Підручник Біологія 9 клас - О. А. Андерсон - Школяр 2017

Тема 9 БІОЛОГІЯ ЯК ОСНОВА. БІОТЕХНОЛОГІІ ТА МЕДИЦИНИ

§ 52. Генетична інженерія

Згадаємо!

Що таке ДНК, РНК, гормони?

Як побудована бактеріальна клітина?

Що таке вірус?

Важливим напрямом біотехнології є генетична (генна) інженерія, де застосовують методи молекулярної біології, цитології, генетики, мікробіології та вірусології.

! Генетична (генна) інженерія - це сукупність прийомів, методів і технологій одержання рекомбінантних РНК і ДНК, виділення генів з організму (клітин), здійснення маніпуляцій з генами та введення їх до інших організмів.

Методи генетичної інженерії. Найпоширенішим методом генетичної інженерії є перенесення спадкової інформації за допомогою векторів, тобто агентів, які можуть проникати в клітину. Векторами слугують віруси та плазміди. Плазміда - це молекула ДНК, автономна щодо хромосомної ДНК, яка здатна до самовідтворення (автономної реплікації). Вона зазвичай є кільцевою й дволанцюговою (рис. 206). Плазміди частіше за все трапляються в бактерій. Вектори забезпечують переміщення генів з одного організму до іншого.

Які ж основні етапи створення рекомбінантної плазміди? З клітини, що містить необхідний ген, виокремлюють молекулу іРНК. На цій молекулі синтезують комплементарну нитку ДНК. Потім іРНК видаляють, а на нитці ДНК за принципом комплементарності синтезують іншу. Її вбудовують у молекулу ДНК плазміди, яка слугує вектором (переносником).

Мікрофотографія плазміди

Розташування плазміди в бактеріальній клітині

Рис. 206. Плазміда бактеріальної клітини

Інший метод перебудови геномів організмів передбачає розділення молекули ДНК на фрагменти, тобто окремі ділянки. Ці фрагменти сполучають із молекулою векторної ДНК. Далі вони переміщуються в клітину, відокремлюються від вектора й приєднуються до ДНК хазяїна. Під час перенесення із клітини в клітину еукаріотів хромосом, які зазвичай розпадаються на фрагменти, одні з цих ділянок зникають, інші вбудовуються в хромосому клітини-хазяїна.

Значення генетичної інженерії. Генетично змінені бактерії продукують ряд речовин, зокрема гормони та інтерферон - їх виробництво нині відбувається в промислових масштабах. Наприклад, соматотропін (гормон росту) виробляють, використовуючи кишкову паличку. У такий спосіб отримують доступний та позбавлений вірусних забруднень препарат. Гормон інсулін, необхідний хворим на цукровий діабет, почали добувати з бактерій, у геном яких помістили ген людини, що відповідає за синтез цього гормону. Такий спосіб дешевший за виділення інсуліну з підшлункових залоз корів і свиней. Одним з досягнень генної інженерії є синтез інтерферону, що захищає організм людини, наприклад від грипу. Речовини, одержані завдяки генній інженерії, є ефективними препаратами з мінімальними побічними ефектами.

У сільському господарстві широко застосовують трансгенні, або генетично модифіковані, організми (ГМО) для виробництва харчових продуктів і підвищення їх якості. Яскравим прикладом є розробка синтезу вітаміну А в «золотому рисі» - генетично модифікованому сорті рису посівного із високим умістом бета-каротину (рис. 207). Генетично модифіковані організми часто мають вищі показники продуктивності й плодючості, що важливо для розв’язування проблеми забезпечення людства харчовими продуктами. Однак у багатьох розвинених країнах використання трансгенних організмів викликає занепокоєння в суспільстві. Сьогодні ще невідомо, як їхнє споживання впливає на генотип людей та природні екосистеми.

Рис посівний

Трансгенний сорт із помірним умістом бета-каротину

Трансгенний сорт з високим умістом бета-каротину

Рис. 207. Вид та генетично модифіковані сорти рослини

Складіть повідомлення про генетично модифіковані організми, що їх використовує людина.

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

1. Що таке генетична інженерія?

2. Які методи застосовуються в генетичній інженерії?

3. Які продукти одержують шляхом генетичної інженерії?

4. Поясніть значення застосування генетичної інженерії.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити