загрузка...
 
§2. Возникновение и развитие генетической инженерии
Повернутись до змісту

§2. Возникновение и развитие генетической инженерии

Описанные выше методы селекционной работы базируются на установленных генетиками закономерностях передачи наследственных признаков от родителей к потомкам. Представления об этих закономерностях развивались постепенно и одновременно накапливались сведения о структурах, являющихся материальными носителями наследственности.

Первоначально представления о наследственных зачатках (или в современной трактовке - генах) были чисто гипотетическими. Основоположник генетики Грегор Мендель предположил их существование еще в 1865 году, но никаких сведений о том, что именно они собой представляют, в те времена еще не было. Изучение половых клеток и процессов их формирования позволило к концу 19 - началу 20 веков доказать, что носителями наследственных зачатков являются располагающиеся в ядрах клеток структуры - хромосомы, причем каждая хромосома представляет собой совокупность многих генов, расположенных в определенном порядке. Однако представление о структуре самих генов сформировалось только во второй половине 20-го столетия, когда было доказано, что материальными носителями наследственности являются особые химические вещества - нуклеиновые кислоты. Молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) обладают удивительной способностью удваиваться перед делением клетки, в результате чего каждая дочерняя клетка и сохраняет признаки материнской. Иными словами именно передача из поколения в поколение этих молекул и определяет наследование признаков. Более того, стало понятно, что изменения признаков потомков по сравнению с признаками родителей являются следствием изменения именно этих молекул. Таким образом, генетика и селекция с организменного и клеточного уровней изучения живых организмов постепенно переходила на уровень молекулярный.

Крайне важной предпосылкой такого перехода стало усовершенствование методов биохимии, позволившее выделять молекулы нуклеиновых кислот и белков из организмов и осуществлять химические реакции с их участием вне живых клеток. Оказалось, что нуклеиновые кислоты всех организмов имеют практически одинаковые характеристики, а код, который определяет соответствие последовательности нуклеотидов в цепи ДНК последовательности аминокислот в первичной структуре белковых молекул, является универсальным. Благодаря этому, изучая молекулы самых простых по уровню организации и строению организмов - бактерий, удалось установить особенности химического строения носителей наследственной информации и общие закономерности происходящих с ними процессов в клетках всех живых организмов. Более того, в 1973 году Стенли Коэну и Герберту Бойеру удалось объединить в одну молекулу фрагменты ДНК из разных организмов, и эта молекула существовала, функционировала и передавалась по наследству дочерним клеткам размножающихся бактерий. С этого времени и ведется отсчет нового направления человеческой деятельности - технологии рекомбинантных ДНК, в дальнейшем получившей название генетической инженерии.

Доказательством того, что эта технология важна не только для узкого круга ученых- биологов, а имеет существенное значение для развития всего человечества, стало экономическое признание успехов генетической инженерии: 15 октября 1980 года стоимость акции фирмы «Джинтек» («Genetech») на Нью-Йоркской фондовой бирже поднялась с 35 до 89 долларов. Причиной этого стало сообщение, что эта компания начинает производство нужного для помощи страдающим диабетом людям гормона инсулина на основе бактерий, полученных с использованием технологии рекомбинантных ДНК. Причем этот инсулин практически не отличается от человеческого, так как в клетки микроорганизма ввели молекулу, состоящую из фрагментов ДНК Homo sapiens (ген, несущий информацию о характерной для белка инсулина последовательности аминокислот) и ДНК широко используемой в лабораторной практике бактерии Escherichia coli, известной как кишечная палочка. Такая реакция биржи много стоит: интерес к акциям «Джинтек» далеких от науки, но зато хорошо умеющих считать и приумножать свои деньги людей наглядно продемонстрировал, что создание организмов с направленно измененной генетической информацией является реальностью, а не вымыслом писателей- фантастов. Более того, бизнесмены увидели в этой деятельности небывалые перспективы и начали активно финансировать подобные исследования, что и сделало к концу 20-го века базирующуюся на генетической инженерии финансовую деятельность самой доходной отраслью экономики.

В следующих разделах вы узнаете, как именно осуществляется создание рекомбинантных молекул ДНК и каким образом можно добиться, чтобы эти ДНК активно функционировали в клетках организмов различных уровней организации.

Вопросы к § 2. 1. Что определило возможность перехода селекционной работы на молекулярный уровень? 2. Как вы думаете, почему именно на бактериях были осуществлены эксперименты, показавшие возможность направленного изменения наследственной информации?



загрузка...