Cuando se aplica a los seres humanos, la ingeniería genética podría utilizarse para tratar enfermedades hereditarias. Sin embargo, técnicamente existe una diferencia significativa entre tratar al propio paciente y cambiar el genoma de su descendencia.

La tarea de cambiar el genoma de un adulto es algo más complicada que criar nuevas razas de animales genéticamente modificados, ya que en este caso es necesario cambiar el genoma de numerosas células de un organismo ya formado, y no solo de un óvulo embrionario. Para ello, se propone utilizar partículas virales como vector. Las partículas virales son capaces de penetrar un porcentaje significativo de células humanas adultas, incrustando sus información hereditaria; Es posible la reproducción controlada de partículas virales en el cuerpo. Al mismo tiempo, para reducir los efectos secundarios, los científicos intentan evitar la introducción de ADN modificado genéticamente en las células de los órganos genitales, evitando así el impacto en la futura descendencia del paciente. También vale la pena señalar las importantes críticas a esta tecnología en los medios de comunicación: muchos perciben el desarrollo de virus modificados genéticamente como una amenaza para toda la humanidad.

Con la ayuda de la terapia génica, en el futuro será posible cambiar el genoma humano. Actualmente, los métodos eficaces para modificar el genoma humano se encuentran en fase de desarrollo y prueba en primates. Durante mucho tiempo, la ingeniería genética de los monos enfrentó serias dificultades, pero en 2009 los experimentos se vieron coronados por el éxito: apareció una publicación en la revista Nature sobre solicitud exitosa vectores virales genéticamente modificados para curar el daltonismo de un mono macho adulto. Ese mismo año, el primer primate genéticamente modificado (crecido a partir de un huevo modificado) dio a luz a una descendencia: el tití común.

Aunque a pequeña escala, ya se está utilizando la ingeniería genética para dar a mujeres con algunos tipos de infertilidad la posibilidad de quedar embarazadas. Para ello se utilizan óvulos de una mujer sana. Como resultado, el niño hereda el genotipo de un padre y dos madres.

Sin embargo, la posibilidad de realizar cambios más significativos en el genoma humano enfrenta una serie de problemas éticos graves.

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Ingeniería genética (ingeniería genética)

Se trata de un conjunto de técnicas, métodos y tecnologías para obtener ARN y ADN recombinantes, aislar genes de un organismo (células), manipular genes e introducirlos en otros organismos.

La ingeniería genética no es una ciencia en sentido amplio, sino una herramienta. biotecnología utilizando métodos de las ciencias biológicas como las moleculares y biología celular, citología, genética, microbiología, virología.

Actualmente, Escherichia coli (E. coli) se ha convertido en un proveedor de hormonas tan importantes como la insulina y la somatotropina. Anteriormente, la insulina se obtenía de células pancreáticas animales, por lo que su coste era muy elevado. Para obtener 100 g de insulina cristalina, se necesitan 800-1000 kg de páncreas y una glándula de vaca pesa entre 200 y 250 gramos. Esto hizo que la insulina fuera costosa y de difícil acceso para una amplia gama de diabéticos. En 1978, investigadores de Genentech produjeron por primera vez insulina en una cepa de Escherichia coli especialmente diseñada. La insulina consta de dos cadenas polipeptídicas A y B, de 20 y 30 aminoácidos de longitud. Cuando están conectados por enlaces disulfuro, se forma insulina nativa de doble cadena. Se ha demostrado que no contiene proteínas de E. coli, endotoxinas y otras impurezas, no produce efectos secundarios como la insulina animal y no se diferencia de ella en actividad biológica. Posteriormente, se sintetizó proinsulina en células de E. coli, para lo cual se sintetizó una copia de ADN en una plantilla de ARN utilizando transcriptasa inversa. Después de purificar la proinsulina resultante, se dividió en insulina nativa, mientras se minimizaban las etapas de extracción y aislamiento de la hormona. De 1.000 litros de líquido de cultivo se pueden obtener hasta 200 gramos de la hormona, lo que equivale a la cantidad de insulina secretada por 1.600 kg de páncreas de un cerdo o una vaca.

La somatotropina es una hormona del crecimiento humana secretada por la glándula pituitaria. Una deficiencia de esta hormona conduce al enanismo pituitario. Si la somatotropina se administra en dosis de 10 mg por kg de peso corporal tres veces por semana, en un año un niño que padece su deficiencia puede crecer 6 cm. Anteriormente, se obtenía de material cadavérico, de un cadáver: 4 - 6. mg de somatotropina en términos de producto farmacéutico final. Por lo tanto, las cantidades disponibles de la hormona eran limitadas; además, la hormona obtenida mediante este método era heterogénea y podía contener virus de crecimiento lento. En 1980, la empresa "Genentec" desarrolló una tecnología para la producción de somatotropina utilizando bacterias, que carecía de estas desventajas. En 1982, la hormona del crecimiento humano se obtuvo en cultivo de E. coli y células animales en el Instituto Pasteur de Francia, y desde 1984 producción industrial insulina en la URSS. En la producción de interferón se utilizan tanto E. coli, S. cerevisae (levadura) como un cultivo de fibroblastos o leucocitos transformados. También se obtienen vacunas seguras y baratas mediante métodos similares.

La tecnología del ADN recombinante se basa en la producción de sondas de ADN altamente específicas, que se utilizan para estudiar la expresión de genes en los tejidos, la localización de genes en los cromosomas e identificar genes con funciones relacionadas (por ejemplo, en humanos y pollos). Las sondas de ADN también se utilizan en el diagnóstico. varias enfermedades.
La tecnología del ADN recombinante ha hecho posible un enfoque no convencional entre proteínas y genes llamado genética inversa. En este enfoque, se aísla una proteína de una célula, se clona el gen de esta proteína y se modifica, creando un gen mutante que codifica una forma alterada de la proteína. El gen resultante se introduce en la célula. Si se expresa, la célula que la porta y sus descendientes sintetizarán la proteína alterada. De esta manera se pueden corregir genes defectuosos y tratar enfermedades hereditarias.

Si el ADN híbrido se introduce en un óvulo fertilizado, se pueden producir organismos transgénicos que expresen el gen mutante y lo transmitan a su descendencia. La transformación genética de animales permite establecer el papel de los genes individuales y sus productos proteicos tanto en la regulación de la actividad de otros genes como en diversos procesos patológicos. Con la ayuda de la ingeniería genética se han creado líneas de animales resistentes a enfermedades virales, así como razas de animales con características beneficiosas para el ser humano. Por ejemplo, la microinyección de ADN recombinante que contiene el gen de la somatotropina bovina en el cigoto de un conejo permitió obtener un animal transgénico con hiperproducción de esta hormona. Los animales resultantes tenían acromegalia pronunciada.
Ahora es incluso difícil predecir todas las posibilidades que se harán realidad en las próximas décadas.

Ingeniería genética Es un campo de la biotecnología que incluye acciones para reordenar genotipos. Hoy en día, la ingeniería genética permite activar y desactivar genes individuales, controlando así la actividad de los organismos, y también transferir instrucciones genéticas de un organismo a otro, incluidos organismos de otra especie. A medida que los genetistas aprenden cada vez más sobre el trabajo de los genes y las proteínas, la capacidad de programar arbitrariamente un genotipo (principalmente humano), logrando fácilmente cualquier resultado: como la resistencia a la radiación, la capacidad de vivir bajo el agua, la capacidad de la regeneración de órganos dañados e incluso la inmortalidad.

1. Posibilidades de la ingeniería genética. 4

2. Historia de la ingeniería genética. 6

3. La ingeniería genética como ciencia. Métodos de ingeniería genética. 10

4. Áreas de aplicación de la ingeniería genética. 12

5. Datos científicos sobre los peligros de la ingeniería genética. 18

Conclusión. 22

Referencias... 23

Introducción

El tema de la ingeniería genética se ha vuelto cada vez más popular en los últimos tiempos. Se presta mayor atención a las consecuencias negativas que puede tener el desarrollo de esta rama de la ciencia y se presta muy poca atención a los beneficios que puede aportar la ingeniería genética.

El área de aplicación más prometedora es la producción de fármacos utilizando tecnologías de ingeniería genética. Recientemente, ha sido posible obtener vacunas útiles basadas en plantas transgénicas. No menos interesante es la producción. productos alimenticios utilizando las mismas tecnologías.

La ingeniería genética es la ciencia del futuro. Actualmente, en todo el mundo se siembran millones de hectáreas de tierra con plantas transgénicas, se crean preparados médicos únicos y nuevos productores de sustancias útiles. Con el tiempo, la ingeniería genética conducirá a nuevos avances en medicina, agricultura, industria alimentaria y ganadería.

El propósito de este trabajo es estudiar las características de la posibilidad, la historia del desarrollo y las áreas de aplicación de la ingeniería genética.

1. Posibilidades de la ingeniería genética

Una parte importante de la biotecnología es la ingeniería genética. Nacida a principios de los años 70, hoy ha logrado un gran éxito. Las técnicas de ingeniería genética transforman células de bacterias, levaduras y mamíferos en “fábricas” para la producción a gran escala de cualquier proteína. Esto permite analizar en detalle la estructura y funciones de las proteínas y utilizarlas como medicamentos. Actualmente, Escherichia coli (E. coli) se ha convertido en un proveedor de hormonas tan importantes como la insulina y la somatotropina. Anteriormente, la insulina se obtenía de células pancreáticas animales, por lo que su coste era muy elevado. Para obtener 100 g de insulina cristalina, se necesitan entre 800 y 1000 kg de páncreas y una glándula de vaca pesa entre 200 y 250 gramos. Esto hizo que la insulina fuera costosa y de difícil acceso para una amplia gama de diabéticos. En 1978, investigadores de Genentech produjeron por primera vez insulina en una cepa de Escherichia coli especialmente diseñada. La insulina consta de dos cadenas polipeptídicas A y B, de 20 y 30 aminoácidos de longitud. Cuando están conectados por enlaces disulfuro, se forma insulina nativa de doble cadena. Se ha demostrado que no contiene proteínas de E. coli, endotoxinas y otras impurezas, no produce efectos secundarios como la insulina animal y no tiene actividad biológica.

diferente. Posteriormente, se sintetizó proinsulina en células de E. coli, para lo cual se sintetizó una copia de ADN en una plantilla de ARN utilizando transcriptasa inversa. Después de purificar la proinsulina resultante, se dividió en insulina nativa, mientras se minimizaban las etapas de extracción y aislamiento de la hormona. De 1.000 litros de líquido de cultivo se pueden obtener hasta 200 gramos de la hormona, lo que equivale a la cantidad de insulina secretada por 1.600 kg de páncreas de un cerdo o una vaca.

La somatotropina es una hormona del crecimiento humana secretada por la glándula pituitaria. Una deficiencia de esta hormona conduce al enanismo pituitario. Si la somatotropina se administra en dosis de 10 mg por kg de peso corporal tres veces por semana, en un año un niño que padece su deficiencia puede crecer 6 cm. Anteriormente, se obtenía de material cadavérico, de un cadáver: 4 - 6. mg de somatotropina en términos de producto farmacéutico final. Por lo tanto, las cantidades disponibles de la hormona eran limitadas; además, la hormona obtenida mediante este método era heterogénea y podía contener virus de crecimiento lento. En 1980, la empresa Genentec desarrolló una tecnología para la producción de somatotropina utilizando bacterias, que carecía de estas desventajas. En 1982, la hormona del crecimiento humano se obtuvo en cultivo de E. coli y células animales en el Instituto Pasteur de Francia, y en 1984 se inició la producción industrial de insulina en la URSS. En la producción de interferón se utilizan tanto E. coli, S. cerevisae (levadura) como un cultivo de fibroblastos o leucocitos transformados. También se obtienen vacunas seguras y baratas mediante métodos similares.

La tecnología del ADN recombinante ha hecho posible un enfoque no convencional entre proteínas y genes llamado genética inversa. En este enfoque, se aísla una proteína de una célula, se clona el gen de esta proteína y se modifica, creando un gen mutante que codifica una forma alterada de la proteína. El gen resultante se introduce en la célula. Si se expresa, la célula que la porta y sus descendientes sintetizarán la proteína alterada. De esta manera se pueden corregir genes defectuosos y tratar enfermedades hereditarias.

Los portadores de la base material de los genes son los cromosomas, que incluyen ADN y proteínas. Pero los genes de formación no son químicos, sino funcionales. Desde un punto de vista funcional, el ADN consta de muchos bloques que almacenan una cierta cantidad de información: los genes. La acción del gen se basa en su capacidad para determinar la síntesis de proteínas a través del ARN. La molécula de ADN contiene, por así decirlo, información que determina la estructura química de las moléculas de proteínas. Gen - sitio Moléculas de ADN en que contiene información sobre la estructura primaria de cualquier proteína (un gen, una proteína). Como hay decenas de miles de proteínas en los organismos, hay decenas de miles de genes. La totalidad de todos los genes de una célula constituye su genoma. Todas las células del cuerpo contienen el mismo conjunto de genes, pero cada una de ellas implementa parte diferente información almacenada. Por lo tanto, por ejemplo, las células nerviosas son estructuralmente funcionales y características biológicas diferente de las células del hígado.

Ahora es incluso difícil predecir todas las posibilidades que se harán realidad en las próximas décadas.

2. Historia de la ingeniería genética

La historia de las altas tecnologías biomédicas, los métodos de investigación genética, así como la propia ingeniería genética, está directamente relacionada con el eterno deseo del hombre de mejorar las razas de animales domésticos y las plantas cultivadas por los humanos. Al seleccionar ciertos individuos de grupos de animales y plantas y cruzarlos entre sí, una persona, sin tener una idea correcta de esencia interior Los procesos que ocurren dentro de los seres vivos, sin embargo, durante muchos cientos y miles de años crearon razas mejoradas de animales y variedades de plantas que tenían ciertas propiedades útiles y necesarias para las personas.

En los siglos XVIII y XIX se hicieron muchos intentos de descubrir cómo se transmiten los rasgos de generación en generación. Un descubrimiento importante lo hizo en 1760 el botánico Koelreuther, quien cruzó dos tipos de tabaco transfiriendo polen de los estambres de una especie a los pistilos de otra especie. Las plantas obtenidas de semillas híbridas tenían características intermedias entre las de ambos progenitores. Koelreuter sacó de esto la conclusión lógica de que las características de los padres se transmiten tanto a través del polen (células de semillas) como a través de los óvulos (óvulos). Sin embargo, ni él ni sus contemporáneos, que se dedicaban a la hibridación de plantas y animales, pudieron revelar la naturaleza del mecanismo de transmisión de la herencia. Esto se explica en parte por el hecho de que en aquel momento aún no se conocía la base citológica de este mecanismo, pero principalmente porque los científicos intentaron estudiar la herencia de todas las características de las plantas simultáneamente.

El enfoque científico para estudiar la herencia de ciertos rasgos y propiedades fue desarrollado por el monje católico austríaco Gregor Mendel, quien en el verano de 1865 comenzó sus experimentos de hibridación de plantas (cruzando diferentes variedades de guisantes) en el territorio de su monasterio. Fue el primero en descubrir las leyes básicas de la genética. Gregor Mendel logró el éxito porque estudió la herencia de rasgos individuales claramente distintos (contrastantes), contó el número de descendientes de cada tipo y mantuvo cuidadosamente registros detallados de todos sus experimentos de cruce. El conocimiento de los conceptos básicos de las matemáticas le permitió interpretar correctamente los datos obtenidos y suponer que cada rasgo está determinado por dos factores hereditarios. Más tarde, un talentoso monje investigador pudo demostrar claramente que las propiedades hereditarias no se mezclan, sino que se transmiten a la descendencia en forma de determinadas unidades. Esta brillante conclusión se confirmó plenamente posteriormente cuando fue posible ver los cromosomas y conocer las características de diferentes especies. división celular: mitosis (células somáticas - células del cuerpo), meiosis (reproductiva, reproductiva, germinal) y fertilización.

Mendel informó los resultados de su trabajo en una reunión de la Sociedad Brunn de Naturalistas y los publicó en las actas de esta sociedad. Sus contemporáneos no comprendieron la importancia de sus resultados, y estos estudios no atrajeron la atención de los fitomejoradores y naturalistas durante casi 35 años.

En 1900, después de que se conocieron los detalles de la división celular por tipo de mitosis, meiosis y fertilización, tres investigadores, De Vries en Holanda, Correns en Alemania y Chermak en Austria, realizaron una serie de experimentos y descubrieron de forma independiente las leyes de la herencia para la segunda vez, previamente descrita por Mendel. Más tarde, habiendo descubierto un artículo de Mendel en el que estas leyes estaban claramente formuladas 35 años antes, estos científicos rindieron homenaje unánimemente al monje científico nombrando en su honor las dos leyes básicas de la herencia.

En la primera década del siglo XX se llevaron a cabo experimentos con una amplia variedad de plantas y animales, y se hicieron numerosas observaciones sobre la herencia de caracteres en los humanos, que mostraron claramente que en todos estos organismos la herencia obedece a las mismas leyes básicas. Se encontró que los factores descritos por Mendel que determinan signo separado, se encuentran en los cromosomas del núcleo celular. Posteriormente, en 1909, el botánico danés Johansen llamó genes a estas unidades (de la palabra griega "ge-nos" - género, origen), y el científico estadounidense William Sutton notó una sorprendente similitud entre el comportamiento de los cromosomas durante la formación de gametos (células sexuales), su fertilización y transmisión de factores hereditarios mendelianos: genes. Basado en estos descubrimientos brillantes y se creó la llamada teoría cromosómica de la herencia.

De hecho, la genética misma, como ciencia de la herencia y la variabilidad de los organismos vivos y los métodos para controlarlos, surgió a principios del siglo XX. El genetista estadounidense T. Morgan, junto con sus colaboradores, realizó numerosos experimentos que permitieron revelar la base genética de la determinación del sexo y explicar una serie de formas inusuales de herencia en las que la transmisión de un rasgo depende del sexo del individuo. (los llamados rasgos ligados al sexo). El siguiente gran paso adelante se dio en 1927, cuando G. Möller estableció que irradiando la mosca de la fruta Drosophila y otros organismos rayos x, se pueden inducir artificialmente cambios genéticos en ellos, es decir, mutaciones. Esto hizo posible obtener muchos genes mutantes nuevos, material adicional para el estudio de la herencia. Los datos sobre la naturaleza de las mutaciones sirvieron como una de las claves para comprender la estructura de los propios genes.

En los años 20 de nuestro siglo, los científicos soviéticos de la escuela de A.S. Serebrovsky llevó a cabo los primeros experimentos que demostraron cuán complejo es el gen. Estas ideas fueron utilizadas por J. Watson y F. Crick, quienes lograron en 1953 en Inglaterra crear un modelo de ADN y descifrar el código genético. Posteriormente se amplió el trabajo de investigación relacionado con la creación específica de nuevas combinaciones. material genético, y condujo al surgimiento de la propia ingeniería genética.

Al mismo tiempo, en los años 40, se inició un estudio experimental de las relaciones entre genes y enzimas. Para ello, se utilizó ampliamente otro objeto: el moho Neurospora, a partir del cual fue posible obtener y estudiar artificialmente una serie de mutaciones bioquímicas asociadas con la pérdida de una u otra enzima especial (proteína). dentro de dos últimas décadas los objetos mas comunes investigación genética estaban Escherichia coli y algunos bacteriófagos que infectan a esta bacteria.

Desde principios del siglo XX, ha habido un interés continuo en el estudio de la herencia de ciertos rasgos (específicos) en los humanos y en la transmisión hereditaria de rasgos deseables e indeseables en animales domésticos y plantas cultivadas. Basándose en un conocimiento cada vez mayor de los patrones genéticos, los genetistas y criadores han aprendido, casi por encargo, a criar razas de ganado que pueden sobrevivir en climas cálidos, vacas que producen mucha leche con un alto contenido de grasa, gallinas que ponen huevos grandes con cáscara fina, y variedades de maíz y trigo, que son muy resistentes a determinadas enfermedades.

En 1972 se obtuvo el primer ADN híbrido (recombinante) en Estados Unidos en el laboratorio de P. Berg. Se han comenzado a desarrollar y aplicar ampliamente en la propia medicina ideas interesantes en el campo de la genética humana y los métodos de investigación genética. En los años 70 se inició la decodificación del genoma humano. Desde hace más de décadas existe un proyecto llamado Genoma Humano. De los 3 mil millones de pares de nucleótidos dispuestos en pasajes continuos y continuos, hasta ahora sólo se han leído unos 10 millones de caracteres. Al mismo tiempo, se están creando nuevas técnicas genéticas que aumentan la velocidad de lectura del ADN. Director del Centro de Genética Médica Academia Rusa ciencias médicas v.i. Ivanov cree firmemente que “hacia 2020 se podrá leer el genoma completo”.

3. La ingeniería genética como ciencia. Métodos de ingeniería genética.

La ingeniería genética es la construcción in vitro de estructuras genéticas funcionalmente activas (ADN recombinante), o en otras palabras, la creación de programas genéticos artificiales (Baev A.A.). Según E.S. Ingeniería genética de Piruzyan: un sistema de técnicas experimentales que permite construir artificiales en el laboratorio (in vitro) estructuras genéticas en forma de las llamadas moléculas de ADN recombinantes o híbridas.

Estamos hablando de la construcción dirigida, según un programa predeterminado, de sistemas genéticos moleculares fuera del cuerpo con su posterior introducción en un organismo vivo. En este caso, el ADN recombinante se convierte en una parte integral del aparato genético del organismo receptor y le confiere nuevas propiedades genéticas, bioquímicas y luego fisiológicas únicas.

El objetivo de la ingeniería genética aplicada es diseñar moléculas de ADN recombinante que, una vez introducidas en el aparato genético, proporcionen al cuerpo propiedades útiles para los humanos.

La tecnología de ADN recombinante utiliza los siguientes métodos:

Escisión específica del ADN mediante nucleasas de restricción, acelerando el aislamiento y manipulación de genes individuales;

Secuenciación rápida de todos los nucleótidos de un fragmento de ADN purificado, que permite determinar los límites del gen y la secuencia de aminoácidos codificada por él;

Construcción de ADN recombinante;

Hibridación ácidos nucleicos, permitiendo la detección de secuencias específicas de ARN o ADN con mayor precisión y sensibilidad, en función de su capacidad para unirse a secuencias de ácidos nucleicos complementarias;

Clonación de ADN: amplificación in vitro mediante reacción en cadena de la polimerasa o introducción de un fragmento de ADN en una célula bacteriana que, tras dicha transformación, reproduce este fragmento en millones de copias;

Introducción de ADN recombinante en células u organismos.

4. Áreas de aplicación de la ingeniería genética

Los descubrimientos científicos que se están realizando actualmente en el campo de la genética humana en realidad tienen significado revolucionario, ya que estamos hablando de la posibilidad de crear un “mapa del genoma humano”, o “anatomía patológica del genoma humano”. Este mapa genético permitirá determinar la ubicación de los genes en la larga hélice del ADN que son responsables de determinadas enfermedades hereditarias. Según los científicos genéticos, estas posibilidades ilimitadas formaron la base de la idea de utilizar en la práctica clínica la llamada terapia génica, que es una forma de tratar a los pacientes que implica la sustitución de los genes afectados mediante altas tecnologías biomédicas e ingeniería genética. La invasión de la composición de los sistemas genéticos humanos y la garantía de su actividad vital es posible tanto a nivel de las células somáticas (todas las células corporales con ciertas diferencias estructurales y funcionales) del cuerpo como a nivel de las células reproductivas, reproductivas (germinales) y germinales. células (embrionarias).

La ingeniería genética como tipo de terapia (el tratamiento de una enfermedad determinada genéticamente) se asocia con el suministro de una molécula de ADN correspondiente no defectuosa con el fin de reemplazarla con la ayuda de un gen (una sección de un cromosoma que contiene un defecto, o para la integración en el material genético humano mediante la fusión con el llamado células somáticas cuerpo humano con un defecto genético. La tarea de la ingeniería genética en relación con una persona es proporcionar un efecto específico y adecuado en un gen específico para corregirlo hacia un funcionamiento adecuado y proporcionar a una persona que padece una enfermedad hereditaria una versión normal e inalterada del gen. A diferencia de la terapia farmacológica, esta terapia, llamada ingeniería genética, aparentemente podrá proporcionar al paciente un tratamiento duradero, altamente eficaz y que aportará gran alivio y beneficio.

Sin embargo, todo métodos modernos La introducción de ADN en organismos vivos no es capaz de dirigirlo y entregarlo a una población específica de células que contienen un gen alterado y, por lo tanto, defectuoso. En otras palabras, la llamada transferencia dirigida, el transporte de genes en el cuerpo (en el modelo “in vivo”) es actualmente imposible.

Otro enfoque metodológico, basado en extraer del cuerpo del paciente una determinada población de células que contienen el gen afectado, y manipular el material genético reemplazando genes defectuosos en las células mediante ingeniería genética (en el modelo “in vitro”) y devolviéndolos a ese lugar en el cuerpo de donde fueron extraídos del paciente actualmente es posible en los centros médicos de genética. Este método de terapia génica mediante ingeniería genética ya se ha utilizado en un intento experimental de curar a dos pacientes que padecen una rara enfermedad genética llamada beta talasemia, que, al igual que la anemia falciforme, también es causada por la presencia de una enfermedad malformada y, por tanto, que funciona incorrectamente. proteína en los glóbulos rojos. La esencia de la manipulación fue que de la médula ósea de estos pacientes se aislaron las llamadas células madre, en cuyos cromosomas se introdujo la sección de ADN responsable de la producción de la proteína hemoglobina normal: el gen. Después de que las células madre defectuosas que quedaban en la médula ósea de los pacientes fueran destruidas casi por completo, a los pacientes se les inyectaron células madre genéticamente modificadas. Desafortunadamente, estos dos intentos no tuvieron éxito clínico, ya que los pacientes murieron. Este primer caso de ingeniería genética en un entorno hospitalario no fue autorizado ni aprobado por los comités de revisión pertinentes, y sus participantes fueron duramente condenados por grave violación de las reglas de la investigación en el campo de la genética humana.

La ingeniería genética de células reproductivas (reproductivas) puede tener consecuencias completamente diferentes, ya que la introducción de ADN en estas células difiere de la corrección de un defecto genético en células somáticas (corporales, no reproductivas). Se sabe que la introducción de otros genes en los cromosomas de las células germinales conduce a su transmisión a generaciones posteriores. En principio, podemos imaginar añadir ciertas secciones de ADN para reemplazar secciones defectuosas al material genético de cada célula reproductora de una determinada persona que esté afectada por una u otra enfermedad genéticamente determinada.

De hecho, esto se ha logrado en ratones. Por lo tanto, se obtuvo un óvulo del ovario de una mujer, que posteriormente fue fertilizado in vitro (in vitro), y luego se introdujo una sección de ADN extraño en el cromosoma del óvulo fertilizado. El óvulo fertilizado con un genoma alterado fue implantado (introducido) en el útero materno de una ratona. La fuente de ADN extraño en un experimento fue material genético de conejo y en el otro, material genético humano.

Para detectar durante el período de desarrollo fetal la probabilidad de tener un hijo con determinadas anomalías genéticas, como el síndrome de Down o la enfermedad de Tay-Sachs, se utiliza una técnica de investigación llamada amniocentesis, un análisis prenatal en el que se toma una muestra de líquido biológico. que contiene células germinales, extraídas del saco amniótico a principios del segundo trimestre del embarazo. Además de esto, su mayor desarrollo recibió una técnica para extraer varias células fetales de una muestra de sangre placentaria de la madre. Actualmente, las células uterinas obtenidas de este modo sólo pueden utilizarse para identificar un número limitado de enfermedades determinadas genéticamente, en las que se producen alteraciones graves y pronunciadas en la estructura del ADN y cambios determinados mediante pruebas bioquímicas. La ingeniería genética que utiliza ADN recombinante durante la investigación prenatal abre la posibilidad de diagnosticar correctamente diversas y numerosas enfermedades hereditarias.

En este caso, se están desarrollando técnicas para crear las llamadas "sondas" genéticas, con las que es posible determinar si un cromosoma contiene un gen normal e inalterado o un gen anormal y defectuoso. Además, la ingeniería genética asociada al uso de ADN recombinante, que se encuentra en una de las etapas de su formación, permitirá en el futuro realizar la llamada “planificación” de los genes humanos, de modo que un determinado gen que contiene información patológica distorsionada y, por lo tanto, es de interés para los genetistas, podría identificarse a tiempo y con la suficiente rapidez por analogía con el método de utilizar otro gen "etiquetado". Esta compleja técnica médica y biológica debería ayudar a determinar la ubicación de cualquier gen en las células del útero, y no sólo en aquellas en las que es probable que se detecten diversos trastornos mediante la técnica de la amniocentesis.

En este sentido, en los últimos años han surgido nuevas ramas de las ciencias biomédicas, como, por ejemplo, las altas tecnologías del ADN, la terapia embrionaria y la terapia celular (citoterapia), es decir, el diagnóstico y tratamiento intrauterino de una enfermedad determinada genéticamente tanto a nivel etapa educativa y el desarrollo del embrión (embrión), y en la etapa de maduración fetal. La invasión y manipulación del material embrionario tiene un impacto directo en la herencia de los cambios genéticos, ya que tienen la capacidad de transmitirse de generación en generación. Además, el diagnóstico genético en sí comienza a convertirse en pronóstico genético, es decir, en la determinación del destino futuro de una persona, consolidando los principales cambios revolucionarios en la propia medicina, que, como resultado de complejos experimentos y técnicas médico-genéticos, obtuvieron la oportunidad. mucho antes de la aparición del “cuadro clínico de la enfermedad”, a veces incluso antes del nacimiento de una persona, para determinar qué dolencias hereditarias la amenazan. Así, gracias al esfuerzo de genetistas y especialistas en el campo de la ingeniería genética, nació en lo más profundo de las ciencias biomédicas la llamada “medicina predictiva”, es decir, la medicina que “hace predicciones para el futuro”.

Al mismo tiempo, diversas tecnologías y métodos de ingeniería genética permiten predecir en el período prenatal del desarrollo de un niño, antes de su nacimiento, no solo la presencia de una determinada enfermedad hereditaria, sino también describir en detalle los aspectos médicos y genéticos. Propiedades del embrión y del feto en crecimiento.

Con la acumulación de nuevos datos sobre el mapeo genético del genoma humano y la descripción (secuenciación) de su ADN, y también porque los métodos modernos que se están desarrollando para estudiar los polimorfismos del ADN permiten poner a disposición información genética sobre ciertos estructurales y funcionales ( incluso patológicas) características del cuerpo humano, que aparentemente aparecerán en el futuro, pero que aún no son perceptibles ahora, es posible obtener, con la ayuda del diagnóstico genético médico, toda la información genética sobre el niño, no solo de forma preclínica, es decir, antes de la manifestación de una determinada enfermedad hereditaria, y prenatalmente, es decir, antes de su nacimiento, pero también preceptivamente, es decir, incluso antes de su concepción.

En un futuro previsible, gracias al éxito y los avances en el campo del diagnóstico genético médico, será posible, basándose en datos de diagnóstico del ADN, juzgar con bastante confianza, por ejemplo, cuál es la altura, la capacidad mental y la predisposición de una persona a determinadas enfermedades. (en particular, el cáncer) será. o mental), condenado a la manifestación y desarrollo de cualquier enfermedad hereditaria.

Las tecnologías médicas y biológicas modernas permiten detectar diversos trastornos en los genes que pueden manifestarse y causar ciertas dolencias, no solo en la etapa de una enfermedad clínicamente pronunciada, sino también cuando aún no hay signos de patología y la enfermedad en sí no desaparecerá. manifestarse tan pronto. Ejemplos de esto incluyen la enfermedad de Alzheimer y la corea de Huntington, que afectan a una persona mayor de 40 años, o incluso 70 años. Sin embargo, incluso en estos casos, es posible detectar genes que pueden causar enfermedades similares en humanos, incluso antes de la concepción del paciente. También se sabe que la diabetes mellitus puede clasificarse como una de estas enfermedades. La predisposición a esta enfermedad y la propia patología genéticamente determinada se heredan y pueden manifestarse en caso de incumplimiento de un determinado estilo de vida en la edad adulta o en la vejez. Podemos decir con razonable certeza que si ambos padres o uno de ellos padecen diabetes, entonces la probabilidad de heredar el gen de la diabetes o una combinación de dichos genes se transmite a los hijos.

En este caso resulta posible realizar estudios médicos y biológicos adecuados y realizar un diagnóstico correcto en presencia de cantidades microscópicamente pequeñas de material biológico. A veces bastan para ello unas pocas células individuales, que se multiplicarán en cultivo in vitro, y de ellas se obtendrá un “retrato genético” de la persona analizada, por supuesto, no de todos los genes de su genoma (hay decenas ¡de miles de ellos!), sino para aquellos respecto de los cuales existen motivos razonables para sospechar la presencia de ciertos defectos. El desarrollo simultáneo de métodos de ingeniería celular y genética permitirá, en etapas posteriores del conocimiento del genoma, abrir la posibilidad práctica de cambiar de forma arbitraria y, sobre todo, con fines terapéuticos, la secuencia y el orden de los genes. su composición y estructura.

La medicina no es el único campo de aplicación de la ingeniería genética. Existen ingeniería genética de plantas e ingeniería genética de células bacteriológicas.

Recientemente han surgido nuevas oportunidades en la obtención de vacunas “comestibles” basadas en plantas transgénicas.

Se han logrado grandes avances en plantas transgénicas en el mundo. Se deben en gran parte al hecho de que el problema de obtener un organismo a partir de una célula, un grupo de células o un embrión inmaduro en las plantas ahora no es muy difícil. Las tecnologías celulares, el cultivo de tejidos y la creación de regenerantes se utilizan ampliamente en la ciencia moderna.

Consideremos los logros en el campo del cultivo de plantas que se obtuvieron en el Instituto Siberiano de Fisiología y Bioquímica Vegetal de la SB RAS.

Así, en los últimos años se han obtenido varias plantas transgénicas transfiriendo a su genoma los genes ugt, acp, acb, accc y otros aislados de diversos objetos vegetales.

Como resultado de la introducción de estos genes aparecieron plantas transgénicas de trigo, patatas, tomates, pepinos, soja, guisantes, colza, fresas, álamos y algunas otras.

La introducción de genes se llevó a cabo "dirigiéndose" a tejidos mediante una "pistola genética" (cuyo diseño fue desarrollado en nuestro instituto) o mediante un vector genético basado en un plásmido agrobacteriano con genes diana incorporados y sus correspondientes promotores. .

Como resultado, se formaron una serie de nuevas formas transgénicas. Éstos son algunos de ellos.

El trigo transgénico (2 variedades), que tiene un crecimiento y macollamiento significativamente más intensivos, es presumiblemente más resistente a la sequía y otros factores ambientales desfavorables. Se estudia su productividad y herencia de las propiedades adquiridas.

Patatas transgénicas, que han sido monitoreadas durante tres años. Produce sistemáticamente un rendimiento entre un 50 y un 90 por ciento mayor que el control, ha adquirido una resistencia casi completa a los herbicidas auxínicos y, además, sus tubérculos se “ennegrecen” mucho menos en los cortes debido a una disminución de la actividad de la polifenol oxidasa.

Tomate transgénico (varias variedades), caracterizado por mayor arbustividad y rendimiento. En invernadero, su rendimiento es de hasta 46 kg por metro cuadrado (más del doble que el control).

El pepino transgénico (varias variedades) produce un mayor número de flores fértiles y, en consecuencia, frutos con un rendimiento de hasta 21 kg por metro cuadrado frente a 13,7 del control.

Existen formas transgénicas de otras plantas, muchas de las cuales también tienen una serie de características económicas útiles.

La ingeniería genética es la ciencia de hoy y de mañana. Ya se están sembrando decenas de millones de hectáreas con plantas transgénicas en todo el mundo y se están creando otras nuevas. medicamentos, nuevos productores de sustancias útiles. Con el tiempo, la ingeniería genética se convertirá en una herramienta cada vez más poderosa para nuevos avances en la medicina, la veterinaria, la farmacología, la industria alimentaria y la agricultura.

5. Datos científicos sobre los peligros de la ingeniería genética.

Cabe señalar que junto con los avances que trae consigo el desarrollo de la ingeniería genética, también existen algunos datos sobre los peligros de la ingeniería genética, los principales de los cuales se presentan a continuación.

1. La ingeniería genética es fundamentalmente diferente del desarrollo de nuevas variedades y razas. La adición artificial de genes extraños altera en gran medida el control genético finamente regulado de una célula normal. La manipulación genética es fundamentalmente diferente de la combinación de cromosomas maternos y paternos que ocurre en los cruces naturales.

2. Actualmente, la ingeniería genética es técnicamente imperfecta, ya que no es capaz de controlar el proceso de inserción de un nuevo gen. Por tanto, es imposible predecir el sitio de inserción y los efectos del gen añadido. Incluso si se puede determinar la ubicación de un gen una vez que se ha insertado en el genoma, la información del ADN disponible es muy incompleta para predecir los resultados.

3. Como resultado de la adición artificial de un gen extraño, surgen situaciones inesperadas. sustancias peligrosas. En el peor de los casos, pueden tratarse de sustancias tóxicas, alérgenos u otras sustancias nocivas para la salud. La información sobre este tipo de posibilidades aún es muy incompleta.

4. No existen métodos completamente fiables para comprobar la inocuidad. Más del 10% de los efectos secundarios graves de los nuevos medicamentos no pueden detectarse, a pesar de los cuidadosos estudios de seguridad realizados. El grado de riesgo que propiedades peligrosas los nuevos alimentos genéticamente modificados pasarán desapercibidos, probablemente mucho más que en el caso de los medicamentos.

5. Los requisitos actuales para las pruebas de inocuidad son extremadamente insuficientes. Están claramente diseñados para simplificar el proceso de aprobación. Permiten el uso de métodos de prueba de inocuidad extremadamente insensibles. Por lo tanto, existe un riesgo significativo de que los productos alimenticios peligrosos puedan pasar la inspección sin ser detectados.

6. Los productos alimenticios creados hasta la fecha mediante ingeniería genética no tienen ningún valor significativo para la humanidad. Estos productos satisfacen principalmente intereses comerciales únicamente.

7. El conocimiento sobre los efectos de los organismos modificados genéticamente introducidos en el medio ambiente es completamente insuficiente. Aún no se ha demostrado que los organismos modificados mediante ingeniería genética no tengan efectos nocivos sobre el medio ambiente. Los ambientalistas han sugerido varias posibles complicaciones ambientales. Por ejemplo, existen muchas oportunidades para la propagación incontrolada de genes potencialmente dañinos utilizados por la ingeniería genética, incluida la transferencia de genes por bacterias y virus. Es probable que las complicaciones causadas por el medio ambiente sean imposibles de corregir, ya que los genes liberados no pueden recuperarse.

8. Nuevo y virus peligrosos. Se ha demostrado experimentalmente que los genes virales incrustados en el genoma pueden combinarse con genes de virus infecciosos (la llamada recombinación). Estos nuevos virus pueden ser más agresivos que los originales. Los virus también pueden volverse menos específicos de especie. Por ejemplo, los virus de las plantas pueden resultar perjudiciales para los insectos beneficiosos, los animales y también para los seres humanos.

9. El conocimiento de la sustancia hereditaria, el ADN, es muy incompleto. Sólo se conoce la función de un tres por ciento del ADN. Arriesgado de manipular sistemas complejos, cuyo conocimiento es incompleto. Una amplia experiencia en los campos de la biología, la ecología y la medicina demuestra que esto puede provocar problemas y trastornos graves e impredecibles.

10. La ingeniería genética no ayudará a resolver el problema del hambre en el mundo. La afirmación de que la ingeniería genética puede contribuir significativamente a resolver el problema del hambre en el mundo es un mito científicamente infundado.

Conclusión

La ingeniería genética es un método de biotecnología que se ocupa de la investigación sobre la reestructuración de genotipos. El genotipo no es sólo una suma mecánica de genes, sino un sistema complejo que se ha desarrollado durante la evolución de los organismos. La ingeniería genética permite transferir información genética de un organismo a otro mediante operaciones in vitro. La transferencia de genes permite superar las barreras entre especies y transferir características hereditarias individuales de un organismo a otro.

La reordenación de genotipos, al realizar tareas de ingeniería genética, representa cambios cualitativos en genes no asociados con cambios en la estructura de los cromosomas visibles al microscopio. Los cambios genéticos están asociados principalmente con la transformación. estructura química ADN. La información sobre la estructura de una proteína, escrita como una secuencia de nucleótidos, se implementa como una secuencia de aminoácidos en la molécula de proteína sintetizada. Un cambio en la secuencia de nucleótidos en el ADN cromosómico, la pérdida de algunos y la inclusión de otros nucleótidos, cambia la composición de las moléculas de ARN formadas en el ADN, y esto, a su vez, determina una nueva secuencia de aminoácidos durante la síntesis. Como resultado, la célula comienza a sintetizar una nueva proteína, lo que conduce a la aparición de nuevas propiedades en el organismo. La esencia de los métodos de ingeniería genética es que genes individuales o grupos de genes se insertan o excluyen del genotipo de un organismo. Como resultado de insertar un gen previamente ausente en el genotipo, la célula puede verse obligada a sintetizar proteínas que no había sintetizado previamente.

Referencias

2. Lee A., Tinland B. Integración del ADNt en el genoma de la planta: prototipo y realidad // Fisiología vegetal. 2000. - Volumen 47. - N° 3.

3. Lutova L. A., Provorov N. A., Tikhodeev O. N. et al. Genética del desarrollo vegetal. - San Petersburgo: Nauka, 2000. - 539 p.

4. Lyadskaya M. La ingeniería genética puede hacer cualquier cosa, incluso cultivar una vacuna en el jardín // Pharmaceutical Bulletin. - 2000. - No. 7.

5. Romanov G. A. Ingeniería genética de plantas y formas de resolver el problema de la bioseguridad // Fisiología vegetal, 2000. - Volumen 47. - No. 3.

6. Salyaev R. Mitos y realidades de la ingeniería genética // Ciencia en Siberia. - 2002. - No. 7.

7. Favorova O. O. Tratamiento con genes: ¿ficción o realidad? // Boletín Farmacéutico. - 2002. - No. 5.

Kuzmina N.A. Fundamentos de biotecnología: libro de texto. - Omsk: OGPU, 2001. - 256 p.

Lutova L. A., Provorov N. A., Tikhodeev O. N. et al. Genética del desarrollo vegetal. - San Petersburgo: Nauka, 2000. - 539 p.

Lyadskaya M. La ingeniería genética puede hacer cualquier cosa, incluso cultivar una vacuna en el jardín // Pharmaceutical Bulletin. - 2000. - No. 7.

Kuzmina N.A. Fundamentos de biotecnología: libro de texto. - Omsk: OGPU, 2001. - 256 p.

Favorova O. O. Tratamiento con genes: ¿ficción o realidad? // Boletín Farmacéutico. - 2002. - No. 5.

Salyaev R. Mitos y realidades de la ingeniería genética // Ciencia en Siberia. - 2002. - No. 7.

Kuzmina N.A. Fundamentos de biotecnología: libro de texto. - Omsk: OGPU, 2001. - 256 p.

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ingeniería genética, un conjunto de métodos de bioquímica y genética molecular, con la ayuda de qué direccional combinado información genética cualquier organismo.

La ingeniería genética permite superar las barreras naturales entre especies que impiden el intercambio de información genética entre especies de organismos taxonómicamente distantes y crear células y organismos con combinaciones de genes que no existen en la naturaleza, con propiedades heredadas específicas. El principal objeto de la influencia de la ingeniería genética es el portador de información genética: el ácido desoxirribonucleico (ADN), cuya molécula suele estar formada por dos cadenas. La estricta especificidad del emparejamiento de bases purínicas y pirimidínicas determina la propiedad de complementariedad: la correspondencia mutua de nucleótidos en dos cadenas. La creación de nuevas combinaciones de genes fue posible gracias a la similitud fundamental en la estructura de las moléculas de ADN en todo tipo de organismos y, de hecho, la universalidad del código genético asegura la expresión de genes extraños (la manifestación de sus actividad funcional) en cualquier tipo de célula. Esto también se vio facilitado por la acumulación de conocimientos en el campo de la química de los ácidos nucleicos, la identificación de las características moleculares de la organización y funcionamiento de los genes (incluido el establecimiento de mecanismos para regular su expresión y la posibilidad de subordinar los genes a la acción de " elementos reguladores “extraños”), el desarrollo de métodos de secuenciación de ADN y el descubrimiento de la reacción en cadena de la polimerasa, que permitió sintetizar rápidamente cualquier fragmento de ADN. Los requisitos previos importantes para el surgimiento de la ingeniería genética fueron: el descubrimiento de plásmidos capaces de replicarse y transferirse de forma autónoma de una célula bacteriana a otra, y el fenómeno de la transducción, la transferencia de ciertos genes por parte de los bacteriófagos, que hizo posible formular la idea de vectores: moléculas - portadores de genes. Las enzimas involucradas en la transformación de los ácidos nucleicos desempeñaron un papel muy importante en el desarrollo de la metodología de la ingeniería genética: enzimas de restricción (reconocen secuencias (sitios) estrictamente definidas en las moléculas de ADN y "cortan" la doble cadena en estos lugares), ADN ligasas (se unen covalentemente fragmentos individuales de ADN), transcriptasa inversa (sintetiza una copia complementaria de ADN, o ADNc, en una plantilla de ARN), etc. Sólo con su disponibilidad, la creación de estructuras artificiales se ha convertido en una tarea técnicamente factible. Las enzimas se utilizan para obtener fragmentos de ADN individuales (genes) y crear híbridos moleculares: ADN recombinante (recDNA) basado en el ADN de plásmidos y virus. Estos últimos introducen el gen deseado en la célula huésped, garantizando allí su reproducción (clonación) y la formación del producto genético final (su expresión).

Principios de la creaciónanálisis de moléculas de ADN recombinante

El término "ingeniería genética" se generalizó después de que en 1972 P. Berg y sus colegas obtuvieron por primera vez ADN recombinante, que era un híbrido en el que se integraban fragmentos de ADN de la bacteria Escherichia coli, su virus (bacteriófago a) y el ADN del virus simio SV40. fueron combinados. En 1973, S. Cohen y sus colaboradores utilizaron el plásmido pSC101 y una enzima de restricción (EcoRI), que lo abre en un lugar para que se formen “colas” cortas complementarias monocatenarias (generalmente de 4 a 6 nucleótidos) en los extremos de una cadena. Molécula de ADN de doble cadena. Se les llamaba "pegajosos" porque podían aparearse (pegarse, por así decirlo) entre sí. Cuando dicho ADN se mezcló con fragmentos de ADN extraño tratados con la misma enzima de restricción y que tenían los mismos extremos pegajosos, se obtuvieron nuevos plásmidos híbridos, cada uno de los cuales contenía al menos un fragmento de ADN extraño insertado en el sitio EcoRI del plásmido. Se hizo evidente que en dichos plásmidos se pueden insertar fragmentos de diversos ADN extraños obtenidos tanto de microorganismos como de eucariotas superiores.

La principal estrategia moderna para obtener recDNA es la siguiente:

1) Se insertan fragmentos de ADN de otro organismo que contienen determinados genes o secuencias de nucleótidos de interés para el investigador obtenidas artificialmente en el ADN de un plásmido o virus que puede reproducirse independientemente del cromosoma;

2) Las moléculas híbridas resultantes se introducen en células procariotas o eucariotas sensibles, donde se replican (multiplican, amplifican) junto con fragmentos de ADN integrados en ellas;

3) Los clones celulares se seleccionan en forma de colonias en especiales. medios nutritivos(o virus en forma de zonas de limpieza: placas sobre una capa de crecimiento continuo de células bacterianas o cultivos de tejidos animales) que contienen los tipos requeridos de moléculas de ADN rec y las someten a estudios estructurales y funcionales integrales.

Para facilitar la selección de células en las que está presente ADNc, se utilizan vectores que contienen uno o más marcadores. En los plásmidos, por ejemplo, los genes de resistencia a los antibióticos pueden servir como tales marcadores (las células que contienen ADN rec se seleccionan en función de su capacidad para crecer en presencia de un antibiótico particular). El ADNc que porta los genes deseados se selecciona y se introduce en las células receptoras. A partir de este momento comienza la clonación molecular: la obtención de copias de ríos de ADN y, en consecuencia, copias de genes diana en su composición. Sólo si es posible separar todas las células transfectadas o infectadas, cada clon estará representado por una colonia de células separada y contendrá una cierta cantidad de ADN. En etapa final Se identifican los clones que contienen el gen deseado. Uno se basa en el hecho de que la inserción en una secuencia de ADN determina alguna propiedad única de la célula que lo contiene (por ejemplo, el producto de expresión del gen insertado). En los experimentos de clonación molecular se observan 2 principios básicos: ninguna de las células donde se clonan los ríos de ADN debe recibir más de una molécula de plásmido o partícula viral; este último debe ser capaz de replicarse.

Una amplia gama de ADN virales y plásmidos se utilizan como moléculas vectoriales en ingeniería genética. Los vectores de clonación más populares contienen varios marcadores genéticos y tienen un sitio de acción para diferentes enzimas de restricción. Tales requisitos, por ejemplo, se cumplen mejor con el plásmido pBR322, que se construyó a partir de un plásmido originalmente natural utilizando métodos utilizados cuando se trabaja con ADN rec; contiene genes de resistencia a ampicilina y tetraciclina, así como un sitio de reconocimiento para 19 enzimas de restricción diferentes. Un caso especial de vectores de clonación son los vectores de expresión que, junto con la amplificación, garantizan la expresión correcta y eficaz de genes extraños en las células receptoras. En algunos casos, los vectores moleculares pueden asegurar la integración de ADN extraño en el genoma de una célula o virus (se denominan vectores integrativos).

Una de las tareas más importantes de la ingeniería genética es la creación de cepas de bacterias o levaduras, líneas celulares de tejidos animales o vegetales, así como plantas y animales transgénicos que garanticen la expresión eficaz de los genes clonados en ellos. Se logra un alto nivel de producción de proteínas si los genes se clonan en vectores multicopia, ya que en este caso el gen diana estará presente en grandes cantidades en la célula. Es importante que la secuencia codificante del ADN esté bajo el control de un promotor que sea reconocido efectivamente por la ARN polimerasa de la célula, y que el ARNm resultante sea relativamente estable y se traduzca eficientemente. Además, una proteína extraña sintetizada en las células receptoras no debería estar sujeta a una rápida degradación por parte de proteasas intracelulares. Al crear animales y plantas transgénicos, a menudo se logra una expresión específica de tejido de los genes diana introducidos.

Dado que el código genético es universal, la posibilidad de expresión genética está determinada únicamente por la presencia en su composición de señales de inicio y terminación de la transcripción y traducción, correctamente reconocidas por la célula huésped. Dado que la mayoría de los genes de eucariotas superiores tienen una estructura exón-intrón discontinua, como resultado de la transcripción de dichos genes, se forma un precursor de ARN molde, a partir del cual, durante el empalme posterior, se escinden secuencias no codificantes (intrones) y se madura el ARNm. está formado. Estos genes no pueden expresarse en células bacterianas donde no existe un sistema de empalme. Para superar este obstáculo, se sintetiza una copia de ADN (ADNc) en moléculas de ARNm maduras utilizando la transcriptasa inversa, a la que se añade una segunda cadena utilizando la ADN polimerasa. Tales fragmentos de ADN correspondientes a la secuencia codificante de los genes (ya no separados por intrones) se pueden insertar en un vector molecular adecuado.

Conociendo la secuencia de aminoácidos del polipéptido diana, es posible sintetizar la secuencia de nucleótidos que lo codifica, obteniendo un gen equivalente, e insertarlo en el correspondiente vector de expresión. Al crear un gen equivalente, generalmente se tiene en cuenta la degeneración del código genético (20 aminoácidos están codificados por 61 codones) y la frecuencia de aparición de codones para cada aminoácido en las células en las que se planea introducir este gen. , ya que la composición de codones puede diferir significativamente en diferentes organismos. Los codones correctamente seleccionados pueden aumentar significativamente la producción de la proteína diana en la célula receptora.

La importancia de la ingeniería genética

La ingeniería genética ha ampliado enormemente los límites experimentales. biología molecular, ya que ha sido posible introducir ADN extraño en varios tipos de células y estudiar sus funciones. Esto hizo posible identificar patrones biológicos generales de organización y expresión de información genética en varios organismos. Este enfoque ha abierto perspectivas para la creación de productores microbiológicos fundamentalmente nuevos de sustancias biológicamente activas, así como de animales y plantas portadores de genes extraños funcionalmente activos. Muchos antes inaccesibles biológicamente proteínas activas Los humanos, incluidos interferones, interleucinas, hormonas peptídicas y factores sanguíneos, comenzaron a producirse en grandes cantidades en las células de bacterias, levaduras o mamíferos y se utilizan ampliamente en medicina. Además, ha sido posible crear artificialmente genes que codifiquen polipéptidos quiméricos que tengan las propiedades de dos o más proteínas naturales. Todo esto dio un poderoso impulso al desarrollo de la biotecnología.

Los principales objetos de la ingeniería genética son las bacterias Escherichia coli (Escherichia coli) y Bacillus subtilis (bacillus subtilis), la levadura de panadería Saccharomices cereuisiae y varias líneas celulares de mamíferos. La gama de objetos de influencia de la ingeniería genética se amplía constantemente. Se están desarrollando intensamente áreas de investigación sobre la creación de plantas y animales transgénicos. Se utilizan métodos de ingeniería genética para crear generaciones más nuevas vacunas contra diversos agentes infecciosos (la primera de ellas se creó a base de levadura que produce la proteína de superficie del virus B humano). Se presta mucha atención al desarrollo de vectores de clonación basados en virus de mamíferos y su uso para crear vacunas polivalentes vivas para necesidades médicas y veterinarias, así como vectores moleculares para la terapia genética de tumores cancerosos y enfermedades hereditarias. Se ha desarrollado un método para introducir directamente ADN rec en el cuerpo de animales y humanos, dirigiendo la producción de antígenos de diversos agentes infecciosos en sus células (vacunación con ADN). La dirección más nueva de la ingeniería genética es la creación de vacunas comestibles basadas en plantas transgénicas, como tomates, zanahorias, patatas, maíz, lechugas, etc., que producen proteínas inmunogénicas de agentes infecciosos. molécula recombinante de ingeniería genética

Preocupaciones asociadas con la realizaciónexperimentos de ingeniería genética

Poco después de los primeros experimentos exitosos para obtener ríos de ADN, un grupo de científicos dirigido por P. Berg propuso limitar la realización de una serie de experimentos de ingeniería genética. Estas preocupaciones se basaban en el hecho de que las propiedades de los organismos que contienen información genética extraña son difíciles de predecir. Pueden adquirir características indeseables, alterar el equilibrio ecológico y provocar la aparición y propagación de enfermedades inusuales en humanos, animales y plantas. Además, se señaló que la intervención humana en el aparato genético de los organismos vivos es inmoral y puede tener consecuencias sociales y éticas indeseables. En 1975, estos problemas se discutieron en una conferencia internacional en Asilomar (EE.UU.). Sus participantes llegaron a la conclusión de que es necesario seguir utilizando métodos de ingeniería genética, pero sujeto al cumplimiento obligatorio de determinadas reglas y recomendaciones. Posteriormente, estas reglas, establecidas en varios países, se relajaron significativamente y se redujeron a técnicas comunes en la investigación microbiológica, la creación de dispositivos de protección especiales que previenen la propagación de agentes biológicos en el medio ambiente, el uso de vectores seguros y células receptoras que no se reproducen en condiciones naturales.

A menudo, se entiende por ingeniería genética únicamente el trabajo con ADN, y los términos "clonación molecular", "clonación de ADN", "clonación de genes" se utilizan como sinónimos de ingeniería genética. Sin embargo, todos estos conceptos reflejan únicamente el contenido de operaciones individuales de ingeniería genética y, por lo tanto, no son equivalentes al término "ingeniería genética". En Rusia, el término "ingeniería genética" se utiliza ampliamente como sinónimo de ingeniería genética. Sin embargo, el contenido semántico de estos términos es diferente: la ingeniería genética tiene como objetivo crear organismos con un nuevo programa genético, mientras que el término "ingeniería genética" explica cómo se hace esto: mediante la manipulación de genes.

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Introducción

En mi trabajo exploro el tema de la ingeniería genética. Las oportunidades que la ingeniería genética abre a la humanidad, tanto en el campo de la ciencia fundamental como en muchos otros campos, son muy grandes y, a menudo, incluso revolucionarias.

Así, permite la producción industrial en masa. proteínas requeridas, facilita significativamente los procesos tecnológicos para la obtención de productos de fermentación: enzimas y aminoácidos en el futuro se podrán utilizar para mejorar plantas y animales, así como para tratar enfermedades humanas hereditarias;

Así, la ingeniería genética, siendo una de las principales direcciones. progreso científico y tecnológico, contribuye activamente a acelerar la solución de muchos problemas, como la alimentación, la agricultura, la energía y el medio ambiente.

Pero la ingeniería genética abre oportunidades especialmente grandes para la medicina y la industria farmacéutica, ya que su uso puede conducir a transformaciones radicales en la medicina.

1. La esencia de la ingeniería genética.

1.1. Historia de la ingeniería genética.

La ingeniería genética apareció gracias al trabajo de numerosos investigadores de diversas ramas de la bioquímica y la genética molecular.

Durante muchos años, las proteínas fueron consideradas la clase principal de macromoléculas. Incluso se suponía que los genes eran de naturaleza proteica.

No fue hasta 1944 que Avery, McLeod y McCarthy demostraron que el ADN es el portador de información hereditaria.

A partir de ese momento se inició un estudio intensivo de los ácidos nucleicos. Una década después, en 1953, J. Watson y F. Crick crearon un modelo de ADN bicatenario. Este año se considera el año del nacimiento de la biología molecular.

A finales de los años 50 y 60, se aclararon las propiedades del código genético y, a finales de los años 60, se confirmó experimentalmente su universalidad.

Hubo un desarrollo intensivo de la genética molecular, cuyos objetos eran Escherichia coli (E. coli), sus virus y plásmidos.

Se han desarrollado métodos para aislar preparaciones altamente purificadas de moléculas de ADN, plásmidos y virus intactos.

El ADN de virus y plásmidos se introdujo en las células en forma biológicamente activa, asegurando su replicación y expresión de los genes correspondientes.

En los años 70 se descubrieron varias enzimas que catalizan reacciones de conversión del ADN. Un papel especial en el desarrollo de métodos de ingeniería genética corresponde a las enzimas de restricción y a las ADN ligasas.

La historia del desarrollo de la ingeniería genética se puede dividir en tres etapas:

La primera etapa está asociada a la demostración de la posibilidad fundamental de obtener moléculas de ADN recombinante in vitro. Estos trabajos se refieren a la producción de híbridos entre diferentes plásmidos. Se ha demostrado la posibilidad de crear moléculas recombinantes a partir de moléculas iniciales de ADN de diversas especies y cepas de bacterias, su viabilidad, estabilidad y funcionamiento.

La segunda etapa está asociada al inicio de los trabajos para la obtención de moléculas de ADN recombinante entre genes cromosómicos de procariotas y diversos plásmidos, demostrando su estabilidad y viabilidad.

La tercera etapa es el inicio de los trabajos sobre la inclusión de genes eucariotas, principalmente animales, en moléculas de ADN vector (ADN utilizado para la transferencia de genes y capaz de integrarse en el aparato genético de la célula receptora).

Formalmente, la fecha de nacimiento de la ingeniería genética debe considerarse 1972, cuando en la Universidad de Stanford, P. Berg y S. Cohen y sus colaboradores crearon el primer ADN recombinante que contenía fragmentos de ADN del virus SV40, el bacteriófago y E. coli.

1.2. El concepto de ingeniería genética.

Una de las ramas de la genética molecular y la biología molecular que mayor aplicación práctica ha encontrado es la ingeniería genética.

La ingeniería genética es la suma de métodos que permiten la transferencia de genes de un organismo a otro, o es una tecnología para la construcción selectiva de nuevos objetos biológicos.

Nacida a principios de los años 70, hoy ha logrado un gran éxito. Las técnicas de ingeniería genética transforman células de bacterias, levaduras y mamíferos en “fábricas” para la producción a gran escala de cualquier proteína.

Esto permite analizar en detalle la estructura y funciones de las proteínas y utilizarlas como medicamentos.

Actualmente, Escherichia coli (E. coli) se ha convertido en un proveedor de hormonas tan importantes como la insulina y la somatotropina.

Anteriormente, la insulina se obtenía de células pancreáticas animales, por lo que su coste era muy elevado. Para obtener 100 g de insulina cristalina, se necesitan entre 800 y 1000 kg de páncreas y una glándula de vaca pesa entre 200 y 250 gramos. Esto hizo que la insulina fuera costosa y de difícil acceso para una amplia gama de diabéticos.

La insulina consta de dos cadenas polipeptídicas A y B, de 20 y 30 aminoácidos de longitud. Cuando están conectados por enlaces disulfuro, se forma insulina nativa de doble cadena.

Se ha demostrado que no contiene proteínas de E. coli, endotoxinas y otras impurezas, no produce efectos secundarios como la insulina animal y no se diferencia de ella en actividad biológica.

Anteriormente se obtenía a partir de material cadavérico, de un cadáver: 4 - 6 mg de somatotropina en términos de preparación farmacéutica final. Por lo tanto, las cantidades disponibles de la hormona eran limitadas; además, la hormona obtenida mediante este método era heterogénea y podía contener virus de crecimiento lento.

En 1980, la empresa Genentec desarrolló una tecnología para la producción de somatotropina utilizando bacterias, que carecía de estas desventajas. En 1982, la hormona del crecimiento humano se obtuvo en cultivo de E. coli y células animales en el Instituto Pasteur de Francia, y en 1984 se inició la producción industrial de insulina en la URSS.

1.3. Metas y objetivos de la ingeniería genética.

La tecnología del ADN recombinante ha hecho posible un enfoque no convencional entre proteínas y genes llamado genética inversa. En este enfoque, se aísla una proteína de una célula, se clona el gen de esta proteína y se modifica, creando un gen mutante que codifica una forma alterada de la proteína. El gen resultante se introduce en la célula. De esta manera se pueden corregir genes defectuosos y tratar enfermedades hereditarias.

Si el ADN híbrido se introduce en un óvulo fertilizado, se pueden obtener organismos transgénicos que transmiten el gen mutante a su descendencia.

La transformación genética de animales permite establecer el papel de los genes individuales y sus productos proteicos tanto en la regulación de la actividad de otros genes como en diversos procesos patológicos.

La tecnología de ADN recombinante utiliza los siguientes métodos:

·escisión específica del ADN mediante nucleasas de restricción, acelerando el aislamiento y manipulación de genes individuales;

· secuenciación rápida de todos los nucleótidos de un fragmento de ADN purificado, que permite determinar los límites del gen y la secuencia de aminoácidos codificada por él;

·construcción de ADN recombinante;

·hibridación de ácidos nucleicos, permitiendo la identificación de secuencias específicas de ARN o ADN con mayor precisión y sensibilidad;

·Introducción de ADN recombinante en células u organismos.

2.1. Aislamiento de genes que contienen la información necesaria.

Los genes se pueden obtener de varias formas: aislamiento del ADN, síntesis químico-enzimática y síntesis enzimática.

El aislamiento de genes del ADN se lleva a cabo mediante enzimas de restricción que catalizan la escisión del ADN en áreas que tienen determinadas secuencias de nucleótidos (4 a 7 pares de nucleótidos). La escisión se puede llevar a cabo en medio de una región reconocible de pares de nucleótidos; en este caso, ambas cadenas de ADN se “cortan” al mismo nivel. Los fragmentos de ADN resultantes tienen los llamados extremos "romos". La escisión del ADN es posible mediante un desplazamiento, en el que una de las hebras sobresale varios nucleótidos. Los extremos "pegajosos" formados en este caso, debido a su complementariedad, interactúan. Se puede unir una secuencia de nucleótidos con extremos adhesivos a un vector (pretratado con la misma enzima de restricción) y convertirla en una secuencia circular como resultado del entrecruzamiento de extremos mutuamente complementarios con ligasas. El método tiene importantes inconvenientes, ya que es bastante difícil seleccionar la acción de las enzimas para un aislamiento estricto del gen deseado. Junto con el gen, se capturan nucleótidos "extra" o, por el contrario, las enzimas cortan parte del gen, convirtiéndolo en uno funcionalmente defectuoso.

La síntesis de enzimas químicas se utiliza si se sabe estructura primaria proteína o péptido, cuya síntesis está codificada por un gen. Es necesario un conocimiento completo de la secuencia de nucleótidos del gen. Este método permite recrear con precisión la secuencia de nucleótidos deseada, así como introducir sitios de reconocimiento para enzimas de restricción, secuencias reguladoras, etc. en los genes. El método consiste en la síntesis química de fragmentos de ADN monocatenario (oligonucleótidos) mediante un paso. -formación paso a paso de enlaces éster entre nucleótidos, normalmente de 8 a 16 mer. Actualmente existen “máquinas genéticas” que, bajo el control de un microprocesador, sintetizan muy rápidamente secuencias cortas específicas de ADN monocatenario.

La secuencia deseada de bases se ingresa en el teclado. El microprocesador abre válvulas a través de las cuales, mediante una bomba, se suministran secuencialmente a la columna de síntesis nucleótidos, así como los reactivos y disolventes necesarios. La columna está llena de perlas de silicio en las que se recogen las moléculas de ADN. Este dispositivo puede sintetizar cadenas de hasta 40 nucleótidos de longitud a una velocidad de 1 nucleótido en 30 minutos. Los oligonucleótidos resultantes se entrecruzan entre sí utilizando ADN ligasa para formar un nucleótido bicatenario. Al usar este método Se obtuvieron genes para las cadenas A y B de insulina, proinsulina, somatostatina, etc.

La síntesis enzimática de genes basada en ARN mensajero (ARNm) aislado es actualmente el método más común. En primer lugar, se aíslan los ARN mensajeros de las células, entre las que se encuentra el ARNm codificado por el gen que debe aislarse. Luego, en condiciones aprobadas, se sintetiza una cadena de ADN complementaria al ARNm (ADNc) en el ARNm aislado de la célula, como en una matriz, utilizando la transcriptasa inversa (revertasa). El ADN complementario resultante (ADNc) sirve como plantilla para la síntesis de la segunda hebra de ADN utilizando ADN polimerasa o reversasa. El cebador en este caso es un oligonucleótido complementario al extremo 3' del ARNm; Se forma una nueva cadena de ADN a partir de desoxinucleósidos trifosfatos en presencia de iones de magnesio.

Método con exitazo utilizado para obtener el gen de la hormona del crecimiento humano (somatotropina) en 1979. El gen obtenido de una forma u otra contiene información sobre la estructura de la proteína, pero no puede implementarla por sí solo. Por tanto, se necesitan mecanismos adicionales para controlar la acción del gen. La transferencia de información genética a la célula receptora se realiza como parte de un vector. Un vector es, por regla general, una molécula de ADN circular capaz de replicarse de forma independiente. El gen junto con el vector forma ADN recombinante.

2.2. Selección de vectores (virus, plásmidos) capaces de replicarse de forma independiente en la célula receptora.

El término "vector" se refiere a una molécula de ácido nucleico que, después de ser introducida en una célula, es capaz de existir de forma autónoma debido a la presencia de señales de replicación y transcripción en ella.

Las moléculas vectoriales deben tener las siguientes propiedades:

1) la capacidad de replicarse de forma autónoma en la célula receptora, es decir, de ser un replicón independiente;

Dependiendo de los objetivos del experimento, los vectores se pueden dividir en dos grupos: 1) utilizados para la clonación y amplificación del gen deseado; 2) especializado, utilizado para la expresión de genes extraños incorporados. El segundo grupo de vectores combina vectores diseñados para asegurar la síntesis de productos proteicos de genes clonados. Los vectores de expresión contienen secuencias de ADN que son necesarias para la transcripción de copias clonadas de genes y la traducción de su ARNm en cepas celulares.

Como vectores procarióticos se utilizan plásmidos y bacteriófagos; Como vectores eucarióticos se utilizan virus animales y vegetales, vectores basados en levaduras y mitocondrias de 2 μm y una serie de vectores construidos artificialmente capaces de replicarse tanto en células bacterianas como eucariotas (vectores lanzadera).

Los plásmidos son elementos genéticos extracromosómicos de pro y eucariotas que se replican de forma autónoma en las células. La mayoría de los vectores plasmídicos se derivan de plásmidos naturales ColE1, pMB1 y p15A.

Los plásmidos bacterianos se dividen en dos clases. Algunos plásmidos (por ejemplo, el bien estudiado factor F, que determina el sexo en E. coli) son capaces de pasar de una célula a otra, mientras que otros no tienen esta capacidad. Por diversas razones, y principalmente para evitar la propagación incontrolada de material genético potencialmente peligroso, la gran mayoría de los vectores plasmídicos bacterianos se basan en la segunda clase de plásmidos. Muchos plásmidos naturales ya contienen genes que determinan la resistencia celular a los antibióticos (los productos de estos genes son enzimas que modifican o descomponen sustancias antibióticas). Además, en estos plásmidos se introducen genes adicionales que determinan la resistencia a otros antibióticos durante la construcción de vectores.

En la figura. La Figura 1 muestra uno de los vectores plasmídicos de E. coli más comunes: pBR322. Está construido sobre la base de un plásmido de E. coli estudiado minuciosamente, el factor colicinógeno ColE1, y contiene el origen de replicación de este plásmido. La peculiaridad del plásmido ColE1 (y pBR322, respectivamente) es que en presencia del antibiótico inhibidor de la síntesis de proteínas cloranfenicol (que inhibe indirectamente la replicación del cromosoma del huésped), su número en E. coli aumenta de 20 a 50 a 1000 moléculas. por célula, lo que permite obtener grandes cantidades de gen clonado. Al construir el vector pBR322 a partir de los plásmidos originales, se eliminaron varios sitios "extra" para las enzimas de restricción.

Actualmente, junto con muchos sistemas de vectores convenientes para E. coli, se han construido vectores plasmídicos para otras bacterias gramnegativas (incluidas las de importancia industrial como Pseudomonas, Rhizobium y Azotobacter), bacterias grampositivas (Bacillus), bacterias inferiores hongos (levaduras) y plantas.

Los vectores plásmidos son convenientes para clonar fragmentos relativamente pequeños (hasta 10 mil pares de bases) de genomas pequeños. Si necesita obtener una biblioteca (o biblioteca) de genes de plantas y animales superiores, longitud total cuyo genoma alcanza tamaños enormes, entonces los vectores plasmídicos convencionales no son adecuados para estos fines. El problema de crear bibliotecas de genes para eucariotas superiores se resolvió utilizando derivados del bacteriófago L como vectores de clonación.

Entre los vectores de fagos, los sistemas más convenientes se crearon basados en los genomas de los bacteriófagos L y M13 de E. coli. El ADN de estos fagos contiene regiones extendidas que pueden eliminarse o reemplazarse con ADN extraño sin afectar su capacidad de replicarse en células de E. coli. Al construir una familia de vectores basada en el ADN del fago l, primero se eliminaron muchos sitios de restricción (dividiendo secciones cortas de ADN) de la región que no es esencial para la replicación del ADN, y dichos sitios se dejaron en la región destinada a la replicación del fago. inserción de ADN extraño. A menudo se insertan genes marcadores en esta misma región para distinguir el ADN recombinante del vector original. Estos vectores se utilizan ampliamente para generar "bibliotecas de genes". Los tamaños del fragmento de ADN del fago reemplazado y, en consecuencia, de la región insertada de ADN extraño están limitados a 15-17 mil residuos de nucleótidos, ya que el genoma del fago recombinante, que es un 10% más grande o un 75% más pequeño que el genoma del fago salvaje. , ya no se puede empaquetar en partículas de fagos.

Figura 1. Mapa de restricción detallado del plásmido pBR322.

En teoría, tales restricciones no existen para los vectores construidos a partir del bacteriófago filamentoso M13. Se han descrito casos en los que se insertó ADN extraño de unos 40 mil residuos de nucleótidos en el genoma de este fago. Se sabe, sin embargo, que el fago M13 se vuelve inestable cuando la longitud del ADN extraño supera los 5.000 residuos de nucleótidos. De hecho, los vectores derivados del ADN del fago M13 se utilizan principalmente para la secuenciación y mutagénesis de genes, y los tamaños de los fragmentos insertados en ellos son mucho más pequeños.

Estos vectores se construyen a partir de la forma replicativa (bicatenaria) del ADN del fago M13, en la que se construyen regiones de "polienlazador" (en la Fig. 5 se muestra un ejemplo de dicho diseño). El ADN está incluido en la partícula del fago como una molécula monocatenaria. Así, este vector permite obtener un gen clonado o su fragmento tanto en forma bicatenaria como monocatenaria. Las formas monocatenarias de ADN recombinante se utilizan actualmente ampliamente para determinar la secuencia de nucleótidos del ADN mediante el método de Sanger y para la mutagénesis de genes dirigida por oligodesoxinucleótidos.

La transferencia de genes extraños a células animales se lleva a cabo utilizando vectores obtenidos del ADN de varios virus animales bien estudiados: SV40, algunos adenovirus, virus del papiloma bovino, virus de la viruela, etc. La construcción de estos vectores se lleva a cabo según el esquema estándar: eliminación de sitios "extra" para enzimas de restricción, introducción de genes marcadores en regiones del ADN que no son esenciales para su replicación (por ejemplo, el gen de la timidina quinasa (tk) del HSV (virus del herpes)), introducción de regiones reguladoras, aumentando el nivel de expresión genética.

Los llamados “vectores lanzadera”, capaces de replicarse tanto en células animales como en células bacterianas, resultaron convenientes. Se fabrican uniendo grandes segmentos de vectores animales y bacterianos (por ejemplo, SV40 y pBR322) de modo que las regiones responsables de la replicación del ADN no se vean afectadas. Esto hace posible llevar a cabo las operaciones básicas de construir un vector en una célula bacteriana (que técnicamente es mucho más simple) y luego usar el ADN recombinante resultante para clonar genes en una célula animal.

Figura 2. Mapa de restricción del vector M13 mp8.

2.3. Preparación de ADN recombinante.

La esencia de la construcción de ADN recombinante es la integración de fragmentos de ADN, entre los que se encuentra la región de ADN que nos interesa, en las llamadas moléculas de ADN vector (o simplemente vectores): ADN plásmido o viral, que se puede transferir a pro - o células eucariotas y se replican allí de forma autónoma. En la siguiente etapa se realiza la selección de aquellas células que portan ADN recombinante (utilizando características marcadoras que posee el propio vector), y luego clones individuales con el segmento de ADN que nos interesa (utilizando características o sondas específicas para un gen determinado). o segmento de ADN).

Para resolver una serie de problemas científicos y biotecnológicos, la construcción de ADN recombinante también requiere la creación de sistemas que aseguren la máxima expresión del gen clonado.

Hay tres formas principales de integrar ADN extraño en moléculas vectoriales. En el primer caso, los extremos de 3" de los fragmentos de ADN, entre los que se encuentra la región de ADN que nos interesa (un gen o su segmento, región reguladora), se amplían con una secuencia de homopolinucleótidos (por ejemplo, poli(T)) utilizando la enzima nucleotidil transferasa terminal. Los extremos de 3" son de forma lineal. El ADN del vector se expande de la misma manera con una secuencia de homopolinucleótido complementaria al mismo (es decir, poli (A)). Esto permite unir dos moléculas de ADN mediante un emparejamiento complementario de extremos "pegajosos" producidos artificialmente.

En el segundo caso, los extremos "pegajosos" se crean escindiendo moléculas de ADN (tanto el vector como el que contiene el fragmento que nos interesa) mediante una de las endonucleasas de restricción (enzimas de restricción). Las enzimas de restricción se caracterizan por una especificidad extremadamente alta. "Reconocen" una secuencia de varios residuos de nucleótidos en el ADN y escinden en ellos enlaces internucleotídicos estrictamente definidos. Por lo tanto, incluso en ADN de gran tamaño, las enzimas de restricción introducen un número limitado de roturas.

El tercer método es una combinación de los dos primeros, cuando los extremos pegajosos del ADN formados por una enzima de restricción se extienden con secuencias sintéticas (Fig. 3).

Los extremos de los fragmentos de ADN se pueden convertir en "pegajosos" extendiéndolos con oligonucleótidos de doble cadena ("enlazadores"), que incluyen un sitio de reconocimiento de restricción.

Figura 3. Esquema para construir ADN recombinante utilizando enzimas de restricción PstI y conector poli(G)-poli(C).

zoy. El procesamiento de dicho fragmento con esta enzima de restricción lo hace adecuado para la integración en una molécula de ADN vector escindida con la misma enzima de restricción. A menudo, como "enlazadores" se utilizan fragmentos de polinucleótidos que contienen sitios específicos para varias enzimas de restricción a la vez (se denominan "polienlazadores").

Después de la inserción de ADN extraño en el vector, su reticulación covalente se lleva a cabo mediante la ADN ligasa. Si el tamaño de la brecha en la molécula recombinada excede un enlace fosfodiéster, se repara in vitro usando ADN polimerasa o in vivo usando sistemas de reparación celular.

2.4. Introducción de ADN recombinante en la célula receptora.

La transferencia de ADN recombinante se realiza mediante transformación o conjugación. La transformación es un proceso de cambio. propiedades genéticas células como resultado de la penetración de ADN extraño en ellas. Fue descubierto por primera vez en neumococos por F. Giffith, quien demostró que algunas células de cepas de bacterias no virulentas, cuando infectan a ratones junto con cepas virulentas, adquieren propiedades patógenas. Posteriormente, la transformación fue demostrada y estudiada en varias especies bacterianas. Se ha establecido que sólo unas pocas células llamadas "competentes" (capaces de incorporar ADN extraño y sintetizar una proteína transformadora especial) son capaces de transformarse. La competencia de una célula también está determinada por factores ambientales. Esto puede facilitarse tratando las células con polietilenglicol o cloruro de calcio. Después de la penetración en la célula, una de las cadenas de ADN recombinante se degrada y la otra, debido a la recombinación con una región homóloga del ADN receptor, puede incluirse en un cromosoma o unidad extracromosómica. La transformación es lo más de manera universal transferencia de información genética y es de gran importancia para las tecnologías genéticas.

La conjugación es uno de los métodos de intercambio de material genético, en el que se produce una transferencia unidireccional de información genética del donante al receptor. Esta transferencia está bajo el control de plásmidos conjugativos especiales (factor de fertilidad). La transferencia de información de la célula donante a la célula receptora se realiza a través de vellosidades genitales especiales (pili). También es posible transferir información utilizando plásmidos no conjugativos con la participación de plásmidos auxiliares. La transferencia de todo el conjunto de genes de virus o fagos, que conduce al desarrollo de partículas de fagos en la célula, se denomina transfección. La técnica, aplicada a células bacterianas, implica obtener esferoplastos, purificar el medio de incubación de nucleasas y agregar ADN de fagos purificado (la presencia de sulfato de protamina aumenta la eficiencia de la transfección). La técnica es aplicable a animales y células vegetales con la participación de vectores virales lanzadera especiales.

La tarea de cambiar el genoma de un adulto es algo más complicada que criar nuevas razas de animales genéticamente modificados, ya que en este caso es necesario cambiar el genoma de numerosas células de un organismo ya formado, y no solo de un óvulo embrionario. Para ello, se propone utilizar partículas virales como vector. Las partículas virales son capaces de penetrar en un porcentaje significativo de células humanas adultas, incrustando en ellas su información hereditaria; Es posible la reproducción controlada de partículas virales en el cuerpo. Al mismo tiempo, para reducir los efectos secundarios, los científicos intentan evitar la introducción de ADN modificado genéticamente en las células de los órganos genitales, evitando así el impacto en la futura descendencia del paciente. También vale la pena señalar las importantes críticas a esta tecnología en los medios de comunicación: muchos perciben el desarrollo de virus modificados genéticamente como una amenaza para toda la humanidad.

Con la ayuda de la terapia génica, en el futuro será posible cambiar el genoma humano. Actualmente, los métodos eficaces para modificar el genoma humano se encuentran en fase de desarrollo y prueba en primates. Durante mucho tiempo, la ingeniería genética de los monos enfrentó serias dificultades, pero en 2009 los experimentos se vieron coronados por el éxito: apareció una publicación en la revista Nature sobre el uso exitoso de vectores virales genéticamente modificados para curar el daltonismo de un mono macho adulto. Ese mismo año, el primer primate genéticamente modificado (crecido a partir de un huevo modificado) dio a luz a una descendencia: el tití común.

Aunque a pequeña escala, ya se está utilizando la ingeniería genética para dar a mujeres con algunos tipos de infertilidad la posibilidad de quedar embarazadas utilizando óvulos de una mujer sana. Como resultado, el niño hereda el genotipo de un padre y dos madres.

Sin embargo, la posibilidad de realizar cambios más significativos en el genoma humano enfrenta una serie de problemas éticos graves.

Conclusión

Como resultado del desarrollo intensivo de los métodos de ingeniería genética, se han obtenido clones de muchos genes de ARN ribosómico, de transporte y 5S, histonas, de ratón, de conejo, de globina humana, de colágeno, de ovoalbúmina, de insulina humana y otras hormonas peptídicas, de interferón humano, etc. sido obtenido.

Esto hizo posible crear cepas de bacterias que producen muchas sustancias biológicamente activas utilizadas en la medicina, la agricultura y la industria microbiológica.

A partir de la ingeniería genética surgió una rama de la industria farmacéutica, denominada “industria del ADN”. Esta es una de las ramas modernas de la biotecnología.

Para uso medicinal Se aprueba la insulina humana (humulina) obtenida mediante ADNc. Además, a partir de numerosos mutantes de genes individuales obtenidos durante su estudio, se han creado sistemas de pruebas altamente eficaces para identificar la actividad genética de factores ambientales, incluida la identificación de compuestos cancerígenos.

REFERENCIAS UTILIZADAS:

1) Bekish O.-Ya.L. Biología médica. – Mn.: Urajai, 2000. – págs. 114-119.

2) Mutovin G.R. Fundamentos de genética clínica. – M.: Escuela de posgrado, 1997. – pág. 83-84.

3) Liebre R.S. Lo esencial genética medica. – Mn.: Escuela Superior, 1998. – p. 60-65.

4) biotechnolog.ru

Plan:

Introducción.

1.La esencia de la ingeniería genética.

1.1. Historia de la ingeniería genética.

1.2. El concepto de ingeniería genética.

1.3. Metas y objetivos de la ingeniería genética.

2. Etapas de creación de organismos con un programa genéticamente modificado.

2.1. Aislamiento de genes (naturales o sintetizados) que contienen la información necesaria.

2.2. Selección de vectores (virus, plásmidos) capaces de replicarse de forma independiente en la célula receptora.

2.3. Preparación de ADN recombinante.

2.4. Introducción de ADN recombinante en la célula receptora.

3.Aplicación de tecnologías de ingeniería genética en medicina.

Con cuya ayuda se lleva a cabo la combinación dirigida de información genética de cualquier organismo. La ingeniería genética (GE) permite superar las barreras naturales entre especies que impiden el intercambio de información genética entre especies de organismos taxonómicamente distantes y crear células y organismos con combinaciones de genes que no existen en la naturaleza, con propiedades hereditarias específicas.

El principal objeto de la influencia de la ingeniería genética es el portador de información genética: el ácido desoxirribonucleico (ADN), cuya molécula suele estar formada por dos cadenas. La estricta especificidad del emparejamiento de bases purínicas y pirimidínicas determina la propiedad de complementariedad: la correspondencia mutua de nucleótidos en dos cadenas. La creación de nuevas combinaciones de genes fue posible gracias a la similitud fundamental en la estructura de las moléculas de ADN en todos los tipos de organismos y a la verdadera universalidad de la genética. El código permite expresar genes extraños (manifestación de su actividad funcional) en cualquier tipo de célula. Esto también se vio facilitado por la acumulación de conocimientos en el campo de la química, la identificación de las características moleculares de la organización y funcionamiento de los genes (incluido el establecimiento de mecanismos para regular su expresión y la posibilidad de subordinar genes a la acción de genes "extraños" elementos reguladores), el desarrollo de métodos de secuenciación de ADN, el descubrimiento de la reacción en cadena de la polimerasa, que hizo posible sintetizar rápidamente cualquier fragmento de ADN.

Requisitos previos importantes para el surgimiento de G.I. fueron: el descubrimiento de plásmidos capaces de replicación autónoma y transición de una célula bacteriana a otra, y el fenómeno de la transducción, la transferencia de ciertos genes por bacteriófagos, que hizo posible formular la idea de vectores, moléculas portadoras de genes.

De gran importancia en el desarrollo de la metodología G.I. desempeñado por enzimas involucradas en la transformación de ácidos nucleicos: enzimas de restricción (reconocen secuencias (sitios) estrictamente definidas en las moléculas de ADN y "cortan" la doble hebra en estos lugares), ADN ligasas (unen covalentemente fragmentos de ADN individuales), transcriptasa inversa (sintetiza ARN en la plantilla una copia complementaria de ADN, o ADNc), etc. Sólo en su presencia se produce la creación del art. estructuras se ha convertido en una tarea técnicamente viable. Las enzimas se utilizan para obtener fragmentos de ADN individuales (genes) y crear híbridos moleculares: ADN recombinante (recDNA) basado en el ADN de plásmidos y virus. Estos últimos introducen el gen deseado en la célula huésped, garantizando allí su reproducción (clonación) y la formación del producto genético final (su expresión).

Principios de la creación de moléculas de ADN recombinante.

El término "G. Y." se generalizó después de que P. Berg et al. Por primera vez se obtuvo ADN recombinante, que era un híbrido en el que se combinaban fragmentos de ADN de la bacteria Escherichia coli, su virus (bacteriófago λ) y ADN del virus simio SV40. En 1973 S. Cohen et al. Utilizamos el plásmido pSC101 y la enzima de restricción ( ecológico RI), que lo rompe en un lugar de tal manera que en los extremos de la molécula de ADN de doble cadena se forman “colas” cortas complementarias de una sola cadena (generalmente de 4 a 6 nucleótidos). Se les llama "pegajosos" porque pueden aparearse (pegarse, por así decirlo) entre sí. Cuando dicho ADN se mezcló con fragmentos de ADN extraño tratados con la misma enzima de restricción y que tenían los mismos extremos pegajosos, se obtuvieron nuevos plásmidos híbridos, cada uno de los cuales contenía al menos un fragmento de ADN extraño incrustado en ecológico Sitio RI del plásmido. Se hizo evidente que en dichos plásmidos se pueden insertar fragmentos de diversos ADN extraños obtenidos tanto de microorganismos como de eucariotas superiores.

La principal estrategia moderna para obtener recDNA es la siguiente:

En el ADN de un plásmido o virus, capaz de reproducirse independientemente del cromosoma, se insertan fragmentos de ADN pertenecientes a otro organismo que contienen determinadas características. genes o secuencias de nucleótidos obtenidas artificialmente de interés para el investigador;
las moléculas híbridas resultantes se introducen en células procarióticas o eucariotas sensibles, donde se replican (multiplican, amplifican) junto con fragmentos de ADN integrados en ellas;
Los clones de células se seleccionan en forma de colonias en medios nutritivos especiales (o virus, en forma de zonas de limpieza, placas en una capa de crecimiento continuo de células bacterianas o cultivos de tejidos animales), que contienen los tipos requeridos de moléculas de ADN rec y los someten. hasta estudios estructurales y funcionales integrales.

Para facilitar la selección de células en las que está presente ADNc, se utilizan vectores que contienen uno o más marcadores. En los plásmidos, por ejemplo, los genes de resistencia a los antibióticos pueden servir como tales marcadores (las células que contienen ADN rec se seleccionan en función de su capacidad para crecer en presencia de un antibiótico particular). El ADNc que porta los genes deseados se selecciona y se introduce en las células receptoras. A partir de este momento comienza la clonación molecular: la obtención de copias de ADNc y, por tanto, copias de los genes diana en su composición. Sólo si es posible separar todas las células transfectadas o infectadas, cada clon estará representado por una colonia de células separada y contendrá una célula específica. ADN rec. En la etapa final se lleva a cabo la identificación (búsqueda) de clones que contienen el gen deseado. Se basa en el hecho de que una inserción en el ADN rec determina alguna propiedad única de la célula que lo contiene (por ejemplo, el producto de expresión del gen insertado). En los experimentos de clonación molecular se observan 2 principios básicos:

ninguna célula donde se produce la clonación de ADN rec debe recibir más de una molécula de plásmido o partícula viral;
este último debe ser capaz de replicarse.

Como moléculas vectoriales en G.I. Se utiliza una amplia gama de ADN plasmídico y viral. Los vectores de clonación más populares contienen varios genes genéticos. marcadores y que tienen el mismo sitio de acción para diferentes enzimas de restricción. Este requisito, por ejemplo, se cumple mejor con el plásmido pBR322, que se construyó a partir de un plásmido originalmente natural utilizando métodos utilizados cuando se trabaja con ADN rec; contiene genes de resistencia a la ampicilina y la tetraciclina y contiene un sitio de reconocimiento para 19 enzimas de restricción diferentes. Un caso especial de vectores de clonación son los vectores de expresión que, junto con la amplificación, garantizan la expresión correcta y eficaz de genes extraños en las células receptoras. En algunos casos, los vectores moleculares pueden asegurar la integración de ADN extraño en el genoma de una célula o virus (se denominan vectores integrativos).

Una de las tareas más importantes de G.I. - creación de cepas de bacterias o levaduras, líneas celulares de tejidos animales o vegetales, así como plantas y animales transgénicos (ver Organismos transgénicos), que asegurarían la expresión efectiva de los genes clonados en ellos. Se logra un alto nivel de producción de proteínas cuando los genes se clonan en vectores multicopia, porque en este caso, el gen diana estará presente en grandes cantidades en la célula. Es importante que la secuencia codificante del ADN esté bajo el control de un promotor que sea reconocido efectivamente por la ARN polimerasa de la célula, y que el ARNm resultante sea relativamente estable y se traduzca eficientemente. Además, una proteína extraña sintetizada en las células receptoras no debería estar sujeta a una rápida degradación por parte de proteasas intracelulares. Al crear animales y plantas transgénicos, a menudo se logra una expresión específica de tejido de los genes diana introducidos.

desde genético el código es universal; la posibilidad de expresión genética está determinada únicamente por la presencia en su composición de señales de inicio y terminación de la transcripción y traducción, correctamente reconocidas por la célula huésped. Porque La mayoría de los genes de eucariotas superiores tienen una estructura discontinua de exón-intrón; como resultado de la transcripción de dichos genes, se forma un ARN mensajero precursor (pre-ARNm), a partir del cual, durante el empalme posterior, se forman secuencias no codificantes (intrones). se separa y se forma ARNm maduro. Estos genes no pueden expresarse en células bacterianas donde no existe un sistema de empalme. Para superar este obstáculo, se sintetiza una copia de ADN (ADNc) en moléculas de ARNm maduras utilizando la transcriptasa inversa, a la que se añade la segunda hebra utilizando la ADN polimerasa. Tales fragmentos de ADN correspondientes a la secuencia codificante del gen (ya no separados por intrones) pueden insertarse en un vector molecular adecuado.

Conociendo la secuencia de aminoácidos del polipéptido diana, es posible sintetizar la secuencia de nucleótidos que lo codifica, obteniendo el llamado. gen equivalente e insertarlo en el vector de expresión apropiado. Al crear un gen equivalente, generalmente se tiene en cuenta la propiedad de degeneración genética. código (20 aminoácidos están codificados por 61 codones) y la frecuencia de aparición de codones para cada aminoácido en aquellas células en las que se planea introducir este gen, porque La composición de codones puede variar significativamente entre diferentes organismos. Los codones correctamente seleccionados pueden aumentar significativamente la producción de la proteína diana en la célula receptora.

La importancia de la ingeniería genética

SOLDADO AMERICANO. amplió significativamente los límites experimentales, ya que permitió la introducción en descomposición. Tipos celulares de ADN extraño y estudiar sus funciones. Esto hizo posible identificar características biológicas generales. Patrones de organización y expresión genética. información en varios organismos. Este enfoque ha abierto perspectivas para la creación de microbiológicos fundamentalmente nuevos. productores de sustancias biológicamente activas. así como animales y plantas que portan genes extraños funcionalmente activos. Minnesota. Proteínas humanas biológicamente activas previamente inaccesibles, incl. Los interferones, interleucinas, hormonas peptídicas y factores sanguíneos comenzaron a producirse en grandes cantidades en las células de bacterias, levaduras o mamíferos y se utilizaron ampliamente en medicina. Además, ha sido posible crear artificialmente genes que codifiquen polipéptidos quiméricos que tengan las propiedades de dos o más proteínas naturales. Todo esto dio un poderoso impulso al desarrollo de la biotecnología.

Los principales objetos de G.I. son bacterias escherichia coli (Escherichia coli) y Bacilo subtilis (heno de bacilo), levadura de panadería sacaromizas cerevisiae, descomposición. líneas celulares de mamíferos. La gama de objetos de influencia de la ingeniería genética se amplía constantemente. Se están desarrollando intensamente áreas de investigación sobre la creación de plantas y animales transgénicos. Usando métodos G.I. Se están creando las últimas generaciones de vacunas contra diversos agentes infecciosos (la primera de ellas se creó a base de levadura que produce la proteína de superficie del virus de la hepatitis B humana). Se presta mucha atención al desarrollo de vectores de clonación basados en virus de mamíferos y su uso para crear vacunas polivalentes vivas para necesidades médicas y veterinarias, así como vectores moleculares para la terapia genética de tumores cancerosos y enfermedades hereditarias. Se ha desarrollado un método para la introducción directa de ADNc en el cuerpo de humanos y animales, que dirige la producción de diversos antígenos en sus células. agentes infecciosos (vacunación de ADN). La nueva dirección de G.I. es la creación de vacunas comestibles a base de plantas transgénicas, como tomates, zanahorias, patatas, maíz, lechugas, etc., que producen proteínas inmunogénicas de agentes infecciosos.

Preocupaciones asociadas con los experimentos de ingeniería genética

Poco después de los primeros experimentos exitosos para obtener ADNc, un grupo de científicos dirigido por P. Berg propuso limitar la realización de una serie de experimentos de ingeniería genética. Estas preocupaciones se basaban en el hecho de que las propiedades de los organismos contenían genética extraña. La información es difícil de predecir. Pueden adquirir características indeseables y alterar el medio ambiente. equilibrio, conducen a la aparición y propagación de enfermedades inusuales en humanos, animales y plantas. Además, se observó que la intervención humana en los genes el aparato de los organismos vivos es inmoral y puede tener consecuencias sociales y éticas indeseables. En 1975, estos problemas se discutieron en una conferencia internacional. conferencia en Asilomar (EEUU). Sus participantes llegaron a la conclusión de que era necesario seguir utilizando los métodos G.I. pero sujeto al cumplimiento obligatorio de la definición. reglas y recomendaciones. Posteriormente, estas reglas, establecidas en varios países, se relajaron significativamente y se redujeron a los métodos habituales en microbiología. investigación, creación de especiales Dispositivos de protección que previenen la propagación de agentes biológicos. agentes en el medio ambiente, el uso de vectores seguros y células receptoras que no se reproducen en condiciones naturales.

A menudo bajo G.i. Entiendo que solo funciona con recDNA y como sinónimos de G.I. Se utilizan los términos “clonación molecular”, “clonación de ADN”, “clonación de genes”. Sin embargo, todos estos conceptos reflejan únicamente el contenido de operaciones de ingeniería genética individuales y, por lo tanto, no son equivalentes al término G.I. En Rusia, como sinónimo de G.I. El término "ingeniería genética" se utiliza ampliamente. Sin embargo, el contenido semántico de estos términos es diferente: G.i. tiene como objetivo crear organismos con nueva genética. programa, mientras que el término "ingeniería genética" explica cómo se hace esto, es decir, mediante manipulación genética.

Literatura

Shchelkunov S.N. Clonación de genes. Novosibirsk, 1986; watson j.., as j.,Kurtz D. ADN recombinante: un curso corto. M., 1986; Clonación de ADN. Métodos M., 1988; Novedades en clonación de ADN: Methods M., 1989. Shchelkunov S.N. Ingeniería genética. 2ª ed., Novosibirsk, 2004.