیم کرد. این به طور کامل از بیماری های ژنتیکی جلوگیری می کند و ویژگی های جسمی، روانی و ذهنی کودکان را بهبود می بخشد.

پروژه "ژنوم انسان". در سال 1990، ایالات متحده در ایالات متحده راه اندازی شد، هدف آن تعیین کل سال ژنتیک انسان بود. پروژه ای که ژنتیک روسی در سال 2003 نقش مهمی ایفا کرد. به عنوان یک نتیجه از پروژه، 99٪ ژنوم با دقت 99.99٪ (1 خطا 10،000 نوکلئوتید) تعیین شد. تکمیل پروژه در حال حاضر نتایج عملی را به ارمغان آورده است، به عنوان مثال، آسان برای استفاده از آزمون برای تعیین استعداد ژنتیکی به بسیاری از بیماری های ارثی. به عنوان مثال، امیدوار است که، به دلیل گسترش ژنوم، که قبلا تا سال 2006، داروها برای درمان چنین بیماری خطرناک به عنوان ایدز توسعه داده شده است، تا سال 2009، ژن هایی که با نئوپلاسم های بدخیم مرتبط هستند، تعیین می شود و توسط 2010-2015 مکانیسم ها ظهور تقریبا تمام انواع سرطان را ایجاد می کنند. تا سال 2020، توسعه مواد مخدر جلوگیری از سرطان را می توان تکمیل کرد.

چشم انداز کنترل ژن ها. توسعه مهندسی ژنتیک امکان بهبود ژنوتیپ انسان را فراهم می کند. امروزه وظایف بزرگ که امروز در بشریت درخواست کرده اند، امروزه نیاز به افراد با استعداد در بسیاری از صنایع، شخصیت های کامل و بسیار توسعه یافته دارند که دارای سلامت کامل، بالاترین توانایی های جسمی و روانی هستند. چنین افرادی را می توان با روش های ژن، مهندسی ژنتیکی و سلولی ایجاد کرد. این روش ها برای هر دو کودک ظاهر می شود که در نور و بزرگسالان ظاهر می شود. یک فرد قادر خواهد بود تا بارها توانایی های خود را تقویت کند و توانایی فرزندانش را افزایش دهد. از نقطه نظر عینی، هیچ چیز بدی یا اخلاقی وجود ندارد. در حال حاضر، بسیاری از دانشمندان مشهور جهان، مانند واتسون، یکی از DNA، نشان می دهد که بی معنی انسان، به عنوان مثال، اساسا در آینده قابل درمان است. علل ژنتیکی بیماری به طور کامل حذف خواهد شد، همه مردم به طور کامل سالم خواهند بود. پیری متوقف خواهد شد و هیچ کس نباید با محو شدن، با کاهش نیروها، با سختی، مقابله کند. مردم تقریبا جاودانه تبدیل خواهند شد - مرگ بیشتر نادر خواهد شد، متوقف می شود اجتناب ناپذیر است. به عنوان مثال، شناخته شده است، یکی از دلایل پیری، کاهش تلومر در هر بخش سلولی است. در اواخر دهه 1990، دانشمندان موفق به معرفی سلول های یک ژن باز، که مسئول تولید پروتئین تلومراز، بازگرداندن تلومرها است، و به این ترتیب آنها را جاودانه می کند. البته، گروه های فردی که توسط دانش مربوطه تشدید نمی شوند، اما کسانی که برخی از اهداف شخصی، ایدئولوژیک یا لابیگری را دنبال می کنند ممکن است سعی کنند فناوری های مشابه را ممنوع کنند، اما به عنوان تاریخ توسعه علم نشان می دهد، نمی تواند آن را برای یک کار انجام دهد مدت زمان طولانی.

مهندسی ژنتیک در درمان سرطان پیشرفت کرده است. استیون روزنبرگ و همکارانش از موسسه ملی سرطان آمریکا (موسسه ملی سرطان) بر روی تعدادی از بیماران یک روش جدید برای مبارزه با تومورها بر اساس معرفی سلول های ایمنی طراحی شده به ارگانیسم محاکمه شدند. به یاد داشته باشید، به تازگی، دانشمندان موفق به آموزش "آموزش" سیستم های ایمنی بدن با موش ها به طور موثر مبارزه با تومورهای سرطان با پیوند ساده از گلبول های سفید سفید، حمایت از افراد، به دلایل طبیعی برای ایمنی ایمنی (پس از همه، چنین موجودات وجود دارد)؟ در حال حاضر روش مشابهی درمان سرطان بر روی انسان آزمایش شده است. در ابتدا، نویسندگان کار، سلول های ایمنی بدن - T-lymphocytes - در فردی که به موجب ویژگی های طبیعی خود، قادر به موفقیت "حذف" ملانوم بود. دانشمندان ژن هایی را که مسئول عمل جراحی گیرنده سلول های سرطانی هستند را تعیین کرده اند و این ژن را اجرا می کنند. سپس آنها لنفوسیت T را در چندین بیمار مبتلا به ملانوم گرفتند و با کمک رتروویروس یک ژن مصنوعی و کلون شده را در آنها معرفی کرد. بیماران پس از آن یک روش شیمی درمانی را تجربه کردند، پس از آن سیستم های ایمنی آنها ضعیف شدند و تعداد بسیار کمی از سلول های ایمنی بدن را کاهش دادند. در اینجا، این بیماران T-cells خود را به زودی آغاز کردند، اما در حال حاضر - با ژنوم جدید که در آنها اجرا می شود (بیشتر در مطبوعات مطبوعات موسسه). پس از یک ماه در 15 بیمار از 17، این سلول های جدید نه تنها زنده ماند، اما از 9 تا 56 درصد کل "جمعیت" T-lymphocytes T در بدن بود. اما تعجب اصلی - پس از 18 ماه پس از درمان، دو بیمار به طور کامل از سرطان خلاص شدند و همچنین سطح بالایی را نشان دادند از سلول های T در خون. یک بیمار برای سرطان دو وجود داشت، یکی از آنها به طور کامل نابود شد و دوم - 89٪ کاهش یافت (پس از آن توسط ورودی جراحی حذف شد)، و بیمار دوم یک تومور بود که "پراکنده". روزنبرگ یادآور می شود که "برای اولین بار دستکاری ژن منجر به رگرسیون تومور شد." دانشمند گفت: "ما اکنون می توانیم لنفوسیت های طبیعی را در بیماران مصرف کنیم و آنها را به لنفوسیت ها تغییر دهیم که به سلول های سرطانی واکنش نشان می دهند." دانشمند، که قصد دارد مطالعه را ادامه دهد. او می خواهد بداند که چگونه سلول های اصلاح شده ژنتیکی در بدن بیشتر طول می کشد، چگونه این درمان در یک مجتمع با سایر روش های درمان سرطان کار می کند، زیرا می تواند در هنگام برخورد با سایر انواع سرطان ها (ژن های دیگر کدگذاری ساخت دیگران) کمک کند گیرنده ها را فعال خواهند کرد) به طور کلی، هنوز سوالات زیادی وجود دارد. اگر شما می توانید کمی حرکت کنید، پس شما همچنین می توانید در مورد تخلیه اولتراسونیک HIFU درمان کنید. رهبر این منطقه پزشکان PRC است. تکنولوژی آن در سوزاندن سلول های سرطانی توسط سونوگرافی، در دمای 100 درجه سانتیگراد تومور به معنای واقعی کلمه ذوب می شود. رهبر تولید تجهیزات تخصصی، شرکت پکن Hafuning HIFU تکنولوژی HIFU است که، همراه با شرکت آمریکایی، General Electric یک دستگاه کاملا کامپیوتری را با یک حالت درجه حرارت کنترل شده ایجاد کرده است - FEP 02.

ادبیات:

1. خواننده M.، Berg P. ژن ها و ژنوم. - مسکو، 1998.
2. استنت، Calindar R. ژنتیک مولکولی. - مسکو،
3. Sambrook J.، Fritsch E.F.، Cloning مولکولی ManiaTis T.. -
4. Patrushev L. I. سیستم های ژنتیک مصنوعی. - M: علم، 2004.
5. Schelkunov S. N. مهندسی ژنتیک. - Novosibirsk: SIB. متحد کردن انتشارات خانه، 2008.
6. آزادی بیان (روزنامه، مواد از شماره 4 (348) 2.02.2012)

مهندسی ژنتیک

زیست شناسی مدرن اساسا متفاوت از زیست شناسی سنتی نه تنها عمق بیشتر توسعه ایده های شناختی، بلکه همچنین ارتباط نزدیک تر با زندگی جامعه، با Pracolika است. می توان گفت که در زمان ما، زیست شناسی به منظور تغییر نیازهای مادی جامعه به یک وسیله تبدیل جهان زندگی تبدیل شده است. این نتیجه گیری در درجه اول توسط رابطه نزدیک زیست شناسی با بیوتکنولوژی نشان داده شده است، که تبدیل به مهمترین منطقه تولید مواد، یک شریک مساوی از فن آوری های مکانیکی و شیمیایی ایجاد شده توسط فرد، و همچنین پزشکی است.

از زمان آغاز آن، زیست شناسی و بیوتکنولوژی همیشه به طور مشترک توسعه یافته اند، و از همان ابتدا زیست شناسی، اساس علمی بیوتکنولوژی بود. با این حال، مدت زمان طولانی عدم داده های خود اجازه دسترسی به زیست شناسی را به ارائه تاثیر بسیار زیادی بر بیوتکنولوژی. این موقعیت به طور چشمگیری با خلقت در نیمه دوم قرن XX تغییر کرده است. روش های مهندسی ژنتیک،تحت آن دستکاری ژنتیکی برای طراحی جدید و بازسازی ژنوتیپ های موجود درک می شود. به عنوان یک دستاورد روش شناختی، مهندسی ژنتیک منجر به فروپاشی ایده های غالب در مورد پدیده های بیولوژیکی نشد، مفاد اصلی زیست شناسی را تحت تاثیر قرار نمی داد، درست همانطور که نجوم رادیویی، مقررات اصلی آستروفی فیزیک، ایجاد یک معادل مکانیکی را نپذیرفت از گرما "منجر به تغییر در قوانین هدایت حرارتی نشد و اثبات نظریه اتمیسم ماده، اندازه گیری نسبت ترمودینامیک، هیدرودینامیک و نظریه کششی (A.A. BAEV) نیست.

با این وجود، مهندسی ژنتیک دوران جدیدی را در زیست شناسی به دلیل اینکه فرصت های جدید برای پدیده های بیولوژیکی اعلام شده به نظر می رسد، باز کرده است تا بیشتر شکل های موجودات زنده را مشخص کند، به طور موثر تر مطالعه ساختار و عملکرد ژن ها در سطح مولکولی، درک مکانیسم های کار ظریف دستگاه ژنتیک. موفقیت های مهندسی ژنتیک به معنای کودتا در مدرن است

علوم طبیعی. آنها معیارهای ارزش ایده های مدرن در مورد ویژگی های ساختاری و عملکردی سطوح مولکولی و سلولی ماده زندگی را تعیین می کنند. داده های مدرن در مورد زندگی، اهمیت شناختی غول پیکر دارند، زیرا آنها درک یکی از مهمترین احزاب دنیای ارگانیک را ارائه می دهند و به این ترتیب سهم ارزشمندی را در ایجاد یک تصویر علمی از جهان ایجاد می کنند. بنابراین، به طور چشمگیری گسترش پایه شناختی خود را، زیست شناسی از طریق مهندسی ژنتیک نیز تاثیر پیشرو در افزایش بیوتکنولوژی داشت.

مهندسی ژنتیک بر اساس روش دانش و راه های "طراحی" جدید یا بهبود موجودات موجود، به آنها ارزش اقتصادی بیشتری را ارائه می دهد و توانایی افزایش شدید بهره وری فرآیندهای بیوتکنولوژی را ایجاد می کند. با این حال، مهندسی ژنتیک افق های جدید و پزشکی را برای تشخیص و درمان بسیاری از بیماری ها، عدم پذیرش و ارثی ایجاد کرده است. او راه های جدیدی را در جستجوی داروهای جدید و مواد مورد استفاده در پزشکی باز کرد. مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، توسعه روش های فناوری نونانوت را تحریک کرد.

به عنوان بخشی از مهندسی ژنتیک متمایز است جناحو سلولیمهندسی. تحت مهندسی ژنتیک، دستکاری به منظور ایجاد مولکول های DNA نوترکیب قابل درک است. اغلب این روش شناسی، شبیه سازی مولکولی، کلونینگ ژن ها، فن آوری های DNA نوترکیب یا به سادگی دستکاری های ژنتیکی نامیده می شود. مهم است که تاکید کنیم که هدف مهندسی ژنتیک مولکول های DNA، ژن های فردی است. برعکس، تحت مهندسی سلولی، دستکاری ژنتیکی با سلول های جدا شده جدا شده یا گروه های سلول های گیاهی و حیوانات درک می شود.

مهندسی ژنتیک و ابزار آن

مهندسی تناسلی ترکیبی از تکنیک های مختلف تجربی (تکنیک ها)، ارائه ساخت و ساز (بازسازی)، مولکول های DNA کلونینگ و ژن ها با اهداف مشخص است.

روش های مهندسی ژنتیک در یک دنباله خاص استفاده می شود (شکل 127)، و مراحل متعددی وجود دارد

یک آزمایش مهندسی ژنتیک معمولی با هدف کلونینگ هر ژن، یعنی:

1. جداسازی پلاسمدیوم DNA از سلول های بدن منافع (منبع) و تخصیص بردار DNA.

2. برش (محدودیت) DNA از ارگانیسم اصلی بر قطعات حاوی ژنهای مورد علاقه، با استفاده از یکی از آنزیم های محدود کننده و انتخاب این ژن ها از مخلوط محدود کننده. به طور همزمان برش (استراحت) DNA بردار، آن را از ساختار حلقه به خطی تبدیل کنید.

3. مناسب DNA (ژن) بخش DNA از بردار به منظور به دست آوردن مولکول های ترکیبی DNA.

4. معرفی مولکول های DNA نوترکیب با تحول به هر ارگانیسم دیگر، به عنوان مثال، E. coli.یا سلول های سوماتیک.

5. باکتری های دوخت که در آن مولکول های ترکیبی DNA به رسانه های تغذیه تزریق شد، به رشد تنها سلول های حاوی مولکول های DNA هیبریدی اجازه می داد.

6. شناسایی مستعمرات متشکل از باکتری حاوی مولکول های DNA ترکیبی.

7. جداسازی DNA کلون شده (ژن های کلون شده) و مشخصه آن، از جمله توالی پایه های نیتروژن در قطعه DNA کلون شده.

شکل. 127مراحل متوالی یک آزمایش مهندسی ژنتیک

در طول تکامل باکتری ها، توانایی تولید آنزیم های محدود شده به اصطلاح (اندونوکلئاز)، که بخشی از سیستم سلولی (باکتریایی) محدودیت بود. تغییرات محدودیت سیستم باکتری ها یک سیستم ایمنی داخل سلولی حفاظت در برابر DNA بیگانه است. بر خلاف بالاترین ارگانیسم ها، که شناخت و تخریب ویروس ها، باکتری ها و سایر پاتوژن ها خارج سلولی هستند، در محافظت باکتری ها در برابر DNA بیگانه (DNA گیاهان و حیوانات، در بدن آنها ساکن هستند) رخ می دهد داخل سلولی، I.E. سپس، هنگامی که DNA بیگانه به سیتوپلاسم باکتری نفوذ می کند. به منظور محافظت از باکتری ها در طول تکامل، توانایی "علامت گذاری" DNA خود نیز توسط پایگاه های متیل در توالی های خاص توسعه داده شد. به همین دلیل، DNA بیگانه به علت عدم وجود گروه های متیل در همان توالی، آن را ذوب می شود (برش) به قطعات با محدودیت های مختلف باکتری ها، و سپس توسط اگزونوکلئید های باکتریایی به Zerootides تجزیه می شود. می توان گفت که بنابراین باکتری خود را از DNA گیاهان و حیوانات محافظت می کند، در بدن آنها به طور موقت (به عنوان پاتوژن) یا به طور مداوم (به عنوان saprophytes) زندگی می کنند.

محدودیت ها برای اولین بار از آن برجسته شدند E. coli.در سال 1968 معلوم شد که آنها قادر به کاهش (ذوب) مولکول های DNA در سایت های مختلف (مکان ها) هستند. این آنزیم ها نام کلاس آندونوکلئاز را دریافت کردند. سپس، باکتری ها توسط اندونوکلئاز کلاس II یافت شد که به طور خاص در سایت های محدود DNA بیگانه تشخیص داده شد و در این سایت ها نیز محدودیت را انجام می دهند. این آنزیم های این کلاس بود که در مهندسی ژنتیک شروع به استفاده کرد. در عین حال، آنزیم های کلاس III کشف شد که DNA شناور در کنار سایت های شناخت، اما این آنزیم ها در مهندسی ژنتیک مهم نیست.

اثر سیستم اصلاح محدودیت "منطقی" توالی به اصطلاح پالندرومیک (تشخیص) پایه های نیتروژن، که محل های محدود کننده DNA است. توالی های پالیندرومی، توالی های پایه ای است که به همان اندازه به عقب و جلو، مانند توالی حروف می پردازند. راداراز آنجا که مدارهای DNA یک جهت ضد موازی دارند، اعتقاد بر این است که توالی پالندرومیک است اگر آن را یکسان باشد، زمانی که آن را در جهت از 5 "- به 3" -Concu در بالا و بر روی زنجیره پایین تر از 3 "خوانده شده است - به 5 "-Con، یعنی:

Palindroma می تواند هر اندازه، اما بسیاری از آن palindromes که به عنوان سایت های تشخیص با محدودیت استفاده می شود، شامل 4، 5، 6 و کمتر از 8 زمین است.

Restractase یک ابزار کاملا ضروری در مهندسی ژنتیک است تا قطعات مورد علاقه (ژنها) را از مولکول های بزرگ DNA کاهش دهد. از آنجایی که بیش از 100 آنزیم محدود کننده شناخته شده اند، این اجازه می دهد تا انتخاب محدودیت ها و برش های انتخابی قطعات از منبع DNA را فراهم کنیم.

یکی از ویژگی های فوق العاده محدود کننده این است که آنها تولید مولکول ها را به چندین قطعه (محدودیت ها) DNA از لبه ها تولید می کنند، زیرا در نتیجه آن در انتهای تولید شده یک زنجیره ای طولانی تر از یک دیگر، تشکیل یک دم عجیب و غریب است. چنین اهدافی (Tails) به عنوان "چسبنده" نامیده می شود، زیرا آنها قادر به بررسی خود هستند.

نتایج محدودی را در مورد مثال یکی از معروف ترین محدودیت ها در نظر بگیرید. اکو ری.از اصلاح محدودیت سیستم E. سویابه جای ذوب شدن DNA در مرکز توالی پالندرومیک تشخیص، این آنزیم DNA را برای قطارهای مرکز ذوب می کند و 4 خود چک را تولید می کند ("چسبنده") پایان متشکل از تعداد مختلف نوکلئوتید ها، یعنی:

این "چسبنده" به پایان می رسد در آزمایش های مهندسی ژنتیکی به دلیل آن مفید است که آنها را می توان مکمل مکمل در دمای پایین، که اجازه می دهد تا بسته شدن موثر از قطعات DNA.

سایت های تشخیص و سایت های ذوب در مورد محدودیت های دیگر دارای محتوای دیگری هستند، یعنی:

پس از محدودیت DNA از مخلوط محدود، قطعات DNA محدود (محدودیت های DNA) متولد می شوند، که پس از آن مورد نیاز برای ترکیب با بردار است. برای برجسته کردن DnCtrikts، به وسیله ی کمک به الکتروفورز، به دلیل اندازه این روش، DNA Restricciated به راحتی به دلیل اندازه محدودیت های استراحتگاه ها و هزینه های ثابت برق، بسیار راحت است. قطعات در میدان الکتریکی در طی الکتروفورز در فرکانس بسته به ابعاد آنها (جرم) مهاجرت می شوند. بیشتر (طولانی تر) یک قطعه، کندتر، او در یک میدان الکتریکی مهاجرت می کند. ماده ای که الکتروفورز انجام می شود، agrozen یا پلی آکریل آمید تخلیه شده است. برای شناسایی قطعات، Ethidium Bromide استفاده می شود، که قطعات را رنگ می کند، که منجر به تشخیص آسان آنها می شود.

اثربخشی الکتروفورز بسیار زیاد است، زیرا می توان آن را با قطعات جدا کرد، ابعاد آن از 2 تا 50،000 پایه تشکیل شده است.

پس از الکتروفورز، قطعات از آگارز با استفاده از روش های مختلف جدا می شوند. بر اساس نتایج مقایسه اندازه

محدودیت های مشابه DNA به دست آمده با استفاده از محدودیت های مختلف، نقشه های محدودی را ایجاد می کنند که در آن مکان های محدودی از هر یک از محدودیت های مورد استفاده نشان داده می شود. به لحاظ عملی، کارت های محدودیت به شما اجازه می دهد تا نه تنها اندازه محدودیت ها را تعیین کنید، بلکه همچنین برای پیدا کردن محل در مولکول های DNA Loci از آن ها یا سایر ژن ها.

از آنجا که DNA ناهمگن در طول رونویسی سنتز می شود، DNA ناهمگن، اصلاح شده توسط پردازش، سپس در مهندسی ژنتیک، DNA مکمل (cDNA) معمولا استفاده می شود، که با استفاده از mRNA به عنوان یک ماتریس به دست می آید، که در آن ترانس سیکرتاز معکوس سنتز DNA تک رشته ای (cDNA )، که یک کپی از mRNA است. پس از آن، این DNA های تک رشته ای به DNA دو رشته تبدیل می شوند. اعتقاد بر این است که cDNA حاوی توالی های نوکلئوتید پیوسته (رونویسی شده و ترجمه شده) است. این cDNA است که برای محدود کردن استفاده می شود.

انتخاب شده پس از الکتروفورز از ژل های آگارز ژل های DNA (محدودیت ها) را می توان از پیش تعیین شده به هفت شیر، I.E. توالی نوکلئوتیدی را در آنها تعیین کنید. برای انجام این کار، به روش های شیمیایی و آنزیمی توالی کمک کنید. روش شیمیایی بر اساس به دست آوردن برچسب های فسفر رادیواکتیو (32 P) و حذف از این قطعات یکی از زمینه ها، و پس از آن نتایج حاصل از نتایج رادیوگرافی ژل های حاوی این قطعات است. روش آنزیمی بر اساس این واقعیت است که نوکلئوتید به انتهای قطعه تجزیه و تحلیل شده معرفی شده است، سپس در سنتز قطعات مختلف استفاده می شود درونکشتگاهیتجزیه و تحلیل شده توسط توالی نوکلئوتیدی الکتروفروزیک. برای مطالعه توالی های خاص نوکلئوتید در استفاده از مولکول DNA

همچنین هیبریداسیون DNA DNA، RNA RNA، RNA DNA، Nodern

و Sauzer-Blottings.

بردارهای ژنتیکی بخش DNA (ژن)، که برای کلونینگ مولکولی در نظر گرفته شده است، باید توانایی تکثیر را در هنگام انتقال آن به سلول باکتری، I.E. برای پاسخگویی با این حال، او چنین توانایی ندارد. بنابراین، به منظور اطمینان از انتقال و تشخیص ژن های کلون شده در سلول ها، آنها با بردارهای ژنتیکی به اصطلاح ترکیب می شوند. دومی باید حداقل دو ویژگی داشته باشد. اول، بردارها باید قادر به تکثیر باشند

در سلول ها، و در چندین پایان. ثانیا، آنها باید امکان انتخاب سلول حاوی بردار را ارائه دهند، I.E. نشانگر را که تقلبی سلول حاوی بردار همراه با ژنوم کلون شده (مولکول های DNA نوترکیب) قرار داده است قرار دهید. چنین الزامات مربوط به پلاسمید ها و فاژ ها است. پلاسمید ها بردارهای خوبی هستند به این دلیل که آنها تکرار می شوند و ممکن است حاوی ژن های مقاوم به هر آنتی بیوتیک باشند، که اجازه می دهد انتخاب باکتری ها به مقاومت در برابر این آنتی بیوتیک و بنابراین تشخیص آسان مولکول های DNA نوترکیب

(شکل 128).

شکل. 128بردار PBL.

از آنجا که هیچ بردارهای پلاسمید طبیعی وجود ندارد، تمام بردارهای پلاسمید شناخته شده تا به امروز ساخته شده است مصنوعی ساخته شده است. مواد منبع برای ایجاد تعدادی از بردارهای ژنتیکی به عنوان R-plasmids خدمت می کنند، که با کمک محدودیت ها، توالی های DNA غیر ضروری حذف شد، از جمله آنهایی که در آن سایت های محدودیت های چندگانه قرار داشتند. این حذف توسط این واقعیت تعیین شد که بردار پلاسمید باید تنها یک سایت تشخیص را برای یک Restrictase داشته باشد، و این سایت باید در یک منطقه غیر قابل اندازه گیری از ژنوم پلاسمید قرار گیرد. به عنوان مثال، بردار پلاسمید PBR 322، که دارای ژنهای مقاومت آمپی سیلین و تتراسایکلین است، که آن را بسیار راحت می کند

برای پرورش باکتری های حاوی یک بخش DNA کلون شده، دارای محدودیت های محدودی برای بیش از 20 آنزیم محدود کننده، از جمله محدودیت های شناخته شده به عنوان ECO RI، Hind III، PST I، PVA II و SAL I.

بردارهای Fagovy نیز دارای مزایای متعددی هستند. آنها ممکن است شامل قطعات DNA بزرگتر (طولانی تر) در مقایسه با بردارهای پلاسما باشند. علاوه بر این، انتقال FAGS از یک قطعه کلون شده به سلول ها به عنوان یک نتیجه از عفونت با دومی، کارآمدتر از تحول DNA است. در نهایت، بردارهای فاژ اجازه می دهد غربالگری کارآمد تر (تشخیص) بر روی سطح مستعمرات آگار حاوی سلول های حاوی ژن cloned. بسیاری از بردارهای فاژ بر اساس فاژ لامبدا طراحی شده اند.

علاوه بر فاژ، سایر بردارهای ویروسی مورد استفاده قرار می گیرند، بر اساس ویروس هرپس، و همچنین بردارهایی طراحی شده بر اساس DNA مخمر طراحی شده اند.

اگر کلونینگ ژن ها با استفاده از سلول های پستانداران یا گیاه انجام می شود، الزامات لازم برای بردارها همانند کلونینگ در سلول های باکتریایی هستند.

ساخت مولکول های DNA نوترکیب. طراحی مستقیم مولکول های DNA نوترکیب پس از محدودیت های DNA مورد مطالعه و DNA بردار به دست می آید. این شامل بسته شدن محدودیت های DNA مورد مطالعه با محدودیت DNA بردار است که به عنوان یک نتیجه از محدودیت از حلقه در DNA خطی تبدیل می شود.

برای بستن قطعات DNA مورد مطالعه با بردار DNA، از DNA لیگاز استفاده کنید (شکل 129). اگر ساختارهای بسته دارای گروه های Z "-hydroxyl و 5" هستند، موفق خواهد شد و اگر این گروه ها به طور مناسب با توجه به یک دیگر مناسب باشند. قطعات از طریق "چسبندگی" خود به عنوان یک نتیجه از خود چک کردن به پایان می رسد. در غلظت های بالا از قطعات، دومی از زمان به زمان، موقعیت صحیح می شود (در مقابل یکدیگر). بسیاری از محدودیت ها، مانند ECO RI، تولید "چسبنده" به پایان می رسد شامل چهار پایگاه. فرآیند پیوند به پایان های "چسبنده" متشکل از چهار پایگاه تحت دمای کاهش می یابد (تا 12؟ c).

شکل. 129.پیوند DNA

اگر در طول محدودیت ها، قطعات بدون به دست آوردن به پایان برسد، آنها "به شدت" به مولکول ها تبدیل می شوند با پایان دادن به "چسبنده" به پایان می رسد با استفاده از آنزیم ترانسفراز. این آنزیم یک نوکلئوتید را به 3 "DNA-A-tail بر روی یک قطعه اضافه می کند. یک پلی-دم را می توان بر روی دیگری اضافه کرد - پلی-تی دم. برای تولید هر گونه DNA به پایان می رسد، یک واکنش زنجیره ای پلیمریزاسیون (PCR) نیز استفاده می شود . اصل PCR بر مبنای denaturations جدا شده از سلول های DNA و "انلینگ" است، آن را به زنجیره های بازسازی شده از الیگونوکلئوتید های DNA اضافه شده، متشکل از 15-20 نوکلئوتید هر کدام. این oligonucleotides باید مکمل به توالی در زنجیره، جدا شده از طریق فواصل در 50-2000 نوکلئوتید. بودن "دانه" برای سنتز DNA درونکشتگاهیآنها به DNA پلیمراز اجازه می دهند که این سایت هایی را که بین "دانه ها" هستند کپی کنند. این نسخه تعداد زیادی از نسخه های تقسیم DNA را تحت مطالعه می دهد.

معرفی مولکول های DNA نوترکیب در سلول ها. پس از بستن قطعه DNA از منافع (ژن) با یک بردار ژنتیکی با لیگاز های DNA، مولکول های نوترکیب تشکیل شده به سلول ها برای رسیدن به تکثیر آنها (به علت بردار ژنتیکی) معرفی می شوند و تعداد نسخه ها را افزایش می دهند. محبوب ترین روش معرفی مولکول های DNA نوترکیب در سلول ها، که در آن بردار پلاسمید است، تحول است E. coli.برای این منظور، سلول های باکتریایی قبل از درمان با کلسیم یا روبیدیوم (یون ها) هستند

به طوری که آنها تبدیل به "صالح" در درک از DNA نوترکیب. برای افزایش فراوانی نفوذ DNA به سلول ها، روش الکتروپراسیون متشکل از قرار گرفتن در معرض کوتاه سلول ها در یک میدان الکتریکی شدید استفاده می شود. این درمان حفره ها را در غشاهای سلولی ایجاد می کند که به درک بهتر سلول های DNA کمک می کند. پس از تزریق مولکول های DNA نوترکیب در باکتری، دومی بر روی MPA (گوشت پپتون آگار) کاشته می شود، که برای انتخاب سلول های مورد نظر به آنتی بیوتیک ها غنی شده است، به کار گرفته می شود. سلول های حاوی مولکول های DNA نوترکیب. فراوانی تحول کم است. معمولا یک ترانسفورماتور 10 5 سلول سینکی رخ می دهد. اگر بردار یک فاژ باشد، سپس به ترانسفکشن سلول ها (باکتری یا مخمر) توسط فاژ منتقل می شود. همانطور که برای سلول های سوماتیک حیوانات، ترانسفکشن آنها توسط DNA در حضور مواد شیمیایی انجام می شود که انتقال DNA را از طریق غشای پلاسما تسهیل می کند. میکروآنژنت های مستقیم DNA در تخمک گذاری ها نیز ممکن است، در سلول های سومی کشت شده و جنین های پستانداران ممکن است.

مهمترین نکته مرتبط با کلونینگ مولکولی، جستجو برای یک روش است که به شما اجازه می دهد تا تعیین کنید که آیا قطعه کلون شده در بردار معتبر است و همراه با بردار، تشکیل یک مولکول DNA نوترکیب، وارد سلول ها شد. اگر ما در مورد سلول های باکتری صحبت می کنیم، یکی از راه های مبتنی بر ثبت نام غیر فعال کردن غیر فعال کردن ژن مقاومت پلاسمید (بردار) است. به عنوان مثال، در بردار پلاسمید PBR 322، تعیین مقاومت آمپی سیلین و تتراسایکلین، محل یکنواخت برای محدودیت PST I در محل اشغال ژنوم مقاومت آمپی سیلین قرار دارد. PST I- ذوب شدن در این سایت به پایان می رسد "چسبنده" به پایان می رسد، اجازه می دهد تا پیوند قطعه کلون شده با DNA بردار. با این حال، در همان زمان پلاسمید (بردار) ژن مقاومت آمپی سیلین غیر فعال است، در حالی که ژن مقاومت تتراسیکلینگ بر روی بردار باقی می ماند. این ژن مقاومت تتراسیکلینگ است و برای انتخاب سلول های تبدیل شده توسط مولکول های DNA نوترکیب استفاده می شود. این اطمینان حاصل می کند که سلول های کلنی های رشد شده در یک محیط تتراسایکلین واقعا حاوی مولکول های DNA نوترکیب هستند، آنها با کمک به اصطلاح "آزمون نقطه" بر روی یک جفت فنجان با یک محیط متراکم بررسی می شوند، یکی از آنها حاوی آمپی سیلین است ، در حالی که دیگر از این آنتی بیوتیک محروم می شود. DNA کلون شده واقع شده است

فقط در ترانسفورماتور مقاوم به تتراسایکلین. همانطور که برای ترانسفورماتور، به طور همزمان به آمپی سیلین و تتراسایکلین (هنر) مقاوم است، سپس آنها مولکول های پلاسمید (بردار) را شامل می شوند که خود به خود یک فرم حلقه را بدون ورود به DNA بیگانه (کلون شده) خریداری می کند.

راه دیگری برای تشخیص قرار دادن قطعات بیگانه (کلون شده) به بردار پلاسمید بر اساس استفاده از یک بردار حاوی ژن بتا گالاکتوزیداز است. قرار دادن DNA بیگانه در این ژن به ناچار سنتز β- گالاکتوزیداز را غیر قابل انکار می کند که می تواند با کاشت سلول های تبدیل شده بر روی محیطی که حاوی بتا-گالاکتوزیداز است، شناسایی شود. این رسانه به انتخاب کلنی های سلولی رنگی اجازه می دهد. روش های دیگر وجود دارد.

همانطور که قبلا ذکر شد، قطعاتی خطی محدود DNA بردار قادر به بازگرداندن ساختار حلقه بدون ورود به بخش های کلون شده است. برای کاهش فراوانی شکل گیری خودبخودی این مولکول های حلقه ای از DNA بردار، محدودیت های DNA بردار توسط فسفاتاز پردازش می شود. در نتیجه، تشکیل مولکول های DNA حلقوی غیر ممکن می شود، زیرا هیچ پایان 5 "-ro 4، لازم برای عمل لیگاز وجود ندارد.

ترکیبی از ترانسفورماتورهای استعماری که بر روی یک محیط انتخابی رشد می کنند، مجموعه ای از سلول های حاوی کلون های قطعات مختلف (ژنها) یک ژنوم یا cDNA کلون شده است. مجموعه ای از این کلون ها به اصطلاح کتابخانه های به اصطلاح DNA به طور گسترده ای در کار مهندسی ژنتیک استفاده می شود.

مرحله نهایی کلونینگ ژن، تخصیص و مطالعه DNA کلون شده است، از جمله توالی. سویه های چشم انداز باکتری ها یا سلول های سوماتی که حاوی مولکول های DNA نوترکیب هستند که سنتز پروتئین های منافع را کنترل می کنند، ارزش تجاری را به صنعت منتقل می کنند.

مهندسی سلولی

همانطور که در ابتدای فصل اشاره شد، مهندسی سلولی، دستکاری ژنتیکی با سلول های جدا شده از حیوانات و گیاهان نامیده می شود. این دستکاری ها اغلب انجام می شود درونکشتگاهیو هدف اصلی آنها باید ژنوتیپ های این موجودات را با خواص مشخص شده بدست آورند، عمدتا به طور اقتصادی مفید است. با توجه به

مهندسی سلولی، مهندسی سلولی به سلول های جنسی قابل استفاده بود.

پیش نیاز توسعه مهندسی سلولی در انسان و حیوانات، توسعه روش هایی برای کشت سلول های هموگلوبین آنها بر روی رسانه های مواد مغذی مصنوعی، و همچنین به دست آوردن هیبرید سلول های سوماتیک، از جمله هیبرید های بین المللی، بود. به نوبه خود، پیشرفت در کشت سلول های سوماتیک بر مطالعه سلول های جنسی و لقاح در انسان و حیوانات تاثیر گذاشت. شروع از 60s xx در در چندین آزمایشگاه جهان، آزمایش های متعدد در مورد پیوند هسته سلول های سوماتیک در سلول های تخم مرغ، مصنوعی محروم از هسته ها انجام شد. نتایج این آزمایش ها اغلب متناقض بود، اما به طور کلی آنها منجر به باز شدن توانایی هسته های سلولی برای اطمینان از رشد طبیعی تخم مرغ شدند (نگاه کنید به CH IV).

بر اساس نتایج مطالعه توسعه تخم های کشت شده در 60s. قرن xx مطالعات نیز شروع به روشن شدن احتمال تخمک تخم مرغ خارج از بدن مادر آغاز شد. بسیار سریع، این مطالعات منجر به کشف احتمال لقاح اسپرم تخم مرغ در لوله و توسعه بیشتر جنین ها در یک لانه گزینی در یک چتر زن تشکیل شده است. بهبود بیشتر روش های توسعه یافته در این زمینه منجر به این واقعیت شد که تولد "سوراخ" کودکان به یک واقعیت تبدیل شد. در حال حاضر تا سال 1981، 12 کودک در جهان متولد شدند، زندگی آن در آزمایشگاه، در لوله آزمایش داده شد. در حال حاضر، این بخش از مهندسی سلولی به طور گسترده ای توزیع شد و تعداد کودکان "پروبیورها" در حال حاضر ده ها هزار نفر است (شکل 130). در روسیه، برای به دست آوردن "Probirors" کودکان تنها در سال 1986 آغاز شد

در سال 1993، یک تکنیک برای به دست آوردن دوقلوهای مونوسیسیته توسعه یافت درونکشتگاهی.با جداسازی جنین ها بر روی بلستولوژیک و پرورش آخرین به 32 سلول، پس از آن می توان آنها را در رحم زن کاشت.

تحت تاثیر نتایج مربوط به به دست آوردن کودکان "سوراخ شده"، حیوانات نیز تکنولوژی را به نام "توسعه دادند پیوندجنین این امر با توسعه یک روش برای القای پلیوولاسیون همراه است، روش های تخریب مصنوعی سلول های تخم مرغ و لانه گزینی جنین ها در ارگانیسم حیوانات - دریافت مادران. ماهیت این تکنولوژی به موارد زیر کاهش می یابد

. هورمون ها گاو بسیار تولیدی را معرفی می کنند، به عنوان یک نتیجه از آن پلیزولاسیون در بلوغ 10-20 سلول در یک بار می آید. سپس سلول های تخم مرغ به صورت مصنوعی توسط سلول های جنسی مردانه در تخم مرغ استفاده می شود. در روز 7-8، جنین ها از رحم و ترانسفورماتور به رحم به سایر گاوها (دریافت مادران) شسته شدند، که پس از آن به گوساله های دوقلو می دهد. گوساله ها وضعیت ژنتیکی والدین معتبر خود را به ارث می برند.

شکل. 130کودکان "پروبری"

منطقه دیگری از مهندسی سلولی در حیوانات، ایجاد حیوانات ترانس ژنیک است. ساده ترین راه برای به دست آوردن چنین حیوانات این است که در سلول های تخم مرغ حیوانات اصلی مولکول های DNA خطی معرفی شود. حیوانات توسعه یافته از OK بارور شده به این روش شامل یک کپی از ژن وارد شده در یکی از کروموزوم های آن است و علاوه بر این، آنها این ژن را به ارث برده اند. یک روش پیچیده تر برای به دست آوردن حیوانات ترانس ژنیک بر روی موشهایی که در رنگ پوشش درشت متفاوت است طراحی شده است و به زیر می آید. در ابتدا، ارگانیسم یک موش خاکستری باردار توسط جنین های چهار روزه استخراج می شود و آنها را به سلول های فردی خرد می کند. سپس هسته ها از سلول های جنینی حذف می شوند، آنها را به تخم مرغ های موشهای سیاه منتقل می کنند، پیش از آن هسته های هسته ای. تخم مرغ های سیاه و سفید حاوی هسته های دیگر افراد در لوله های آزمایش قرار می گیرند

با راه حل مواد مغذی برای توسعه بیشتر. جنین های اوکراینی از موش های تخم مرغ در رحم موش های سفید استفاده می شود. بنابراین، در این آزمایش ها، ممکن بود یک کلون از موش ها را با پوشش یکپارچه رنگارنگ خاکستری به دست آورد. سلول های جنینی را با خواص مشخصی نزدیک کنید. در فصل چهارم، ما نتایج حاصل از لقاح مصنوعی از هسته های گوسفند را با مواد هسته ای سلول های سومی از حیوانات از گونه های مشابه محروم کردیم. به طور خاص، هسته ها از سلول های تخم مرغ حذف شدند و سپس هسته سلول های سلولی (سلول های حیوانی جنینی، میوه یا بالغ) به چنین تخم ها تزریق شدند (جنینی، میوه یا سلول های بالغ بالغ)، پس از آن تخم مرغ بارور شدند به این ترتیب به داخل رحم گوسفند بالغ تزریق شد. بره های متولد شده تبدیل به یک oxycedonor یکسان بودند. یک مثال گوسفند دالی است. گوساله های کلون، موش، خرگوش، گربه ها، موش ها و سایر حیوانات نیز به دست می آیند. چنین ساخت حیوانات ترانس ژنیک یک مسیر مستقیم از حیوانات کلونینگ با ویژگی های اقتصادی از لحاظ اقتصادی، از جمله افراد یک طبقه خاص است.

حیوانات ترانس ژنیک نیز با استفاده از مواد منبع متعلق به انواع مختلف به دست می آیند. به طور خاص، یک روش انتقال هورمون رشد ژن، از موش های صحرایی تخم مرغ موش، و همچنین یک روش برای ترکیب بلاستومرهای گوسفند با بلستومرهای بز، که منجر به وقوع حیوانات هیبرید (TACK) شد. این آزمایش ها نشان می دهد که امکان غلبه بر ناسازگاری گونه ها در ابتدای مراحل توسعه وجود دارد. به ویژه چشم انداز وسوسه انگیز باز می شود (اگر ناسازگاری گونه ها به طور کامل برطرف شود) در راه لقاح سلول های تخم مرغ یک نوع هسته سلول های سوماتیک گونه های دیگر. ما در مورد دیدگاه واقعی ایجاد هیبرید های اقتصادی حیوانات صحبت می کنیم که نمی تواند توسط Crosses به دست آید.

لازم به ذکر است که پیوند های هسته ای هنوز بسیار موثر نیستند. آزمایشات ساخته شده بر روی دوزیستان و پستانداران، به طور کلی نشان داد که اثربخشی آنها کوچک است و بستگی به ناسازگاری بین هسته های اهدا کننده و تخمک های گیرنده دارد. علاوه بر این، مانع در راه موفقیت ها نیز باعث ایجاد اختلالات کروموزومی در هسته های پیوند شده در طول توسعه بیشتر، که همراه با مرگ حیوانات ترانس ژنیک همراه است.

در برخورداری از کار بر روی مطالعه هیبریداسیون سلول ها و مطالعات ایمونولوژیک، یک مشکل با به دست آوردن و مطالعه آنتی بادی های به اصطلاح مونوکلونال بوجود آمد. همانطور که در بالا ذکر شد، آنتی بادی های تولید شده توسط بدن در پاسخ به معرفی آنتی ژن (باکتری ها، ویروس ها، اریتروسیت ها و غیره)، پروتئین هایی هستند که ایمونوگلوبولین ها و اجزای بخش اساسی سیستم محافظتی بدن در برابر بیماری های بیماری را دارند. اما هر بدن بیگانه به ارگانیسم معرفی شده است مخلوطی از آنتی ژن های مختلف است که محصولات آنتی بادی های مختلف را تحریک می کند. به عنوان مثال، اریتروسیت های انسانی دارای آنتی ژن ها نه تنها برای گروه های خون A (II) و در (III)، بلکه همچنین بسیاری از آنتی ژن های دیگر، از جمله RH. علاوه بر این، پروتئین های دیواره سلولی باکتری یا یکپارچه ویروس ها همچنین می توانند به عنوان آنتی ژن های مختلف ایجاد کنند که باعث تشکیل آنتی بادی های مختلف می شود. در عین حال، سلول های لنفاوی سیستم ایمنی بدن معمولا توسط کلون ها نشان داده می شوند. این بدان معنی است که حتی به این دلیل در سرم حیوانات ایمن سازی شده، آنتی بادی ها همیشه مخلوطی از آنتی بادی های تولید شده توسط سلول های کلون های مختلف هستند. در همین حال، آنتی بادی های تنها یک نوع برای نیازهای عملی مورد نیاز است، I.E. به اصطلاح سرم های مونوپتیک حاوی آنتی بادی های تنها یک نوع یا، به عنوان آنها نامیده می شود، آنتی بادی های مونوکلونال.

در جستجوی روش ها برای به دست آوردن آنتی بادی های منوکلونال توسط محققان سوئیس در سال 1975، یک روش هیبریداسیون بین لنفوسیت های موش ایمن شده با یک آنتی ژن خاص و سلول های تومور مغز استخوان کشت شد. چنین هیبرید ها "ترکیبی" نامیده می شوند. از بخش "لنفوسیتی" که توسط لنفوسیت یک کلون نشان داده شده است، یک هیبریدوم تک به ارمغان می آورد توانایی ایجاد تشکیل آنتی بادی های لازم، با همان نوع، و به دلیل "تومور (ارزن) بخش آن را قادر می سازد، مانند تمام سلول های توموری، به طور بی نهایت شناخته شده است که بر روی رسانه های مواد مغذی مصنوعی باز می شود که جمعیت هیبریدی متعدد را فراهم می کند. در شکل 131 نشان می دهد یک نمودار از جداسازی خطوط سلولی سنتز آنتی بادی های مونوکلونال. خطوط سلول های ماوس که آنتیبادی های مونوکلونال را سنتز می کنند، با ترکیب سلول های میلوما با لنفوسیت ها از یک طحال ماوس ایمن شده در پنج روز قبل جدا می شوند

آنتی ژن مورد نظر. ترکیب سلول ها به آنها می رسد با مخلوط کردن آنها در حضور پلی اتیلن گلیکول، که باعث همجوشی غشاهای سلولی می شود و سپس آنها را به وسیله مواد مغذی تحریک می کند، که به رشد و تولید مثل تنها سلول های هیبریدی (ترکیبی) اجازه می دهد. بازتولید ترکیبی در یک محیط مایع انجام می شود، جایی که آنها بیشتر رشد می کنند و آنتی بادی ها را به مایع کشت تبدیل می کنند، تنها با یک نوع، علاوه بر مقادیر نامحدود. این آنتی بادی ها مونوکلونال نامیده می شوند. برای افزایش فرکانس تشکیل آنتی بادی، به کلونینگ هیبریدی، به عنوان مثال به انتخاب هیبریدوم مستعمرات فردی قادر به ایجاد تشکیل بیشترین تعداد آنتی بادی های نوع مورد نظر است. آنتیبادی های مونوکلونال در پزشکی برای تشخیص و درمان تعدادی از بیماری ها استفاده گسترده ای پیدا کرده اند. در عین حال، مهمترین مزیت تکنولوژی مونوکلونال این است که می توان آنتی بادی ها را در برابر مواد بدست آورد که نمی توان آنها را تمیز کرد. برعکس، ممکن است آنتیبادی های مونوکلونال را در برابر غشاهای سلولی (پلاسما) نورون های حیوانی دریافت کنید. برای این، موش ها توسط غشاهای اختصاصی نورون ها واکسینه می شوند، پس از آن لنفوسیت های اسپایلی آنها با سلول های میلوما ترکیب می شوند و سپس به شرح زیر آمده است.

شکل. 131. به دست آوردن آنتی بادی های مونوکلونال

مهندسی ژنتیک و پزشکی

مهندسی ژنتیک برای پزشکی بسیار امیدوار کننده بود، در درجه اول در ایجاد فن آوری های جدید برای به دست آوردن پروتئین های فعال فیزیولوژیکی مورد استفاده به عنوان داروها (انسولین، سموتوستاتین، اینترفرون، سموتوتروپین و غیره).

انسولین برای درمان بیماران مبتلا به دیابت استفاده می شود که در جایگاه سوم (پس از بیماری قلبی و سرطان) در فرکانس مرگ و میر ناشی می شود. نیاز جهانی به انسولین چند ده کیلوگرم است. به طور سنتی، از غده های پانکراس خوک ها و گاو ها به دست می آید، اما هورمون های این حیوانات کمی از انسولین انسانی متفاوت است. خوک های انسولین بر روی یک اسید آمینه و گاو متفاوت هستند - در سه. اعتقاد بر این است که انسولین حیوانات اغلب عوارض جانبی را ایجاد می کند. گرچه سنتز شیمیایی انسولین به مدت طولانی انجام شده است، اما تا کنون تولید هورمون صنعتی بسیار گران بود. در حال حاضر انسولین ارزان با استفاده از روش مهندسی ژنتیک از طریق سنتز شیمیایی آنزیمی ژن انسولین به دست می آید و به دنبال آن معرفی این ژن در جابجایی روده است که سپس هورمون را سنتز می کند. چنین انسولین بیشتر "زیست تخریب پذیر" است، زیرا از لحاظ شیمیایی با انسولین تولید شده توسط سلول های پانکراس انسان یکسان است.

اینترفرون ها - پروتئین های سنتز شده توسط سلول ها به طور عمده در پاسخ به عفونت ارگانیسم توسط ویروس ها. اینترفرون ها با خاصیت گونه مشخص می شوند. به عنوان مثال، یک فرد دارای سه گروه از اینترفرون های تولید شده توسط سلول های مختلف تحت کنترل ژن های مربوطه است. علاقه به اینترفرون ها توسط این واقعیت تعیین می شود که آنها به طور گسترده ای در عمل بالینی برای درمان بسیاری از بیماری های انسانی، به ویژه ویروسی استفاده می شود.

داشتن اندازه های بزرگ، مولکول های اینترفرون کمی برای سنتز قابل دسترسی هستند. بنابراین، بیشتر اینترفرون ها از خون انسان به دست می آیند، اما خروجی با این روش به دست آوردن یک کوچک است. در همین حال، نیاز به اینترفرون بسیار بزرگ است. این کار را برای پیدا کردن یک روش موثر تولید اینترفرون در مقادیر صنعتی تعیین می کند. مهندسی ژنتیک تولید مدرن اینترفرون "باکتری" را تحت تأثیر قرار می دهد.

تأثیر مهندسی ژنتیک بر روی تکنولوژی این مواد دارویی که به مدت طولانی توسط تکنولوژی بیولوژیکی ایجاد شده است افزایش یافته است. بازگشت به 40-50s. قرن xx ایجاد شد

صنعت بیولوژیکی برای تولید آنتی بیوتیک ها، که کارآمد ترین بخش از زرادخانه پزشکی مدرن را تشکیل می دهند. با این حال، در سال های اخیر افزایش قابل توجهی در پایداری مواد مخدر باکتری ها، به ویژه آنتی بیوتیک ها وجود دارد. دلیل آن این است که به طور گسترده ای در پلاسمید جهانی میکروبی توزیع شود تعیین پایداری دارو باکتری ها. به همین دلیل است که بسیاری از آنتی بیوتیک های معروف قبلی، اثربخشی سابق خود را از دست داده اند. تنها راه غلبه بر مقاومت باکتری ها به آنتی بیوتیک ها، جستجو برای آنتی بیوتیک های جدید است. به گفته کارشناسان، حدود 300 آنتی بیوتیک جدید سالانه در جهان ایجاد می شود. با این حال، اکثر آنها بی اثر یا سمی هستند. در عمل، تنها چند آنتی بیوتیک هر ساله معرفی می شوند که باعث نمی شود نه تنها حفظ، بلکه همچنین افزایش قدرت صنعت آنتی بیوتیک بر اساس توسعه مهندسی ژنتیک باشد.

وظایف اصلی مهندسی ژنتیک در آن داروهایی که میکروارگانیسم ها توسط داروها تولید می شود، با نیاز به بازسازی مهندسی ژنتیک دوم به منظور افزایش فعالیت آنها تعیین می شود. در همان

زمان شروع به اجرای ایده ایجاد داروها به شکل مولکول های کوچک کرد، که به کارایی بیشتر آنها کمک می کند.

بیوتکنولوژی ایمنی بدن مربوط به تولید واکسن های نسل جدید جدید برای پیشگیری از بیماری های عفونی انسان و حیوانات است. اولین محصولات تجاری که توسط مهندسی ژنتیک ایجاد شده بود، واکسن علیه هپاتیت افراد، کف های حیوانی و برخی دیگر بود. یک جهت بسیار مهم در این منطقه همراه با تولید آنتی بادی های منوکلونال، واکنش های لازم برای تشخیص پاتوژن های بیماری، و همچنین برای تمیز کردن هورمون ها، ویتامین ها، پروتئین های مختلف طبیعت (آنزیم ها، سموم و غیره) است.

منافع قابل توجه عملی، روش دستیابی به هموگلوبین مصنوعی با استفاده از ژن های هموگلوبین در گیاهان توتون و تنباکو است که در آن α- و β- زنجیره ای از گلوبین تحت کنترل این ژن ها تولید می شوند که به هموگلوبین ترکیب می شوند. سنتز شده در سلول های گیاهان تنباکو هموگلوبین کاملا کاربردی است (اکسیژن متصل می شود). مهندسی سلولی در برنامه کاربردی به یک فرد نه تنها با راه حل مشکلات اساسی زیست شناسی انسان، بلکه همچنین با غلبه بر ناباروری زنان است. از آنجا که فراوانی موارد مثبت لانه گزینی در زنان جنجالی درونکشتگاهیکوچک است، سپس به دست آوردن دوقلوهای مونوسیسیت درونکشتگاهی.همچنین مهم است، به عنوان امکانات ایمپلنت های مکرر به علت جنین های "یدکی" افزایش می یابد. از مزایای خاص، چشم انداز استفاده از سلول های بنیادی به عنوان منبع جایگزینی سلول ها و بافت ها در درمان بیماری هایی مانند دیابت، آسیب به نخاع، درد قلبی، استوشرتریت، بیماری پارکینسون است. اما برای اجرای این دیدگاه ها، یک مطالعه عمیق از زیست شناسی سلول های بنیادی ضروری است.

در استفاده از مهندسی ژنتیک در رابطه با مشکلات پزشکی، وظیفه توسعه روش های مهندسی ژنتیکی از درمان رادیکال بیماری های ارثی، که متأسفانه هنوز با روش های موجود درمان نشده است. محتوای این وظیفه توسعه روش های اصلاح (عادی سازی) جهش ها است، که نتیجه آن بیماری های ارثی است و در حصول اطمینان از انتقال "اصلاحات" توسط ارث. اعتقاد بر این است که توسعه موفقیت آمیز روش های مهندسی ژنتیکی برای درمان بیماری های ارثی خواهد بود

ترویج داده های مربوط به ژنوم انسان به دست آمده به دست آمده به دست آمده به دست آمده به دست آمده از اجرای برنامه علمی بین المللی "ژنوم انسان".

مشکلات زیست محیطی مهندسی ژنتیک

ارتقاء بیوتکنولوژی به یک سطح جدید، مهندسی ژنتیک همچنین کاربرد را در زمینه های توسعه برای تعیین و از بین بردن آلودگی محیط زیست یافت. به طور خاص، سویه های باکتری ساخته می شوند که شاخص های عجیب و غریب فعالیت های جهش یافته از آلودگی شیمیایی هستند. از سوی دیگر، سویه های باکتری حاوی پلاسمید ها، تحت کنترل آن سنتز آنزیم ها رخ می دهد، قادر به از بین بردن بسیاری از ترکیبات شیمیایی زیستگاه است. به طور خاص، برخی از باکتری های حاوی پلاسمید قادر به تجزیه به ترکیبات بی ضرر از محصولات نفتی و نفتی هستند که خود را به عنوان یک نتیجه از حوادث مختلف یا سایر علل نامطلوب یافتند.

با این حال، مهندسی ژنتیک تبدیل یک ماده ژنتیکی است که در طبیعت وجود ندارد. در نتیجه، محصولات مهندسی ژنتیک کاملا محصولاتی جدید هستند که در طبیعت وجود ندارد. بنابراین، آن را به خودی خود به دلیل ناشناخته محصولات خود را برای طبیعت و زیستگاه و برای پرسنل کار در آزمایشگاه ها، که از روش مهندسی ژنتیک یا کار با ساختارهای ایجاد شده در طول کار مهندسی ژنتیک استفاده می شود، خطرناک است.

از آنجا که امکانات مربوط به ژن های کلونینگ بی پایان هستند، در ابتدای این مطالعات در میان دانشمندان، در مورد ماهیت ارگانیسم ها ایجاد شده است. در عین حال، فرضیه ها در مورد تعدادی از پیامدهای ناخواسته این روش انجام شد و این مفروضات حمایت و در میان عموم مردم را یافت. به طور خاص، اختلاف نظر در خواص باکتری ها که ژن های حیوانی را در آزمایش های مهندسی ژنتیکی دریافت کردند، ظاهر شدند. به عنوان مثال، آیا باکتری ها حفظ می شوند E. coli.گونه آن متعلق به دلیل محتوای ژنهای حیوانی که در آنها معرفی شده است (به عنوان مثال، ژن انسولین) یا باید آنها را به عنوان یک نوع جدید در نظر گرفته شود؟ علاوه بر این، چه مدت چنین باکتری وجود دارد، که در آن می توان آنها را می توان

وجود دارد؟ اما مهمترین چیز این بود که در ظهور نگرانی هایی که در جریان تولید و دستکاری با مولکول های DNA نوترکیب، ساختارهای ژنتیکی با خواص، بهداشت پیش بینی نشده و خطرناک انسان را می توان برای تعادل زیست محیطی ایجاد شده از لحاظ تاریخی ایجاد کرد. در عین حال، خواستار مهلت قانونی مهندسی ژنتیک شد. این تجدید نظر باعث ایجاد رزونانس بین المللی شد و منجر به کنفرانس بین المللی شد که در سال 1975 در ایالات متحده برگزار شد و پیامدهای احتمالی تحقیق در این زمینه به طور گسترده مورد بحث قرار گرفت. سپس در کشورهایی که مهندسی ژنتیک شروع به توسعه می کردند، قوانین برای کار با مولکول های DNA نوترکیب توسعه یافت. این قوانین به منظور خروج از ورود زیستگاه محصولات آزمایشگاه های مهندسی ژنتیکی هدف قرار می گیرند.

یکی دیگر از جنبه های عواقب نامطلوب آثار مهندسی ژنتیکی با خطر به سلامت کارکنان کار در آزمایشگاه ها، که از روش مهندسی ژنتیک استفاده می شود، از آنجا که فنل، اتدیوم برومید، اشعه ماوراء بنفش، که برای سلامتی مضر هستند، استفاده می شود آزمایشگاه ها. علاوه بر این، در این آزمایشگاه ها، احتمال عفونت با باکتری هایی حاوی مولکول های DNA نوترکیب وجود دارد که خواص ناخواسته ای مانند مقاومت دارویی باکتری ها را کنترل می کنند. این و نقاط دیگر نیاز به افزایش ایمنی در کار مهندسی ژنتیک را تعیین می کنند.

در نهایت، مشکلات خطر از محصولات اصلاح شده ژنتیکی (گوجه فرنگی تغییر یافته ژنتیکی، سیب زمینی، ذرت، سویا)، و همچنین محصولاتی مانند نان، ماکارونی، آب نبات، بستنی، پنیر، روغن نباتی، محصولات گوشت، پنیر، روغن نباتی، گوشت محصولاتی که در برخی کشورها هستند، به ویژه در ایالات متحده، به دست آمده گسترده شده اند. برای 12000 سال کشاورزی، یک فرد از محصولات طبیعی طبیعی استفاده می کند. بنابراین فرض بر این است که با مواد غذایی اصلاح شده ژنتیکی در بدن انسان، سموم جدید، آلرژن ها، باکتری ها، سرطان زا، سقوط خواهد کرد، که منجر به بیماری های کاملا جدید نسل های آینده خواهد شد. در این راستا، این سوال از یک ارزیابی واقعا علمی از مواد غذایی اصلاح شده ژنتیکی بوجود می آید.

مسائل برای بحث

1. شما در زیر ژن، سلول و مهندسی ژنتیک درک می کنید؟ آیا تفاوت بین این مفاهیم و کلونینگ مولکولی وجود دارد؟

2. پیشرفت مهندسی ژنتیک نسبت به سایر روش های مورد استفاده در زیست شناسی چیست؟

3. لیست اصلی "ابزار" مهندسی ژنتیک را فهرست کنید.

4. آنزیم های محدود کننده چیست، خواص آنها و نقش آنها در مهندسی ژنتیک چیست؟

5. آیا تمام محدودیت ها به پایان می رسد "چسبنده" به پایان می رسد DNA مورد مطالعه و ساختار به پایان می رسد "چسبنده" به نوع محدودیت بستگی دارد؟

6. تعریف از بردارهای ژنتیکی را ارائه دهید. آیا بردارهای طبیعی وجود دارد؟

7. چگونه بردارهای ژنتیکی در شرایط آزمایشگاهی دریافت می شود؟ چه اشیاء بیولوژیکی مواد منبع برای به دست آوردن بردارها هستند؟

8. طول محدودی از توالی های پایه های نیتروژن DNA چیست، که هنوز هم می تواند در بردار ژنتیکی مشغول به کار باشد؟ بردارها از طریق "قدرت"؟

9. خواص لیگاز DNA را شرح دهید و نقش آن را در مهندسی ژنتیک تعیین کنید.

10. چگونه بخش DNA کلون شده (ژن) با یک بردار ژنتیکی چگونه است؟

11. میزان بروز مولکول های DNA نوترکیب در سلول های باکتریایی چیست؟

12. در چه اصل انتخاب سلول های باکتریایی حاوی مولکول های DNA نوترکیب است؟ یک نمونه از چنین انتخابی را به ارمغان بیاورید.

14. بسیاری از سویه های باکتری دارای آنزیم های مشابه هستند، تقریبا به همان اندازه متابولیسم خود را ارائه می دهند. در همین حال، خصوصیات نوکلئوتیدی سیستم های محدود کردن سیستم های اصلاح باکتری متفاوت است. آیا می توانید این پدیده را توضیح دهید؟

15. چرا توالی های DNA نشان دهنده مکان های تشخیص محدودیت نمی توانند شامل بیش از هشت جفت پایه باشند؟

16. چند بار دنباله GHRC، قابل تشخیص توسط سن محدود Na III، در بخش DNA از 50،000 جفت پایه با مقدار 30، 50 و 70 درصد از HZ رخ می دهد؟

17. Restractases Bam Hi و BGL من توالی گاتز و T Gatza را شناور می کنم. آیا امکان وجود دارد که در Bam Hi سایت های DNA سایت تولید شده توسط BGL I-restriction باشد؟ اگر چنین است، چرا؟ اگر پلاسمید استفاده شود (بردار) حاوی یک سایت برای محدودیت BGL I، پس از آن که در آن محیط مواد مغذی شما می توانید انتخاب باکتری، این پلاسمید انجام دهید؟

18. محاسبه فراوانی تغییر باکتری ها در هر مولکول DNA، اگر 5-10 5 ترانسفورماتور توسط 5000 جفت پایه پلاسمید تشکیل شود؟

19. آیا می توان یک تکرار DNA 0 نقطه را کلون کرد E. coli.و اگر چنین است، چطور؟

20. آیا ممکن است تعیین کنیم که چه مقدار مولکول های DNA باید یک سلول را تغییر دهند E. coli؟

21. آیا امکان تعیین محل اسپلیسینگ بر mRNA با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمریزاسیون وجود دارد؟

22. چگونه می توان واکنش زنجیره ای پلیمراز را به منظور وارد کردن محل محدودیت مورد نظر در بخش DNA DNA در نظر گرفته شده برای کلونینگ استفاده کرد؟

23. روش های مهندسی سلولی را در استفاده از حیوانات نامگذاری کنید. ارزش اقتصادی حیوانات حاصل از این روش ها چیست؟

24. تعاریف "گیاهان تراریخته" و "حیوانات ترانس ژنیک" را ارائه دهید. آیا ارگانیسم های ترانس ژنیک وابستگی گونه خود را حفظ می کنند یا می توانند ارگانیسم های گونه های جدید را در نظر بگیرند؟

25. هیبریدوم ها و آنتیبادی های منوکلونال چیست؟ آنها چگونه آنها را دریافت می کنند؟

26. آیا مهندسی سلولی برای فرد مناسب است؟

27. فرض کنید تزریق DNA بیگانه در تخم مرغ ماوس و لانه گزینی به صورت یک تخم مرغ به بدن ماوس با حاملگی و تولد آن به پایان رسید، موش هایی حاوی کپی DNA تزریق شده در ژنوم است. با این حال، موش ها موزاییک بودند، به عنوان مثال برخی از سلول های آنها حاوی کپی DNA تزریقی هستند، دیگران از این DNA محروم هستند. آیا می توانید ماهیت این پدیده را توضیح دهید؟

28. آیا غذای خطرناک ژنتیکی را از محصولات اصلاح شده ژنتیکی تهیه می کنید؟

29. آیا تخصص علمی از غذاهای اصلاح شده ژنتیکی نیاز دارد؟

شناخت توسط این واقعیت تعیین می شود که ما به عنوان حقیقت تایید شده ایم.

p.A. Florensky، 1923.

(DNA و RNA) و ژنتیک میکروارگانیسم ها. این کار در رمزگشایی ساختار، سنتز شیمیایی یا بیوشیمیایی، کلونینگ، قرار دادن جدا شده یا تازه سنتز شده در ارگانیسم ها به منظور تغییرات در خواص ارثی خود، مشغول به کار است. مهندسی ژنتیک یک رویای قرن قرنتی از بشریت - مدیریت.

دو اکتشافات باعث ایجاد مهندسی ژنتیک می شود. اولین آنها کشف خاص - نامگذاری شده با محدودیت ها است. بازسازی ها پاره شده اند، توالی نوکلئوتید ها را به DNA بریزند، اما نه جایی که سقوط کرد، اما تنها در آن مکان هایی که ترکیبی از برخی از نوکلئوتید های خاصی وجود دارد، تنها با این محدودیت قابل تشخیص است. این "هوشمند" از میکروارگانیسم ها جدا شده اند که از اطلاعات ژنتیکی شخص دیگری محافظت می کنند (به عنوان مثال از DNA). به عنوان مثال، با کمک محدودیت ها، ممکن است به وسیله یک بخش از بخش DNA به دست آید، شامل یک توالی از نوکلئوتید ها کدگذاری شده است. چنین ممکن است انسولین لازم برای درمان دیابت، انسان یا مورد استفاده برای درمان بیماری های ویروسی باشد.

این مهم است برای مهندسی ژنتیک و دیگر - لیگاز، "دوختن" بخش های DNA یک به دیگری. با آن، ممکن است، مخلوط کردن در راه حل های لوله های مولکول های DNA برش های مختلف برش (محدود شده)، آنها را به یکی، به عنوان یک توالی از یک دنباله از سوی دیگر، مخلوط کنید.

کشف دوم، مهندسی ژنتیک پایه در عناصر ژنتیکی تولید می شود. این ها مولکول های DNA حلقوی نسبت به طول کوچک (بیش از 100 هزار جفت نوکلئوتید) هستند. آنها نامیده می شوند. ممکن است از فاضلاب به اصطلاح معتدل (نگاه کنید به) - نه کشتن باکتری ها، بلکه از نسل به نسل منتقل می شود. و مدرک ها را می توان از K انتقال داد، و شامل DNA حلقه آنها، ممکن است ماتریس برای سنتز مکانیزم خاص، از طریق اطلاعات (ماتریس) RNA با مشارکت ریبوزوم مالک (نگاه کنید به). DNA پلاسمید و فاژ نیز می تواند با محدودیت ها کاهش یابد و با لیگاز ها منتقل شود.

مهندسی ژنتیک زمانی آغاز شد که دانشمندان دریافتند که با کمک محدودیت ها و لیگاز ها می توانند به داخل یا معتدل فاژ وارد شوند و سپس آنها را آلوده کنند. مشکلات با قرار دادن در باکتری ها و فاژ ها (آنها نسخه ها، حامل ها) از بالاترین ارگانیسم ها به سرعت غلبه می کنند. در حال حاضر مهندسان ژنتیک به سختی به دنبال مدیره هستند که می توانند بردارهای ایمن شوند.

در حال حاضر، مهندسی ژنتیک می تواند در مقادیر نامحدود و سایر افراد مورد نیاز برای درمان بیماری های ژنتیکی (به عنوان مثال، انسولین و غیره) باشد. آنها در مقادیر زیادی تولید می شوند که در آن موارد مربوطه معرفی شده است. در آینده نزدیک، مهار کننده ها (مدیران) تومورهای بدخیم، برای درمان بیماری های ویروسی، انکفالین ها و اندورفین ها برای درمان بیماری های روانی به دست می آیند. در اصل، شما می توانید سنتز گوشت یا شیر را ایجاد کنید. در پایان قرن ما، مشکل تغییر جهت گیاهان بالاتر، حل خواهد شد، که کشاورزی را انقلابی خواهد کرد. اول از همه آن خواهد بود در مورد ایجاد

1. فرصت های مهندسی ژنتیک. چهار

2. تاریخ مهندسی ژنتیک. 6

3. مهندسی ژنتیک به عنوان یک علم. روش های مهندسی ژنتیک. 10

4. زمینه استفاده از مهندسی ژنتیک. 12

5. حقایق علمی خطر مهندسی ژنتیک. هجده

نتیجه. 22

منابع .. 23

معرفی

موضوع مهندسی ژنتیک اخیرا به طور فزاینده ای محبوب شده است. بیشتر توجه به پیامدهای منفی که توسعه این شاخه علم می تواند منجر به درجه بسیار پایین شود، مزایایی که مهندسی ژنتیک می تواند به ارمغان بیاورد، پرداخت می شود.

منطقه امیدوار کننده ترین کاربرد تولید مواد مخدر با استفاده از فن آوری های مهندسی ژنتیکی است. به تازگی فرصتی برای دریافت واکسن های مفید بر اساس گیاهان ترانس ژنیک وجود دارد. هیچ علاقه ای کمتر تولید محصولات غذایی با استفاده از تمام تکنولوژی های مشابه نیست.

مهندسی ژنتیک علم آینده است. در حال حاضر، میلیون ها هکتار در سراسر جهان از گیاهان ترانس ژنیک بذر می شوند، داروهای پزشکی منحصر به فرد ایجاد می شوند، تولید کنندگان جدید مواد سودمند. در طول زمان، مهندسی ژنتیک امکان دستیابی به دستاوردهای جدید در پزشکی، کشاورزی، صنایع غذایی و دامداری را فراهم می آورد.

هدف از این کار، بررسی ویژگی های امکان، تاریخ توسعه و استفاده از مهندسی ژنتیک است.

1. امکانات مهندسی ژنتیک

بخش مهمی از بیوتکنولوژی مهندسی ژنتیک است. او در اوایل دهه 70 متولد شد، امروز او موفقیت بزرگی را به دست آورد. روشهای مهندسی ژنتیک سلول های تبدیل باکتری ها، مخمر و پستانداران در کارخانه "کارخانه" برای تولید بزرگ در مقیاس بزرگ هر پروتئین. این باعث می شود که جزئیات ساختار و عملکرد پروتئین ها را تجزیه و تحلیل کنید و از آنها به عنوان دارو استفاده کنید. در حال حاضر، Wand روده (E. coli) تبدیل به یک تامین کننده از این هورمون های مهم به عنوان انسولین و سموتوتروپین شده است. قبلا، انسولین از سلول های پانکراس حیوانات به دست آمد، بنابراین بسیار بالا بود. برای به دست آوردن 100 گرم انسولین بلورین، 800-1000 کیلوگرم پانکراس مورد نیاز است، و یک گاو آهن وزن 200 تا 250 گرم است. این باعث شد انسولین گران و سخت برای رسیدن به طیف گسترده ای از بیماران دیابتی ساخته شده است. در سال 1978، محققان شرکت "Gentek" ابتدا انسولین را در یک سویه مخصوص طراحی شده از چوب های روده دریافت کردند. انسولین شامل دو زنجیره پلی پپتید A و در طول 20 و 30 اسید آمینه است. هنگام اتصال اوراق قرضه دی سولفید، انسولین بومی دو رشته ای تشکیل شده است. نشان داده شده است که پروتئین های E. coli، آندوتوکسین ها و سایر ناخالصی ها را شامل نمی شود، عوارض جانبی را به عنوان یک انسولین حیوانات ارائه نمی دهد و در فعالیت های بیولوژیکی نیست

متفاوت است. پس از آن، در سلول های E. coli، سنتز پروانهلین ها انجام شد، که کپی DNA آن بر روی ماتریس RNA با استفاده از ترانسپرتاز معکوس سنتز شد. پس از تمیز کردن اپوللین حاصل، آن را تقسیم کرد و انسولین بومی دریافت کرد، در حالی که مراحل استخراج و جداسازی هورمون به حداقل رسید. از 1000 لیتر مایع فرهنگی، شما می توانید تا 200 گرم هورمون دریافت کنید، که معادل مقدار انسولین است، جدا شده از 1600 کیلوگرم پانکراس خوک ها یا گاو ها.

Somatotropin یک هورمون رشد انسانی است که توسط غده هیپوفیز ترشح می شود. ضرر این هورمون منجر به کوتوله های هیپوفیز می شود. اگر شما سه بار در هر کیلوگرم وزن خود را در دوزهای 10 میلی گرم در هر کیلوگرم وزن وارد کنید، پس از آن سال کودک مبتلا به کمبود آن ممکن است 100 سانتی متر باشد. قبلا از یک ماده لوله به دست آمده از یک جسد به دست آمده از یک جسد: 4 - 6 میلی گرم سموتوتروپین در شرایط بازپرداخت داروسازی آماده سازی داروسازی. بنابراین، مقدار موجود هورمون محدود بود، علاوه بر این، هورمون، به دست آمده از این روش، ناهمگن بود و می تواند به آرامی در حال توسعه ویروس ها باشد. در سال 1980، Genentec تکنولوژی تولید سموتوتروپین را با باکتری ها توسعه داد که از کمبودهای ذکر شده محروم شد. در سال 1982، هورمون رشد انسانی در کشت E.coli و سلول های حیوانی در موسسه پاستور در فرانسه به دست آمد و از سال 1984 تولید صنعتی انسولین و اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد. در تولید اینترفرون، E. coli، S. cerevisae (مخمر) و کشت فیبروبلاست ها یا لکوسیت های تبدیل شده استفاده می شود. روش های مشابه نیز واکسن های ایمن و ارزان را دریافت می کنند.

در تکنولوژی DNA نوترکیب، بر اساس تولید پروب های DNA بسیار خاص است، با کمک بیان ژن ها در بافت ها، محلی سازی ژن ها در کروموزوم ها، ژن ها را با توابع مرتبط (به عنوان مثال، در انسان و مرغ) تشخیص می دهند . پروب های DNA نیز در تشخیص بیماری های مختلف استفاده می شود.

تکنولوژی DNA نوترکیب باعث شد که رویکرد غیر سنتی "ژن پروتئین" به نام "ژنتیک معکوس" نامیده شود. با این رویکرد، سلول از سلول جدا شده است، ژن این پروتئین کلون شده است، با ایجاد یک ژن جهش یافته کدگذاری شکل تغییر پروتئین تغییر می کند. ژن حاصل به سلول معرفی می شود. اگر بیان شود، سلول خود را حمل می کند و نسل های آن پروتئین تغییر یافته را سنتز می کند. بنابراین، شما می توانید ژن های معیوب را اصلاح کنید و بیماری های ارثی را درمان کنید.

اگر DNA ترکیبی به یک تخم مرغ بارور معرفی شود، ارگانیسم های ترانس ژنیک بیان ژن جهش یافته را می توان به دست آورد و فرزندان آن آن را انتقال می دهند. تحول ژنتیکی حیوانات به شما امکان می دهد نقش ژن های فردی و محصولات پروتئینی آنها را در تنظیم فعالیت های دیگر ژن ها و فرایندهای پاتولوژیک مختلف ایجاد کنید. با کمک مهندسی ژنتیک، خطوط حیوانی مقاوم به بیماری های ویروسی ایجاد می شود، و همچنین نژادهای حیوانی با ویژگی های مفید انسان است. به عنوان مثال، میکروکنترل DNA نوترکیب حاوی ژن somatotropin bull در zygota از خرگوش اجازه داد که حیوان ترانس ژنیک با عملکرد بیش از حد تولید این هورمون باشد. حیوانات به دست آمده دارای Acromegaly تلفظ شده اند.

حامل های پایه های مادی ژن ها به کروموزوم ها کمک می کنند که شامل DNA و پروتئین ها هستند. اما ژن های تشکیل دهنده شیمیایی نیستند، اما کاربردی. از نقطه نظر کاربردی، DNA شامل انواع بلوک هایی است که مقدار مشخصی از اطلاعات را ذخیره می کنند. اساس عمل ژن، توانایی آن از طریق RNA برای تعیین سنتز پروتئین است. در مولکول DNA، اطلاعات تعیین ساختار شیمیایی مولکول های پروتئینی ثبت می شود. این ژن بخشی از مولکول DNA است که حاوی اطلاعات مربوط به ساختار اولیه یک پروتئین واحد است (یک ژن یک پروتئین است). از آنجا که ده ها هزار پروتئین در موجودات وجود دارد، ده ها هزار ژن وجود دارد. ترکیبی از تمام ژن های سلولی ژنوم آن است. تمام سلول های ارگانیسم شامل مجموعه ای از ژنهای مشابه هستند، اما هر یک از آنها توسط بخش های مختلف اطلاعات ذخیره شده اجرا می شود. بنابراین، به عنوان مثال، سلول های عصبی و ویژگی های ساختاری عملکردی و بیولوژیکی متفاوت از سلول های کبدی هستند.

در حال حاضر، حتی دشوار است پیش بینی تمام امکانات که در چند دهه آینده اجرا خواهد شد.

2. تاریخ مهندسی ژنتیک

با این حال، تاریخچه فن آوری های پزشکی و بیولوژیکی بالا، روش های تحقیق ژنتیکی، به عنوان مثال، مهندسی ژنتیک، به طور مستقیم به تمایل ابدی فرد برای بهبود نژادهای حیوانات خانگی و افراد کشت شده کشت شده مرتبط است. انتخاب، برخی از افراد از گروه های حیوانات و گیاهان و عبور از آنها در میان خود، یک فرد، بدون داشتن ایده درست از ماهیت درونی فرایندهایی که در موجودات زنده رخ داد، بسیاری از صدها و هزاران سال باعث ایجاد نژاد های بهبود یافته بود از حیوانات و انواع گیاهان که دارای خواص مفید و ضروری برای مردم هستند.

در قرن ها XVIII و XIX، تلاش های زیادی انجام شده است تا متوجه شود که چگونه علائم تولید به نسل منتقل می شود. یکی از کشف های مهم در سال 1760 Keletereter Botanik ساخته شد، که از دو نوع تنباکو عبور کرد، انتقال به گرده یک گونه بر روی گونه های دیگر گونه ها. گیاهان به دست آمده از دانه های هیبریدی علائم، میان علائم هر دو والدین داشتند. KelReteiver نتیجه منطقی را از این به دست آورد که نشانه های والدین هر دو از طریق گرده (سلول های بذر) و از طریق دانه ها (سلول های تخم مرغ) منتقل می شوند. با این حال، نه به او، و نه معاصران آن درگیر هیبریداسیون گیاهان و حیوانات، نمی تواند ماهیت مکانیسم انتقال ارثی را نشان دهد. این تا حدودی به این دلیل است که در آن روز، پایه های سیتولوژی این مکانیزم هنوز شناخته نشده بود، اما عمدتا این واقعیت است که دانشمندان سعی کردند وراثت تمام نشانه های گیاهان را در همان زمان مطالعه کنند.

رویکرد علمی در هنگام مطالعه ارثی از نشانه های خاص و اموال توسط Monk Cathic Catholic Catholic Monk Gregor Mendel توسعه یافته است که در تابستان سال 1865 آزمایشات خود را بر روی هیبریداسیون گیاهان آغاز کرد (به عبور از انواع مختلف نخود) در قلمرو صومعه او. او برای اولین بار قوانین اصلی ژنتیک را باز کرد. گرگور مندل موفقیت را به دست آورد، زیرا او وراثت فردی را مطالعه کرد، به وضوح از علائم متناقض (متضاد) متفاوت بود، تعداد فرزندان هر نوع را شمارش کرد و به دقت سوابق دقیق تمام آزمایش های آن را در عبور از آن هدایت کرد. آشنایی با مبانی ریاضیات به او اجازه داد تا داده های به دست آمده را به درستی تفسیر کند و این فرض را مطرح کند که هر علامت توسط دو عامل ارثی تعیین می شود. بعدا یک محقق با استعداد، به وضوح نشان داده شد که خواص ارثی مخلوط نشده اند، اما به صورت واحدهای خاص به فرزندان منتقل می شوند. این نتیجه گیری درخشان پس از آن به طور کامل تایید شد زمانی که ممکن بود کروموزوم ها را ببینید و ویژگی های مختلف انواع تقسیم سلولی را پیدا کنید: میتوز (سلول های سوماتیک - سلول های بدن)، میوزوز (ژنیتال، بازتولید، جوانهزنی) و لقاح.

مندل در مورد نتایج کار خود در جلسه انجمن انجمن طبیعت گرایان بنیان گزارش داد و آنها را در نوشته های این جامعه منتشر کرد. معنا از نتایج دریافت شده توسط معاصران آن درک نشده بود، و این مطالعات از دانشمندان پرورش و طبیعت گرایان برای تقریبا 35 سال توجه نکرد.

در سال 1900، پس از جزئیات تقسیم سلول ها به نوع میتوز، میوزوز و بسیار لقاح، سه محقق - د فریز در هلند، در آلمان و چرمک در اتریش، تعدادی از آزمایشات را انجام دادند و به طور مستقل از هر یک از آنها بلافاصله باز شد قوانین وراثت، که قبلا شرح داده شده است. بعدها، پیدا کردن مقاله مندل، که در آن این قوانین به وضوح به مدت 35 سال پیش از آنها فرمول بود، این دانشمندان به طور یکسان با یک دانشمند Inoku پاداش دادند و دو قانون اساسی وراث را با نام او خواستند.

در دهه اول قرن بیستم، آزمایشات با گیاهان و حیوانات متنوع انجام شد و مشاهدات متعددی در مورد ارثی علائم در انسان انجام شد، که به وضوح نشان داد که تمام این ارگانیسم ها وراثت قوانین اساسی را مطرح می کنند. مشخص شد که عوامل توصیف شده توسط مندل، که یکی از ویژگی های جداگانه را تعیین می کند، در کروموزوم های هسته سلول قرار دارد. پس از آن، در سال 1909، این واحدها به نام ژنهای گیاه شناسی دانمارکی (از کلمه یونانی "GE-بینی" نامگذاری شدند - جنس، مبدا) و ویلیام ساتیون، دانشمند آمریکایی، شباهت شگفت انگیز بین رفتار کروموزوم ها را در طول شکل گیری بازی ها (جنسیت " سلول ها)، لقاح آنها و انتقال عوامل ارثی Mendelian - ژن ها. بر اساس این اکتشافات هوشمندانه، نظریه به اصطلاح کروموزومی وراثت ایجاد شد.

در واقع، ژنتیک خود را به عنوان یک علم وراثت و تنوع موجودات زنده و روش های مدیریت آنها، در ابتدای قرن بیستم آغاز شد. دانشمند ژنتیک آمریکایی T. Morgan، همراه با کارکنان خود، آزمایش های متعددی را انجام داد، مجاز به نشان دادن ژنتیکی برای تعریف رابطه جنسی و توضیح تعدادی از اشکال غیر معمول ارث، که در آن انتقال یک علامت بستگی به کف زمین دارد فرد (نشانه های به اصطلاح با کف). گام بعدی بعدی در سال 1927 ساخته شد، زمانی که Meller متوجه شد که، اشعه ماوراء بنفش میوه و سایر ارگانیسم ها را با اشعه ایکس اشباع می کند، شما می توانید آنها را مصنوعی ایجاد کنید، یعنی جهش ها. این باعث شد که بسیاری از ژن های جهش یافته جدید را بدست آورند - مواد اضافی برای مطالعه وراثت. داده های مربوط به ماهیت جهش ها به عنوان یکی از کلید های درک شده و ساختار ژن ها به کار گرفته شده است.

در دهه 20 سالگی، دانشمندان شوروی مدرسه A.S. اولین آزمایش ها انجام شد، که نشان داد که یک ژن دشوار است. این ایده ها توسط J. Watson و F. Creek مورد استفاده قرار گرفت که در سال 1953 در انگلستان مدیریت شد تا یک مدل DNA ایجاد شود و کد ژنتیکی را رمزگشایی کند. سپس کار تحقیقاتی علمی با ایجاد هدفمند ترکیبی جدید از مواد ژنتیکی همراه است و منجر به ظهور مهندسی ژنتیک شد.

در همان زمان، در 40s، یک مطالعه با تجربه از روابط بین ژنها و آنزیم ها آغاز شد. برای این منظور، یک شی دیگر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت - قارچ قارچ Neurospora، که می تواند به طور مصنوعی به دست آید و تعدادی از جهش های بیوشیمیایی مرتبط با از دست دادن آنزیم خاص (پروتئین) را بررسی کند. در دهه گذشته گذشته، شایع ترین اشیاء مطالعات ژنتیکی عبارت بودند از: WAND روده (Escherichia coli) و برخی از باکتریوفاژ هایی که بر این باکتری تأثیر می گذارد.

از همان ابتدای قرن بیستم، آن را با علاقه ای آرامش بخش به مطالعه ارثی برخی از علائم خاص (خاص) در انسان و انتقال ارثی از علائم مطلوب و نامطلوب حیوانات خانگی و گیاهان کشت مشاهده شد. با تکیه بر دانش عمیق عمیق از الگوهای ژنتیکی، دانشمندان ژنتیکی و پرورش دهندگان تقریبا به منظور جمع آوری نژادهای دامداری که قادر به زنده ماندن در آب و هوای گرم هستند، گاوهایی که شیر زیادی را با چربی بالا، جوجه های بزرگ با پوسته های نازک، نمرات ذرت را حمل می کنند و گندم با مقاومت بالا به بیماری های خاص.

در سال 1972، اولین DNA هیبریدی (نوترکیب) در آزمایشگاه P. Berg به دست آمد. ایده های هیجان انگیز در زمینه ژنتیک انسان و روش های تحقیق ژنتیکی به طور گسترده ای توسعه یافته و در پزشکی خود اعمال می شود. در دهه 70، شروع به رمزگشایی ژنوم انسان کرد. برای بیش از ده سال، یک پروژه به نام "ژنوم انسان" وجود دارد. از 3 میلیارد جفت نوکلئوتید، واقع در قالب پاساژ های جامد مداوم، هنوز تنها حدود 10 میلیون کاراکتر خوانده می شود. در عین حال، تکنیک های ژنتیکی جدید ایجاد می شود که سرعت خواندن DNA را افزایش می دهد. مدیر مرکز پزشکی و ژنتیک آکادمی علوم پزشکی روسیه V.I. ایوانف قطعا معتقد است که "کل ژنوم حدود 2020 خوانده خواهد شد."

3. مهندسی ژنتیک به عنوان یک علم. روش های مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک - طراحی ساختارهای ژنتیکی فعال عملکردی (DNA نوترکیب)، یا در غیر این صورت - ایجاد برنامه های ژنتیک مصنوعی (BAEV A.A). توسط E.S. مهندسی ژنتیک Peerbian یک سیستم تکنیک های تجربی برای طراحی ساختارهای ژنتیکی مصنوعی به شکل مولکول های DNA به اصطلاح نوترکیب یا ترکیبی است.

این هدف در یک برنامه پیش تعیین شده برای طراحی سیستم های ژنتیک مولکولی خارج از بدن است و به دنبال آن معرفی آنها در یک موجود زنده است. در عین حال، DNA های نوترکیب تبدیل به یک بخش جدایی ناپذیر از دستگاه ژنتیک ارگانیسم تراشه شده و گزارش جدید ژنتیک منحصر به فرد، بیوشیمیایی و سپس خواص فیزیولوژیکی.

هدف از مهندسی ژنتیک کاربردی، طراحی چنین مولکول های DNA نوترکیب است که هنگام معرفی به دستگاه ژنتیک، بدن را به سازماندهی، مفید برای یک فرد می دهد.

تکنولوژی DNA نوترکیب از روش های زیر استفاده می کند:

تقسیم DNA خاص با محدود کردن هسته ها، تسریع انتشار و دستکاری با ژنهای فردی؛

توالی سریع تمام نوکلئوتید ها با یک قطعه DNA خالص، که به شما اجازه می دهد تا مرزهای ژن را تعیین کنید و دنباله اسید آمینه کدگذاری شده توسط آن؛

طراحی DNA نوترکیب؛

هیبریداسیون اسید های نوکلئیک، اجازه می دهد تا شناسایی های RNA یا DNA خاص را با دقت و حساسیت بیشتر بر اساس توانایی آنها برای پیوستگی توالی های مکمل اسیدهای نوکلئیک شناسایی کنند؛

Cloning DNA: تقویت کننده in vitro با یک واکنش پلیمراز زنجیره ای یا معرفی یک قطعه DNA به یک سلول باکتریایی، که پس از چنین تحول، این قطعه را در میلیون ها نسخه بازتولید می کند؛

معرفی DNA نوترکیب در سلول ها یا ارگانیسم ها.

4. زمینه استفاده از مهندسی ژنتیک

در حال حاضر، اکتشافات علمی در زمینه ژنتیک انسانی واقعا اهمیت انقلابی دارد، زیرا این امر در مورد امکان ایجاد "نقشه ژنوم انسان" یا "آناتومی پاتولوژیک ژنوم انسان" است. این کارت ژنتیک به شما این امکان را می دهد که محل ژن هایی را که مسئول برخی از بیماری های ارثی بر روی Helix DNA طولانی هستند نصب کنید. به گفته دانشمندان ژنتیک، این امکانات نامحدود پایه ای برای ایده اعمال در عمل بالینی، به اصطلاح ژن درمانی، که چنین جهت درمان بیماران است، تشکیل شده است که با جایگزینی ژن های آسیب دیده همراه است فن آوری های زیست محیطی بالا و مهندسی ژنتیک. حمله به ژن انسان و اطمینان از معیشت آنها در سطح سوماتیک (همه انواع بدن با تفاوت های ساختاری و عملکردی خاص) از سلول های بدن و در سطح تناسلی، بازتولید (جوانهزنی) و سلول های ژرمنیک (جنینی) امکان پذیر است .

مهندسی ژنتیک به عنوان یک نوع درمان - درمان یک بیماری خاص ژنتیکی مشخص با عرضه یک مولکول DNA زیرزمینی مناسب مرتبط است به منظور جایگزینی آن با کمک ژن آن، بخش کروموزوم، که حاوی نقص در خود است ، یا برای اتصال به مواد ژنتیکی انسانی با همجوشی با سلول های بدن به اصطلاح جسمی بدن انسان که دارای نقص ژنتیکی هستند. وظیفه مهندسی ژنتیک در برابر یک فرد، تأثیرات هدفمند مناسب را بر یک ژن خاص فراهم می کند تا آن را به سمت عملکرد صحیح اصلاح کند و اطمینان حاصل کند که فرد مبتلا به یک بیماری ارثی، یک گزینه عادی و بدون تغییر ژن است. بر خلاف دارو، دارو درمانی، چنین درمانی، به نام مهندسی ژنتیک، می تواند، ظاهرا، یک بیمار را در بلندمدت، طولانی مدت، بسیار کارآمد، به ارمغان بیاورد، به ارمغان می آورد.

با این حال، تمام روش های مدرن برای اداره DNA در موجودات زنده قادر به هدایت و تحویل آن به یک جمعیت خاص از سلول های حاوی تغییر یافته و به همین ترتیب تبدیل ژن های عملکرد. به عبارت دیگر، انتقال به اصطلاح هدایت، انتقال ژن ها در شرایط بدن (در مدل in vivo) در حال حاضر غیر ممکن است.

یک رویکرد روش شناختی متفاوت بر اساس استخراج یک بیمار، جمعیت خاصی از سلول های حاوی ژن آسیب دیده و دستکاری با مواد ژنتیکی را با جایگزینی ژن های معیوب در سلول ها با استفاده از مهندسی ژنتیک (در مدل in vitro) و بازگشت آنها به محل در بدن، جایی که آنها از بیمار گرفته شده بودند، در حال حاضر در شرایط مراکز پزشکی و ژنتیک امکان پذیر است. این روش ژن درمانی از طریق مهندسی ژنتیک در یک تلاش آزمایشی مورد استفاده قرار گرفته است تا دو بیمار مبتلا به بیماری های ناشی از ژنتیکی ناشی از ژنتیک، به اصطلاح بتا تالاسمی، که مانند کم خونی سلول داسی شکل، نیز ناشی از حضور است، مورد استفاده قرار گیرد در گلبول های قرمز به اشتباه مرتب شده اند و بنابراین پروتئین نادرست عملکردی. ماهیت دستکاری این بود که سلول های بنیادی به اصطلاح از مغز استخوان جدا شده اند، در کروموزوم هایی که بخش هموگلوبین بخش DNA در کروموزوم معرفی شد. پس از اینکه بیماران باقی مانده در مغز استخوان، سلول های بنیادی عملکرد نادرست به طور کامل نابود شدند، سلول های بنیادی با کمک مهندسی ژنتیک بهبود یافتند. متأسفانه، این دو تلاش معلوم شد که از لحاظ بالینی ناموفق بود، زیرا بیماران درگذشتند. این اولین مورد استفاده از مهندسی ژنتیک در شرایط بیمارستان بیمارستان مجاز نبود و توسط کمیته های کنترل مربوطه تصویب نشد و شرکت کنندگان آن به شدت به نقض گسترده ای از قوانین برای انجام تحقیقات در زمینه انسان محکوم شدند ژنتیک

تقریبا به عواقب دیگر می تواند مهندسی ژنتیک سلول های بازتولید (جنسیت) را هدایت کند، زیرا تزریق DNA به این سلول ها از اصلاح یک نقص ژنتیکی در سلول های سومی (بدن، غیر قابل درمان) متفاوت است. شناخته شده است که معرفی ژن های دیگر در کروموزوم سلول های تناسلی منجر به انتقال آنها به نسل های بعدی می شود. در اصل، ممکن است بخش خاصی از DNA را به جای بخش های معیوب به مواد ژنتیکی هر سلول بازتولید یک فرد خاص، که تحت تاثیر بیماری ژنتیکی از پیش تعیین شده قرار گرفته است، معرفی کنید.

در واقع، این توسط موش ها به دست آمد. بنابراین، از تخمدان زن، یک سلول تخم مرغ به دست آمد، که پس از آن در لوله (in vitro)، و سپس در یک تخم مرغ بارور شده کروموزوم، یک بخش خارجی از DNA معرفی شد. همان تخم مرغ بارور شده با ژنوم تغییر یافته (معرفی شد) به ماوس مادری مادری مادری شد. منبع DNA خارجی در یک آزمایش، مواد ژنتیکی خرگوش بود و از سوی دیگر - یک فرد.

به منظور شناسایی در دوره رشد جنین داخل رحمی، احتمال تولد کودک با برخی از انحرافات ژنتیکی خاص، از جمله، به عنوان مثال، سندرم داون یا بیماری تایلندی SAX، تکنیک تحقیق و توسعه به اصطلاح amniocente - پیش بینی شده است تجزیه و تحلیل، که طی آن نمونه مایع بیولوژیکی حاوی سلول های جنینی از یک کیسه آمنیوتیک در مرحله اولیه سه ماهه دوم بارداری گرفته می شود. علاوه بر این، روش استخراج سلول های هسته ای مختلف از نمونه خون جفت مادر به دست آمد. بنابراین سلول های رحم به دست آمده می توانند تنها برای تشخیص تعداد محدودی از بیماری های تعیین شده ژنتیکی که تحت آن مشخص شده اند، اختلالات درشت در ساختار DNA و تغییرات تعیین شده توسط تجزیه و تحلیل های بیوشیمیایی استفاده می شود. مهندسی ژنتیک با استفاده از DNA نوترکیب با مطالعه داخل رحمی، توانایی به درستی تشخیص بیماری های مختلف و متعدد ارثی را باز می کند.

در این مورد، تکنیک ها برای ایجاد ژن "Probes" به اصطلاح توسعه می یابند، استفاده می شود که می تواند نصب شود، آیا یک ژن طبیعی و بدون تغییر در کروموزوم وجود دارد، یا یک ژن غیر طبیعی، معیوب وجود دارد. علاوه بر استفاده از DNA نوترکیب، مهندسی ژنتیک، که در یکی از مراحل تشکیل آن قرار دارد، در آینده به برنامه ریزی به اصطلاح "برنامه ریزی" ژن های انسانی، با محاسبه به طوری که یک ژن خاص حمل تحریف شده است ، اطلاعات پاتولوژیک و به دلیل علاقه به پزشکان پزشکان، می توان آن را در زمان و به اندازه کافی به سرعت با روش استفاده از یک ژن "برچسب" دیگر تشخیص داد. این روش پزشکی پیچیده و بیولوژیکی باید هنگام تعیین محل هر ژن در سلول های صبحگاهی، و نه تنها در آن، احتمال تشخیص که در آن نقض های مختلف با استفاده از تکنیک Amnocentsis انجام می شود، کمک کند.

در سال های اخیر، بخش های جدیدی از علوم زیست پزشکی در سال های اخیر ظهور کرده اند، مانند، به عنوان مثال، تکنولوژی DNA بالا، درمان جنین و درمان سلولی (Cyto-therapy)، یعنی تشخیص داخل رحمی و درمان بیماری های ژنتیکی تعیین شده به عنوان در فاز تشکیل و توسعه جنین (جنین) و در مرحله رسیدن جنین. تهاجم به مواد جنینی و دستکاری با آن تاثیر مستقیم بر ارث تغییرات ژنتیکی دارد، زیرا آنها توانایی انتقال از نسل به نسل را دارند. علاوه بر این، تشخیص ژنتیکی خود را به پیش بینی ژنتیک آغاز می کند، یعنی، در یک تعریف، سرنوشت آینده یک فرد، اصلاح تغییرات اصلی انقلابی در پزشکی خود، که به عنوان یک نتیجه برای پزشکی پیچیده و آزمایش های ژنتیکی و روش شناسی مدتها قبل از ظهور "تصویر بالینی بیماری" آغاز شده است، گاهی اوقات حتی قبل از تولد یک فرد، تعیین می کند که کدام ارضی ارثی تهدید می شود. بنابراین، به لطف تلاش های مهندسی ژنتیک و متخصصان در زمینه مهندسی ژنتیک، به اصطلاح "داروهای پیش آگهی" در عمق علوم پزشکی و بیولوژیکی، یعنی پزشکی، "پیش بینی های آینده"، به وجود آمد.

در عین حال، فن آوری های مختلف و تکنیک های مهندسی ژنتیک، پیش بینی می شود که پیش بینی در دوره رشد داخل رحمی کودک، قبل از تولد، نه تنها حضور یک بیماری ارثی خاص، بلکه در جزئیات پزشکی و ژنتیک توضیح داده شود خواص جنین رشد و جنین.

با تجمع داده های جدید در مورد نقشه برداری ژنتیکی ژنوم انسان و توضیحات (توالی) DNA آن، و همچنین به این دلیل که روش های مدرن توسعه یافته پلی مورفیسم های DNA باعث می شود اطلاعات ژنتیکی قابل دسترسی در مورد برخی از ساختاری و کاربردی (از جمله پاتولوژیک) ویژگی های بدن انسان، که ظاهرا در آینده نشان داده می شود، اما هنوز در حال حاضر قابل توجه نیست، ممکن است با کمک تشخیص پزشکی و ژنتیکی تمام اطلاعات ژنتیکی در مورد کودک نه تنها به طور پیشانی، به دست آید ، قبل از تظاهرات یک بیماری ارثی خاص و قبل از زایمان، یعنی قبل از تولدش، بلکه اغلب، این است که حتی قبل از مفهوم او.

در یک آینده کاملا قابل پیش بینی، به لطف موفقیت و پیشرفت در زمینه تشخیص پزشکی-ژنتیک، با توجه به تشخیص DNA امکان پذیر است، به عنوان مثال، به اندازه کافی برای قضاوت توسط این، رشد یک فرد، توانایی های ذهنی او، مستعد ابتلا به بیماری های خاص (به ویژه به انکولوژیک یا ذهنی)، محکوم به تظاهرات و توسعه هر گونه بیماری های ارثی است.

فن آوری های پزشکی مدرن و بیولوژیکی امکان شناسایی نقض های مختلفی را در ژن هایی که می توانند خود را بیان کنند و بیماری های خاصی را بیان کنند، نه تنها در مرحله ای از بیماری های بالینی مشخص، بلکه حتی زمانی که نشانه های آسیب شناسی وجود نداشته باشد، بلکه خود را اعلام نخواهد کرد. نمونه هایی از این ممکن است در سن 40 سالگی، و حتی 70 سالگی، بیماری آلزایمر و بیماری هانتینگتون قابل توجه باشد. با این حال، در این موارد ممکن است ژن هایی را که می توانند باعث بیماری های مشابه در انسان شوند، حتی قبل از مفهوم بیمار خود، تشخیص دهند. همچنین شناخته شده است که دیابت می تواند به تعداد بیماری ها نسبت داده شود. مستعد ابتلا به این بیماری و آسیب شناسی ژنتیکی تعیین شده به ارث برده می شود و می تواند خود را در صورت عدم انطباق با یک شیوه زندگی خاص در یک سن بالغ یا پیری آشکار سازد. با اطمینان کافی ممکن است که اگر والدین یا یکی از آنها از دیابت رنج می برند، احتمال ارث ژن "دیابت" یا مجموعه ای از این ژن ها به کودکان منتقل می شود.

در این مورد، به نظر می رسد که ممکن است تحقیقات مربوط به پزشکی و بیولوژیکی مربوطه را انجام دهد و تشخیص صحیح را در حضور مقادیر کوچک میکروسکوپی مواد بیولوژیکی انجام دهد. گاهی اوقات چندین سلول جداگانه به اندازه کافی برای این وجود دارد که در کشت in vitro ضرب می شود و "پرتره ژنتیک" فرد آزمون به دست می آید، البته، نه بر تمام ژن های ژنوم خود (آنها ده ها هزاران نفر!)، اما بر کسانی که از آنها وجود دارد که دلایل خوبی برای مشکوک بودن وجود نقص های خاص وجود دارد. توسعه همزمان روش های مهندسی سلولی و ژنتیک، مراحل بعدی دانش ژنوم را قادر می سازد تا توانایی عملی خود را به صورت خودسرانه باز کند، و بالاتر از همه برای اهداف درمانی، ترتیب و ترتیب ژن ها، ترکیب و ساختار آنها را تغییر دهد.

پزشکی تنها منطقه مهندسی ژنتیک نیست. مهندسی تناسلی گیاهان، مهندسی ژنتیک سلول های باکتری شناسی وجود دارد.

به تازگی فرصت های جدید در دریافت واکسن های "خوراکی" بر اساس گیاهان ترانس ژنیک ظاهر شده است.

برای گیاهان ترانس ژنیک در جهان، موفقیت های بزرگی به دست می آید. آنها عمدتا مربوط به این واقعیت هستند که مشکل به دست آوردن بدن از سلول، گروه های سلولی یا جنین نابالغ در گیاهان در حال حاضر کار زیادی نیست. تکنولوژی سلولی، کشت بافت و ایجاد بازسازی کننده ها به طور گسترده ای در علوم مدرن استفاده می شود.

دستاوردهای در زمینه تولید محصولات کشاورزی را در نظر بگیرید که در موسسه فیزیولوژی سیبری و بیوشیمی گیاه SB RAS به دست آمد.

بنابراین، در سال های اخیر، تعدادی از گیاهان ترانس ژنیک با انتقال ژن های UGT، ACP، ACB، ACCC در ژن خود، و دیگر انتخاب شده از اشیاء مختلف گیاهی به دست آمده است.

به عنوان یک نتیجه از معرفی این ژن ها، گیاهان گندم ترانس ژنیک، سیب زمینی، گوجه فرنگی، خیار، سویا، نخود فرنگی، کلزا، توت فرنگی، آسپن و برخی دیگر ظاهر شدند.

معرفی ژن ها از "گلوله" بافت "از" تفنگ ژن "(طراحی که در موسسه ما توسعه یافت) تولید شد یا یک بردار ژنتیکی بر اساس پلاسمید Agrobacterial با استفاده از ژن های هدف هدف و پروموتر های مربوطه تولید شد.

در نتیجه، تعدادی از اشکال ترانس ژنیک جدید تشکیل شده است. در اینجا برخی از آنها است.

گندم ترانس ژنیک (2 نمره)، که به طور قابل توجهی رشد شدید و خشن تر است، احتمالا مقاوم در برابر خشکسالی و سایر عوامل محیطی نامطلوب است. بهره وری و ارث به خواص به دست آمده مورد مطالعه قرار گرفته است.

سیب زمینی ترانس ژنیک، که برای سه سال مشاهده شده اند. این به طور مداوم به میزان 50 تا 90 درصد افزایش یافته است، مقاومت تقریبا کامل به علف کش های سری اکسین را به دست آورد و علاوه بر این، غده های آن به طور قابل توجهی کمتر "سیاه" در برش ها با کاهش فعالیت پلی فنولوکسیداز به طور قابل توجهی کمتر است.

گوجه فرنگی ترانس ژنیک (انواع مختلفی)، مشخص شده توسط بیش از حد بیشتر و عملکرد. در شرایط گلخانه ای از برداشت آن - تا 46 کیلوگرم از متر مربع (دو برابر بیشتر از کنترل بالا).

خیار ترانس ژنیک (چندین گونه) تعداد بیشتری از گل های حاصلخیز را می دهد و در نتیجه میوه ها با تولید تا 21 کیلوگرم از متر مربع در برابر 13.7 در کنترل.

اشکال ترانس ژنیک و سایر گیاهان وجود دارد که بسیاری از آنها دارای تعدادی از علائم اقتصادی مفید هستند.

مهندسی ژنتیک علم امروز و فردا است. در حال حاضر در جهان، ده ها میلیون هکتار در جهان بذر می شوند، داروهای جدید ایجاد می شوند، تولید کنندگان جدید مواد سودمند ایجاد می شوند. در طول زمان، مهندسی ژنتیک تبدیل به یک ابزار به طور فزاینده قدرتمند برای دستاوردهای جدید در زمینه پزشکی، داروهای دامپزشکی، فارماکولوژی، صنایع غذایی و کشاورزی خواهد شد.

5. حقایق علمی مهندسی ژنتیک خطرناک

لازم به ذکر است که همراه با پیشرفت، که توسعه مهندسی ژنتیک را حمل می کند، برخی از حقایق خطر مهندسی ژنتیک را اختصاص می دهد، که اصلی آن در زیر ارائه شده است.

1. مهندسی ژنتیک کاملا متفاوت از حذف انواع جدید و سنگ ها است. علاوه بر مصنوعی از ژن های بیگانه به شدت کنترل دقیق ژنتیکی یک سلول طبیعی را مختل می کند. ژنهای دستکاری به طور اساسی از ترکیب کروموزوم های مادر و پدربزرگ متفاوت است که با عبور طبیعی رخ می دهد.

2. در حال حاضر، مهندسی ژنتیک از لحاظ فنی ناقص است، زیرا قادر به کنترل فرایند تعبیه یک ژن جدید نیست. بنابراین، پیش بینی محل جاسازی و اثرات ژن اضافه شده غیرممکن است. حتی اگر محل ژن ممکن است پس از نصب در ژنوم نصب شود، اطلاعات DNA موجود برای پیش بینی نتایج بسیار ناقص است.

3. به عنوان یک نتیجه از ترکیب مصنوعی یک ژن بیگانه، مواد خطرناک ممکن است به طور کامل شکل بگیرند. در بدترین حالت، می تواند مواد سمی، آلرژن ها یا سایر مواد مضر برای سلامتی باشد. اطلاعات در مورد این نوع امکانات هنوز بسیار ناقص است.

4. هیچ روش کاملا قابل اعتماد برای بازرسی برای بی ضرر وجود ندارد. با وجود تحقیقات با دقت انجام شده، بیش از 10 درصد عوارض جانبی جدی داروهای جدید را نمی توان آشکار کرد. درجه خطر این واقعیت است که خواص خطرناک محصولات جدید اصلاح شده توسط مهندسی ژنتیک باقی خواهد ماند، احتمالا به طور قابل توجهی بیشتر از در مورد مواد مخدر است.

5. در حال حاضر نیازهای کافی ناکافی وجود دارد که در حال حاضر کافی نیست. آنها به طور کامل به طور کامل کامپایل شده اند تا روش تأیید را ساده کنند. آنها به شما اجازه می دهند از روش های بسیار غیر حساس بی ضرر استفاده کنید. بنابراین، خطر قابل توجهی وجود دارد که غذای مواد غذایی خطرناک را بررسی کنید.

6. ایجاد شده تا به امروز با کمک غذاهای مهندسی ژنتیک، ارزش قابل توجهی برای بشریت ندارد. این محصولات به طور عمده منافع تجاری را برآورده می کنند.

7. آگاهی از اقدام بر محیط زیست اصلاح شده با کمک ارگانیسم های مهندسی ژنتیک معرفی شده به طور کامل کافی نیست. هنوز ثابت نشده است که ارگانیسم های اصلاح شده توسط مهندسی ژنتیک اثر مضر بر محیط زیست ندارند. اکولوژیست ها فرضیه هایی را درباره عوارض مختلف زیست محیطی بالقوه انجام دادند. به عنوان مثال، فرصت های زیادی برای توزیع کنترل نشده ژنهای بالقوه خطرناک استفاده شده توسط مهندسی ژنتیک، از جمله انتقال ژن ها توسط باکتری ها و ویروس ها، فرصت های زیادی وجود دارد. عوارض ناشی از محیط زیست احتمالا قادر به اصلاح است، زیرا ژن های آزاد نمی توانند به عقب برگردند.

8. ویروس های جدید و خطرناک ممکن است رخ دهد. این آزمایش تجربی نشان داده شده است که ویروس های تعبیه شده در ژنوم می توانند به ژن های ویروس های عفونی (به اصطلاح نوترکیب) متصل شوند. چنین ویروس های جدید می تواند تهاجمی تر از ابتدایی باشد. ویروس ها نیز می توانند کمتر باشند. به عنوان مثال، ویروس های گیاهی می توانند به حشرات مفید، حیوانات، و نیز افراد مضر شوند.

9. شناخت ماده ارثی، DNA، بسیار ناقص است. این در مورد عملکرد تنها سه درصد DNA شناخته شده است. به طور مساوی توسط سیستم های پیچیده دستکاری شده است، دانش آن ناقص است. تجربه گسترده ای در زیست شناسی، محیط زیست و پزشکی نشان می دهد که می تواند مشکلات و اختلالات جدی غیر قابل پیش بینی را ایجاد کند.

10. مهندسی ژنتیک به حل طعم گرسنگی در جهان کمک نمی کند. این ادعا که مهندسی ژنتیک می تواند سهم قابل توجهی در اجازه از مشکل گرسنگی در جهان داشته باشد، یک اسطوره علمی غیر منطقی است.

نتیجه

مهندسی ژنتیک یک روش بیوتکنولوژی است که در تحقیق در مورد بازسازی ژنوتیپ ها مشغول به کار است. ژنوتیپ نه تنها یک مقدار مکانیکی ژن نیست، بلکه سیستم پیچیده ای در فرآیند تکامل موجودات ایجاد شده است. مهندسی ژنتیک به شما امکان می دهد اطلاعات ژنتیکی را از یک بدن به وسیله عملیات در لوله آزمایش انتقال دهید. انتقال ژن ها باعث می شود تا بر موانع بینالمللی غلبه کند و نشانه های ارثی جداگانه ای از برخی از موجودات را به دیگران انتقال دهد.

بازسازی ژنوتیپ ها، هنگام انجام وظایف مهندسی ژنتیک، تغییرات با کیفیت بالا در ژن های مربوط به ساختار کروموزوم قابل مشاهده در میکروسکوپ است. تغییرات ژن در درجه اول به دلیل تغییر ساختار شیمیایی DNA است. اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین ثبت شده در قالب توالی نوکلئوتید به عنوان توالی از اسیدهای آمینه در مولکول پروتئین سنتز شده است. تغییر در دنباله ای از نوکلئوتید ها در DNA کروموزومی، از دست دادن یک و گنجاندن سایر نوکلئوتید ها ترکیب مولکول RNA را تشکیل می دهند که تشکیل DNA را تشکیل می دهند و این به نوبه خود موجب توالی جدیدی از اسیدهای آمینه در طول سنتز می شود. در نتیجه یک پروتئین جدید شروع به تولید سنتز شدن در سلول می کند، که منجر به ظهور خواص جدید از بدن می شود. ماهیت مهندسی ژنتیک ژن این است که ژن های فردی یا گروه های ژنها در ژنوتیپ بدن جاسازی شده اند. به عنوان یک نتیجه از تعبیه در ژنوتیپ ژن قبلا گم شده، ممکن است سلول را مجبور به ساخت پروتئین هایی که قبلا سنتز نشده است.

کتابشناسی - فهرست کتب

2. Lee A.، Tingland B. T-DNA ادغام DNA در ژنوم گیاهی: نمونه اولیه و واقعیت // فیزیولوژی گیاهی. 2000. - دوره 47. - شماره 3.

3. Lutova L. A.، ارائه شده N..، Tikheev O. N. و دیگران. ژنتیک توسعه گیاه. - SPB: SCIENCE، 2000. - 539C.

4. Lyadskaya M. مهندسی ژنتیک می تواند همه چیز را انجام دهد - حتی یک واکسن را در یک باغ // بولتن دارویی رشد می دهد. - 2000. - №7.

5. Romanov G. A. مهندسی ژنتیک گیاهان و راه های حل مسئله Biosafety // فیزیولوژی گیاهان، 2000. - جلد 47. - شماره 3.

6. Salyaev R. اسطوره ها و واقعیت مهندسی ژنتیک // علم در سیبری. - 2002. - №7.

7. Favorova O. O. درمان ژنها - فانتزی یا واقعیت؟ // بولتن دارویی - 2002. - №5.

kuzmina n.a. مبانی بیوتکنولوژی: آموزش. - OMSK: OGPU، 2001. - 256С.

Lutova L. A.، Provor N. A.، Tyodayev O. N. و دیگران. ژنتیک برای توسعه گیاهان. - SPB: SCIENCE، 2000. - 539C.

Lyadskaya M. مهندسی ژنتیک می تواند همه - حتی یک واکسن را در یک باغ // بولتن دارویی رشد می دهد. - 2000. - №7.

kuzmina n.a. مبانی بیوتکنولوژی: آموزش. - OMSK: OGPU، 2001. - 256С.

OPPLEO O. O. درمان ژنها - فانتزی یا واقعیت؟ // بولتن دارویی - 2002. - №5.

Salaev R. اسطوره ها و واقعیت مهندسی ژنتیک // علم در سیبری. - 2002. - №7.

kuzmina n.a. مبانی بیوتکنولوژی: آموزش. - OMSK: OGPU، 2001. - 256С.