Koncepti i bioteknologjisë. Bioteknologjia: për gjërat më të rëndësishme dhe më premtuese në shkencë

Bioteknologjia është një disiplinë që studion mundësitë e përdorimit të organizmave të gjallë, sistemeve të tyre ose produkteve të veprimtarisë së tyre jetësore për zgjidhjen e problemeve teknologjike, si dhe mundësinë e krijimit të organizmave të gjallë me vetitë e nevojshme duke përdorur inxhinierinë gjenetike.

Bioteknologjia shpesh referohet si aplikimi i inxhinierisë gjenetike në shekujt 20 dhe 21, por termi gjithashtu i referohet një grupi më të gjerë procesesh të modifikimit të organizmave biologjikë për të përmbushur nevojat e njeriut, duke filluar me modifikimin e bimëve dhe kafshëve të zbutura përmes përzgjedhjes artificiale. dhe hibridizimi. Me ndihmën e metodave moderne, prodhimi tradicional bioteknologjik ka mundësinë të përmirësojë cilësinë e produkteve ushqimore dhe të rrisë produktivitetin e organizmave të gjallë.

Bioteknologjia bazohet në gjenetikë, biologji molekulare, biokimi, embriologji dhe biologji qelizore, si dhe në disiplina të aplikuara - teknologji kimike dhe informative dhe robotikë.

Historia e bioteknologjisë.

Rrënjët e bioteknologjisë shkojnë në të kaluarën e largët dhe lidhen me pjekjen, verën dhe metodat e tjera të gatimit të njohura për njeriun në kohët e lashta. Për shembull, një proces i tillë bioteknologjik si fermentimi me pjesëmarrjen e mikroorganizmave ishte i njohur dhe i përdorur gjerësisht në Babiloninë e lashtë, siç dëshmohet nga përshkrimi i përgatitjes së birrës, i cili na ka ardhur në formën e një shënimi në një tabletë të zbuluar. në vitin 1981 gjatë gërmimeve në Babiloni. Bioteknologjia u bë shkencë falë kërkimeve dhe punës së shkencëtarit francez, themeluesit të mikrobiologjisë dhe imunologjisë moderne, Louis Pasteur (1822-1895). Termi "bioteknologji" u përdor për herë të parë nga inxhinieri hungarez Karl Ereky në 1917.

Në shekullin e njëzetë, pati një zhvillim të shpejtë të biologjisë molekulare dhe gjenetikës duke përdorur arritjet e kimisë dhe fizikës. Fusha më e rëndësishme e kërkimit ishte zhvillimi i metodave për kultivimin e qelizave bimore dhe shtazore. Dhe nëse kohët e fundit vetëm bakteret dhe kërpudhat u rritën për qëllime industriale, tani është e mundur jo vetëm të rritet çdo qelizë për prodhimin e biomasës, por edhe të kontrollohet zhvillimi i tyre, veçanërisht në bimë. Kështu, qasjet e reja shkencore dhe teknologjike janë përkthyer në zhvillimin e metodave bioteknologjike që bëjnë të mundur manipulimin e drejtpërdrejtë të gjeneve, krijimin e produkteve, organizmave të rinj dhe ndryshimin e vetive të atyre ekzistuese. Qëllimi kryesor i përdorimit të këtyre metodave është përdorimi më i plotë i potencialit të organizmave të gjallë në interes të aktivitetit ekonomik njerëzor.
Në vitet '70, fusha të tilla të rëndësishme të bioteknologjisë si inxhinieria gjenetike (ose gjene) dhe qelizore u shfaqën dhe u zhvilluan në mënyrë aktive, duke shënuar fillimin e bioteknologjisë "të re", në kontrast me bioteknologjinë "e vjetër" të bazuar në proceset tradicionale mikrobiologjike. Kështu, prodhimi konvencional i alkoolit përmes fermentimit është bioteknologji "e vjetër", por përdorimi i majasë së modifikuar gjenetikisht në këtë proces për të rritur rendimentin e alkoolit është bioteknologji "e re".

Kështu, në 1814, akademiku i Shën Petersburgut K. S. Kirchhoff (biografi) zbuloi fenomenin e katalizës biologjike dhe u përpoq të merrte sheqer nga lëndët e para të disponueshme shtëpiake duke përdorur një metodë biokatalitike (deri në mesin e shekullit të 19-të, sheqeri merrej vetëm nga kallam sheqeri). . Në vitin 1891, në SHBA, biokimisti japonez Dz. Takamine mori patentën e parë për përdorimin e preparateve enzimë për qëllime industriale: shkencëtari propozoi përdorimin e diastazës për sakarifikimin e mbetjeve bimore.

Në fillim të shekullit të 20-të, fermentimi dhe industria mikrobiologjike u zhvilluan në mënyrë aktive. Po këto vite u bënë përpjekjet e para për të krijuar prodhimin e antibiotikëve, koncentrateve ushqimore të marra nga majaja dhe për të kontrolluar fermentimin e produkteve me origjinë bimore dhe shtazore.

Antibiotiku i parë - penicilina - u izolua dhe u pastrua në një nivel të pranueshëm në vitin 1940, i cili dha detyra të reja: kërkimin dhe vendosjen e prodhimit industrial të substancave medicinale të prodhuara nga mikroorganizmat, duke punuar për të ulur koston dhe për të rritur nivelin e biosigurisë së barnave të reja.

Përveç përdorimit të gjerë të saj në bujqësi, një degë e tërë e industrisë farmaceutike është shfaqur mbi bazën e inxhinierisë gjenetike, e quajtur “industria e ADN-së”, e cila është një nga degët moderne të bioteknologjisë. Më shumë se një e katërta e të gjitha ilaçeve të përdorura aktualisht në botë përmbajnë përbërës nga bimët. Bimët e modifikuara gjenetikisht janë një burim i lirë dhe i sigurt për marrjen e proteinave medicinale plotësisht funksionale (antitrupa, vaksina, enzima, etj.) si për njerëzit ashtu edhe për kafshët. Shembuj të përdorimit të inxhinierisë gjenetike në mjekësi janë edhe prodhimi i insulinës njerëzore duke përdorur baktere të modifikuara gjenetikisht, prodhimi i eritropoietinës (hormoni që stimulon formimin e qelizave të kuqe të gjakut në palcën e eshtrave. Roli fiziologjik i këtij hormoni është të rregullojë prodhimi i rruazave të kuqe të gjakut në varësi të nevojës së trupit për oksigjen) në kulturën e qelizave (d.m.th. jashtë trupit të njeriut) ose të racave të reja të minjve eksperimentalë për kërkime shkencore.

Në shekullin e 20-të, në shumicën e vendeve të botës, përpjekjet kryesore të mjekësisë kishin për qëllim luftimin e sëmundjeve infektive, uljen e vdekshmërisë foshnjore dhe rritjen e jetëgjatësisë mesatare. Vendet me sisteme më të zhvilluara të kujdesit shëndetësor ia kanë dalë aq shumë në këtë mënyrë, saqë kanë gjetur të mundur që të zhvendosin theksin në trajtimin e sëmundjeve kronike, sëmundjeve të sistemit kardiovaskular dhe kancerit, pasi ishin këto grupe sëmundjesh që shkaktuan përqindjen më të madhe të rritjes së vdekshmërisë.

Aktualisht, tashmë janë shfaqur mundësi praktike për të reduktuar ose korrigjuar ndjeshëm ndikimin negativ të faktorëve trashëgues. Gjenetika mjekësore shpjegoi se shkaku i shumë mutacioneve të gjeneve është ndërveprimi me kushtet e pafavorshme mjedisore dhe, për rrjedhojë, duke zgjidhur problemet mjedisore, është e mundur të reduktohet incidenca e kancerit, alergjive, sëmundjeve kardiovaskulare, diabetit, sëmundjeve mendore dhe madje edhe disa sëmundjeve infektive. . Në të njëjtën kohë, shkencëtarët ishin në gjendje të identifikonin gjenet përgjegjëse për shfaqjen e patologjive të ndryshme dhe që kontribuonin në një rritje të jetëgjatësisë. Gjatë përdorimit të metodave të gjenetikës mjekësore, janë marrë rezultate të mira në trajtimin e 15% të sëmundjeve dhe përmirësime të ndjeshme janë vërejtur në pothuajse 50% të sëmundjeve.

Kështu, arritjet e rëndësishme në gjenetikë kanë bërë të mundur jo vetëm arritjen e nivelit molekular të studimit të strukturave gjenetike të trupit, por edhe zbulimin e thelbit të shumë sëmundjeve të rënda njerëzore dhe afrimin e terapisë gjenetike.

Klonimi është një nga metodat e përdorura në bioteknologji për të prodhuar pasardhës identikë nëpërmjet riprodhimit aseksual. Përndryshe, klonimi mund të përkufizohet si procesi i krijimit të kopjeve gjenetikisht identike të një qelize ose organizmi të vetëm. Kjo do të thotë, organizmat e marrë si rezultat i klonimit nuk janë vetëm të ngjashëm në pamje, por edhe informacioni gjenetik i ngulitur në to është absolutisht i njëjtë.

Organizmi i parë shumëqelizor i klonuar artificialisht ishte delja Dolly në 1997. Në vitin 2007, Elizabeth II i dha njërit prej krijuesve të deleve të klonuara një titull kalorësi për këtë arritje shkencore.

Arritjet e bioteknologjisë.

Tashmë janë marrë minj, lepuj, derra, dele transgjenike, në gjenomin e të cilëve veprojnë gjene të huaja me origjinë të ndryshme, duke përfshirë gjenet e baktereve, majave, gjitarëve, njerëzve, si dhe bimëve transgjenike me gjene të specieve të tjera të palidhura. Për shembull, vitet e fundit është marrë një brez i ri i bimëve transgjenike, të cilat karakterizohen nga tipare të tilla të vlefshme si rezistenca ndaj herbicideve, insekteve etj.

Sot, metodat e inxhinierisë gjenetike kanë bërë të mundur sintetizimin në sasi industriale të hormoneve si insulina, interferoni dhe somatotropina (hormoni i rritjes), të cilat janë të nevojshme për trajtimin e një sërë sëmundjesh gjenetike njerëzore - diabeti, disa lloje të tumoreve malinje, xhuxhizmi. ,

Me anë të metodave gjenetike janë marrë edhe shtame mikroorganizmash (Ashbya gossypii, Pseudomonas denitrificans etj.) që prodhojnë dhjetëra mijëra herë më shumë vitamina (C, B 3, B 13 etj.) se format origjinale.

Një fushë shumë e rëndësishme e inxhinierisë qelizore lidhet me fazat e hershme të embriogjenezës. Për shembull, fekondimi in vitro i vezëve tashmë mund të kapërcejë disa forma të zakonshme të infertilitetit tek njerëzit.

Është e dobishme të përdoret kultura e qelizave bimore për përhapjen e shpejtë të bimëve me rritje të ngadaltë - xhensen, vaj palme, mjedër, pjeshkë, etj.

Për shumë vite, metodat biologjike të zhvilluara nga bioteknologët janë përdorur për të zgjidhur problemin e ndotjes së mjedisit. Kështu, bakteret e gjinisë Rhodococcus dhe Nocardia përdoren me sukses për emulsifikimin dhe thithjen e hidrokarbureve të naftës nga mjedisi ujor. Ato janë në gjendje të ndajnë fazat e ujit dhe vajit, të përqendrojnë vajin dhe të pastrojnë ujërat e zeza nga papastërtitë e naftës.

Bibliografi.

1) N.A. Lemeza, L.V.Kamlyuk N.D. Lisov "Një manual mbi biologjinë për ata që hyjnë në universitete"

BIOTEKNOLOGJIA BIOTEKNOLOGJIA

(nga bio..., greqisht techne - art, aftësi dhe...logji), përdorimi i organizmave të gjallë dhe biol. proceset në prodhim. Termi "B". u përhap nga mesi. 70-ta Shekulli i 20-të, megjithëse degë të tilla të bujqësisë si pjekja e bukës, prodhimi i verës, birraria dhe prodhimi i djathit, bazuar në përdorimin e mikroorganizmave, janë njohur që nga kohra të lashta. Moderne B. karakterizohet nga përdorimi i biol. metodat për luftimin e ndotjes së mjedisit (trajtimi biologjik i ujërave të zeza, etj.), për mbrojtjen e bimëve nga dëmtuesit dhe sëmundjet dhe prodhimin e substancave të vlefshme biologjikisht aktive (antibiotikë, enzima, ilaçe hormonale, etj.) për bujqësinë popullore. Bazuar në mikrobiol. sinteza e zhvilluar nga industriale. metodat për marrjen e proteinave dhe aminoacideve të përdorura si aditivë të ushqimit. Zhvillimi i gjenetikës dhe inxhinieria qelizore bën të mundur marrjen e qëllimshme të barnave të paarritshme më parë (për shembull, insulina, interferoni, hormoni i rritjes njerëzore, etj.), Krijimi i llojeve të reja të dobishme të mikroorganizmave, varieteteve bimore, racave të kafshëve, etj. Arritjet e biologjisë më të fundit përfshijnë edhe përdorimi i enzimave të imobilizuara, duke marrë sintetike. vaksinat, përdorimi i teknologjisë qelizore në mbarështimin në fermat blegtorale etj. Janë përhapur hibridomat dhe antitrupat monoklonalë që prodhojnë (të të njëjtit specifikë), të përdorura si reagentë unikë, diagnostikues. dhe barnat medicinale. Moderne B. përdor arritjet e biokimisë, mikrobiologjisë, thonë ata. biologjia dhe gjenetika, imunologjia, bioorganike. kimia; Ajo po zhvillohet intensivisht në BRSS, SHBA, Japoni, Francë, Gjermani, Hungari dhe vende të tjera.

.(Burimi: "Fjalori Enciklopedik Biologjik". Kryeredaktor M. S. Gilyarov; Bordi redaktues: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin dhe të tjerë - botimi i 2-të, korrigjuar . - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)

Përdorimi i organizmave të gjallë dhe proceseve biologjike për të prodhuar dhe përpunuar produkte të ndryshme.
Metodat bioteknologjike janë përdorur prej kohësh në furrë buke, djathëbërje, verë dhe industri të tjera që përfshijnë mikroorganizma (baktere dhe kërpudha mikroskopike). Nga ser. Shekulli 20 mikroorganizmat filluan të përdoren për prodhimin industrial, fillimisht të antibiotikëve, pastaj të vitaminave, aminoacideve, enzimave, proteinave të ushqimit, plehrave bakteriale etj. Industria mikrobiologjike është bërë një sektor i rëndësishëm i ekonomisë në shumë vende.
Me shfaqjen e tij në vitet 1970. Inxhinieria gjenetike dhe qelizore, përmirësimi i metodave të kultivimit të qelizave dhe indeve në zhvillimin e bioteknologjisë filloi një fazë të re. Në këtë kohë, u shfaq vetë termi "bioteknologji", i përdorur zakonisht vetëm në lidhje me teknologjitë industriale të bazuara në përdorimin e qasjeve dhe metodave gjenetike molekulare. Deri në fillim Shekulli 21 Në bioteknologji janë shfaqur disa tendenca. Relativisht "e vjetër" - sinteza mikrobiologjike në shkallë të gjerë - është pasuruar me metoda të reja që rrisin efikasitetin e saj (prodhimi dhe përzgjedhja e mutantëve prodhues, përdorimi i metodave të inxhinierisë gjenetike, etj.). Për shembull, për të rritur prodhimin e aminoacidit esencial të treoninës në qelizat prodhuese - coli
– futen gjenet shtesë përgjegjëse për sintezën e këtij aminoacidi.
Një drejtim i pavarur në bioteknologji është bërë përdorimi i enzimave të imobilizuara, d.m.th. enzimat e fiksuara në çdo bartës të ngurtë. Në të njëjtën kohë, efektiviteti dhe kohëzgjatja e përdorimit të tyre rriten shumë herë.
Zhvillimi i metodave të inxhinierisë gjenetike ka bërë të mundur krijimin e kombinimit të dëshiruar të gjeneve, klonimin e tyre dhe futjen e këtij materiali gjenetik të huaj në qeliza dhe organizma të tërë. Kështu, gjenet njerëzore përgjegjëse për sintezën e proteinave të caktuara u futën në ADN-në e baktereve, të cilat fituan aftësinë për të sintetizuar këtë proteinë. Në këtë mënyrë në vitet 1980. Është marrë një preparat i hormonit të metabolizmit të karbohidrateve, insulinës njerëzore (me ndihmën e Escherichia coli). Gjenet e huaja futen në gjenomet e organizmave të bimëve dhe kafshëve, duke prodhuar bimë transgjenike dhe kafshë transgjenike me vetitë dhe karakteristikat e dëshiruara nga njerëzit, për shembull. rendimentet dhe produktiviteti i lartë, rezistenca ndaj sëmundjeve, temperaturat e larta dhe të ulëta, prodhimtaria më e madhe, thjeshtimi i mbajtjes dhe korrjes së kafshëve. ofroi mundësinë e marrjes së kulturave shumë produktive të qelizave bimore që prodhojnë substanca biologjikisht aktive për mjekësi. Hibridet e qelizave midis limfociteve të gjakut dhe qelizave tumorale (hibridomat) përdoren për të marrë antitrupat(imunoglobulina) të një lloji specifik (të ashtuquajturit antitrupa monoklonal).
Klonimi, i cili prej kohësh përdoret gjerësisht në rritjen e bimëve dhe njihet si shumim vegjetativ, që nga fundi. Shekulli 20 filloi të përdoret për shumimin bujqësor. kafshët (Dolly dele, e marrë në Britaninë e Madhe në 1997).
Rëndësia e bioteknologjisë është e madhe. Substancat biologjikisht aktive (antibiotikët, vitaminat, enzimat, etj.) të marra nga sinteza mikrobiologjike përdoren gjerësisht në mjekësi, bujqësi, ushqim, industri të lehta dhe të tjera. Me ndihmën e mikroorganizmave, biogazi i karburantit (një përzierje e metanit dhe dioksidit të karbonit) merret nga mbetjet bimore, neutralizimi dhe dekompozimi i mbeturinave industriale dhe shtëpiake, trajtimi i ujërave të zeza dhe kullimi i metaleve (ari, bakri) nga shkëmbinjtë dhe deponitë. jashtë. Besohet se në të ardhmen e afërt, bioteknologjia do të jetë në gjendje të zgjidhë problemet kryesore të njerëzimit - mbrojtjen e shëndetit dhe mjedisit, sigurimin e burimeve të ushqimit dhe energjisë.

.(Burimi: "Biologji. Enciklopedi moderne e ilustruar." Kryeredaktor A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Shihni se çfarë është "BIOTEKNOLOGJIA" në fjalorë të tjerë:

Bioteknologjia… Fjalor drejtshkrimor-libër referimi

Enciklopedi moderne

- (nga bio..., greqisht techne skill, skill and...logy), një disiplinë komplekse shkencore që studion proceset themelore biologjike (gjenetike, biokimike, fiziologjike) me qëllim përdorimin e tyre në krijimin e teknologjive të ndryshme.. . Fjalor ekologjik

Në një kuptim të gjerë, një disiplinë shkencore dhe fushë praktike në kufi midis biologjisë dhe teknologjisë që studion mënyrat dhe metodat e ndryshimit të mjedisit natyror rreth njerëzve në përputhje me nevojat e tyre. Bioteknologjia në kuptimin e ngushtë është tërësia... ... Fjalor Financiar

Bioteknologjia- BIOTEKNOLOGJIA, përdorimi i organizmave të gjallë në prodhimin dhe përpunimin e produkteve të ndryshme. Disa procese bioteknologjike janë përdorur që nga kohërat e lashta në pjekje, në përgatitjen e verës dhe birrës, uthullës, djathit dhe në të ndryshme... ... Fjalor Enciklopedik i Ilustruar

BIOTEKNOLOGJIA, përdorimi i proceseve biologjike për qëllime mjekësore, industriale ose prodhuese. Njerëzit kanë përdorur maja për të fermentuar ushqimet dhe bakteret për të prodhuar djathëra dhe pije qumështi të fermentuar për një kohë të gjatë. NË… … Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

Tërësia e industriale metodat që përdorin organizmat e gjallë (kryesisht njëqelizore) dhe biol. proceset për prodhimin e ushqimit, ilaçeve dhe produkteve të tjera të dobishme, si dhe për zgjidhjen e problemeve mjedisore që lidhen me pastrimin... ... Fjalori i mikrobiologjisë

Bioteknologjia- (teknologjia e sistemeve të gjalla) 1) një disiplinë që studion mundësitë e përdorimit të organizmave të gjallë, sistemeve të tyre ose produkteve të veprimtarisë së tyre jetësore për zgjidhjen e problemeve teknologjike, si dhe mundësinë e krijimit të organizmave të gjallë me vetitë e nevojshme... Terminologjia zyrtare

Përdorimi i organizmave të gjallë dhe proceset biologjike në prodhimin industrial. Po zhvillohet sinteza mikrobiologjike e enzimave, vitaminave, aminoacideve, antibiotikëve etj. Prodhimi industrial i të tjera biologjikisht aktive. Fjalori i madh enciklopedik

Emri, numri i sinonimeve: 1 teknologji (34) ASIS Dictionary of Sinonims. V.N. Trishin. 2013… Fjalor sinonimik

libra

• Bioteknologjia. Në 2 pjesë. Pjesa 2. Libër mësuesi dhe punëtori për diplomën akademike, Nazarenko L.V është aktualisht një nga fushat prioritare shkencore në fushën e bioteknologjisë që lidhen me rritjen e mirëqenies së njerëzimit në të ardhmen;

Teknologjitë biologjike (bioteknologjitë) sigurojnë prodhim të kontrolluar të produkteve të dobishme për sfera të ndryshme të veprimtarisë njerëzore, bazuar në përdorimin e potencialit katalitik të agjentëve biologjikë dhe sistemeve të shkallëve të ndryshme të organizimit dhe kompleksitetit - mikroorganizmave, viruseve, qelizave dhe indeve bimore dhe shtazore, si dhe substancat jashtëqelizore dhe komponentët e qelizave.

Zhvillimi dhe transformimi i bioteknologjisë është nxitur nga ndryshimet e thella që kanë ndodhur në biologji gjatë 25-30 viteve të fundit. Këto ngjarje bazoheshin në ide të reja në fushën e biologjisë molekulare dhe gjenetikës molekulare. Në të njëjtën kohë, duhet theksuar se zhvillimi dhe arritjet e bioteknologjisë janë të lidhura ngushtë me tërësinë e njohurive jo vetëm të shkencave biologjike, por edhe të shumë të tjerave.

Zgjerimi i sferës praktike të bioteknologjisë është edhe për shkak të nevojave socio-ekonomike të shoqërisë. Probleme të tilla urgjente me të cilat përballet njerëzimi në prag të shekullit të 21-të, si mungesa e ujit të pastër dhe lëndëve ushqyese (veçanërisht proteinat), ndotja e mjedisit, mungesa e lëndëve të para dhe burimeve energjetike, nevoja për të marrë materiale të reja, miqësore me mjedisin, zhvillimi i ri. mjetet diagnostikuese dhe mjekuese, nuk mund të zgjidhen me metoda tradicionale. Prandaj, për të siguruar mbështetjen e jetës njerëzore, për të përmirësuar cilësinë e jetës dhe kohëzgjatjen e saj, po bëhet gjithnjë e më e nevojshme zotërimi i metodave dhe teknologjive thelbësisht të reja.

Zhvillimi i përparimit shkencor dhe teknologjik, i shoqëruar me një rritje të shkallës së burimeve materiale dhe energjetike, për fat të keq, çon në një çekuilibër në proceset e biosferës. Pellgjet ujore dhe ajrore të qyteteve janë të ndotura, funksioni riprodhues i biosferës zvogëlohet dhe për shkak të akumulimit të produkteve të pazgjidhura të teknosferës, ciklet e qarkullimit global të biosferës janë ndërprerë.

Ritmi i shpejtë i përparimit modern shkencor dhe teknologjik të njerëzimit u përshkrua në mënyrë figurative nga inxhinieri dhe filozofi zviceran Eichelberg: “Besohet se mosha e njerëzimit është 600,000 vjet. Le të imagjinojmë lëvizjen e njerëzimit në formën e një maratonë 60 km, e cila, duke filluar diku, shkon drejt qendrës së njërit prej qyteteve tona, sikur drejt vijës së finishit... Pjesa më e madhe e distancës shkon përgjatë një rruge shumë të vështirë - nëpër pyje të virgjër, dhe ne nuk dimë asgjë për këtë, sepse vetëm në fund, në 58-59 km vrapim, gjejmë, së bashku me mjetet primitive, vizatimet e shpellave si shenjat e para të kulturës dhe vetëm në kilometri i fundit shfaqen shenjat e bujqësisë.

200 m përpara vijës së finishit, një rrugë e mbuluar me pllaka guri kalon pranë fortifikimeve romake. 100 metra larg, vrapuesit janë të rrethuar nga ndërtesa mesjetare të qytetit. Kanë mbetur 50 metra para vijës së finishit, ku qëndron një burrë, duke parë vrapuesit me sy inteligjentë dhe kuptues - ky është Leonardo da Vinci. Kanë mbetur edhe 10 m Ata fillojnë në dritën e pishtarëve dhe ndriçimit të dobët të llambave të naftës. Por kur hidhet në 5 metrat e fundit, ndodh një mrekulli mahnitëse: drita vërshon rrugën e natës, karrocat pa kafshë rrëshqitëse vrapojnë përpara, makinat bëjnë zhurmë në ajër dhe vrapuesi i mahnitur verbohet nga drita e dritave të fotove dhe televizionit. kamera...”, d.m.th. në 1 m, gjeniu njerëzor bën një hap mahnitës në fushën e përparimit shkencor dhe teknologjik. Duke vazhduar këtë imazh, mund të shtojmë se ndërsa vrapuesi i afrohet vijës së finishit, shkrirja termonukleare zbutet, anijet kozmike nisen dhe kodi gjenetik deshifrohet.

Bioteknologjia është baza e përparimit shkencor dhe teknologjik dhe e përmirësimit të cilësisë së jetës njerëzore

Bioteknologjia "e bardhë" përfshin bioteknologjinë industriale, e përqendruar në prodhimin e produkteve të prodhuara më parë nga industria kimike - alkool, vitamina, aminoacide, etj. (duke marrë parasysh kërkesat e ruajtjes së burimeve dhe mbrojtjes së mjedisit).

Bioteknologjia e gjelbër mbulon një fushë me rëndësi për bujqësinë. Këto janë kërkime dhe teknologji që synojnë krijimin e metodave dhe përgatitjeve bioteknologjike për kontrollin e dëmtuesve dhe patogjenëve të bimëve të kultivuara dhe kafshëve shtëpiake, krijimin e biofertilizuesve, rritjen e produktivitetit të bimëve, duke përfshirë përdorimin e metodave të inxhinierisë gjenetike.

Bioteknologjia e kuqe (mjekësore) është fusha më domethënëse e bioteknologjisë moderne. Ky është prodhimi i diagnostifikimit dhe barnave duke përdorur metoda bioteknologjike duke përdorur teknologji qelizore dhe inxhinierike gjenetike (vaksinat e gjelbra, diagnostikimi i gjeneve, antitrupat monoklonale, dizajnet dhe produktet e inxhinierisë së indeve, etj.).

Bioteknologjia gri zhvillon teknologji dhe ilaçe për të mbrojtur mjedisin; këto janë rikuperimi i tokës, trajtimi i emetimeve të ujërave të zeza dhe gaz-ajër, asgjësimi i mbetjeve industriale dhe degradimi i toksinave duke përdorur agjentë biologjikë dhe procese biologjike.

Bioteknologjia blu është e fokusuar kryesisht në përdorimin efikas të burimeve të oqeanit. Para së gjithash, ky është përdorimi i biotës detare për të marrë ushqim, substanca teknike, biologjikisht aktive dhe medicinale.

Bioteknologjia moderne është një nga fushat prioritare të ekonomisë kombëtare të të gjitha vendeve të zhvilluara. Mënyra e rritjes së konkurrencës së produkteve bioteknologjike në tregjet e shitjes është një nga më kryesoret në strategjinë e përgjithshme për zhvillimin e bioteknologjisë në vendet e industrializuara. Një faktor stimulues janë programet qeveritare të miratuara posaçërisht për zhvillimin e përshpejtuar të fushave të reja të bioteknologjisë.

Programet shtetërore parashikojnë dhënien e kredive pa pagesë për investitorët, kredi afatgjata dhe përjashtime nga taksat. Ndërsa kërkimi bazë dhe i synuar bëhet gjithnjë e më i kushtueshëm, shumë vende po kërkojnë të lëvizin kërkime të rëndësishme përtej kufijve kombëtarë.

Siç dihet, probabiliteti i suksesit të projekteve K&Zh në përgjithësi nuk kalon 12-20%, rreth 60% e projekteve arrijnë fazën e përfundimit teknik, 30% - zhvillim tregtar, dhe vetëm 12% janë fitimprurës.

Karakteristikat e zhvillimit të kërkimit dhe komercializimit të teknologjive biologjike në SHBA, Japoni, vendet e BE-së dhe Rusinë

Alokimet për këtë sektor të shkencës dhe ekonomisë në Shtetet e Bashkuara janë të konsiderueshme dhe arrijnë në mbi 20 miliardë dollarë. SHBA çdo vit. Të ardhurat e industrisë së bioteknologjisë amerikane u rritën nga 8 miliardë dollarë. në vitin 1992 në 39 miliardë dollarë. në vitin 2003

Kjo industri është nën vëmendjen e ngushtë të qeverisë. Kështu, gjatë periudhës së formimit të bioteknologjisë më të fundit dhe shfaqjes së drejtimeve të saj që lidhen me manipulimin e materialit gjenetik, në mesin e viteve '70. shekullin e kaluar, Kongresi Amerikan i kushtoi vëmendje të madhe sigurisë së kërkimit gjenetik. Vetëm në vitin 1977 janë mbajtur 25 seanca të posaçme dhe janë miratuar 16 projektligje.

Në fillim të viteve '90. Fokusi është zhvendosur në zhvillimin e masave për të inkurajuar përdorimin praktik të bioteknologjisë për prodhimin e produkteve të reja. Zhvillimi i bioteknologjisë në Shtetet e Bashkuara shoqërohet me zgjidhjen e shumë problemeve kryesore: çështjet e energjisë, lëndëve të para, ushqimit dhe mjedisit.

Ndër fushat bioteknologjike që janë afër zbatimit praktik ose janë në fazën e zhvillimit industrial janë këto:
- biokonvertimi i energjisë diellore;
- përdorimi i mikroorganizmave për të rritur rendimentin e vajit dhe kullimin e metaleve me ngjyra dhe të rralla;
- projektimi i shtameve që mund të zëvendësojnë katalizatorët inorganik të shtrenjtë dhe të ndryshojnë kushtet e sintezës për të marrë komponime thelbësisht të reja;
- përdorimi i stimuluesve bakterialë të rritjes së bimëve, ndryshimi i gjenotipit të drithërave dhe përshtatja e tyre në pjekje në kushte ekstreme (pa plugim, lotim dhe plehra);
- biosinteza e drejtuar për prodhimin efektiv të produkteve të synuara (aminoacide, enzima, vitamina, antibiotikë, aditivë ushqimorë, barna farmakologjike;
- marrja e barnave të reja diagnostikuese dhe terapeutike bazuar në metodat e inxhinierisë qelizore dhe gjenetike.

Roli i liderit amerikan është për shkak të alokimeve të larta të kapitalit qeveritar dhe privat për kërkimin bazë dhe atë të aplikuar. Rolet kryesore në financimin e bioteknologjisë luhen nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës (NSF), Departamentet e Shëndetësisë dhe Shërbimeve Njerëzore, Bujqësisë, Energjisë, Kimikateve dhe Përpunimit të Ushqimit, Mbrojtjes, Administratës Kombëtare të Aeronautikës dhe Hapësirës (NASA) dhe të Brendshme. Alokimet ndahen në bazë të synimit të programit, d.m.th. Projektet kërkimore subvencionohen dhe kontraktohen.

Në të njëjtën kohë, kompanitë e mëdha industriale po krijojnë marrëdhënie biznesi me universitetet dhe qendrat kërkimore. Kjo kontribuon në formimin e komplekseve në një zonë ose në një tjetër, duke filluar nga kërkimi themelor deri te prodhimi serik i një produkti dhe dërgimi në treg. Ky “sistem pjesëmarrjeje” parashikon formimin e fondeve të specializuara me këshilla ekspertësh përkatës dhe tërheqjen e personelit më të kualifikuar.

Kur zgjidhni projekte me ndikim të lartë tregtar, është bërë e dobishme të përdoret e ashtuquajtura "analiza e kufizimeve". Kjo ju lejon të zvogëloni ndjeshëm kohën e zbatimit të projektit (mesatarisht nga 7-10 në 2-4 vjet) dhe të rrisni probabilitetin e suksesit në 80%. Koncepti i "kufizimeve të specifikuara" përfshin potencialin për shitje të suksesshme të produktit dhe realizimin e fitimit, rritjen e prodhimit vjetor, konkurrueshmërinë e produktit, rrezikun e mundshëm nga perspektiva e shitjes, mundësinë e ristrukturimit të prodhimit duke marrë parasysh arritjet e reja, etj.

Shpenzimet e përgjithshme vjetore të qeverisë amerikane për kërkimin e inxhinierisë gjenetike dhe bioteknologjisë arrijnë në miliarda dollarë. Investimet nga kompanitë private i tejkalojnë dukshëm këto shifra. Disa miliardë dollarë ndahen çdo vit vetëm për krijimin e barnave diagnostikuese dhe antikancerogjene. Këto janë kryesisht fushat e mëposhtme: metodat e rikombinimit të ADN-së, prodhimi i hibrideve, prodhimi dhe përdorimi i antitrupave monoklonale, kultura e indeve dhe qelizave.

Në Shtetet e Bashkuara, është bërë e zakonshme që kompanitë që nuk ishin të lidhura më parë me bioteknologjinë të fillojnë të blejnë aksione në kompanitë ekzistuese dhe të ndërtojnë ndërmarrjet e tyre bioteknologjike (Tabela 1.1). Kjo, për shembull, është praktika e gjigantëve të tillë kimikë si Philips Petrolium, Monsanto, Dow Chemical. Rreth 250 kompani kimike aktualisht kanë interesa në bioteknologji. Kështu, gjiganti i industrisë kimike amerikane, kompania De Pont, ka disa komplekse bioteknologjike me vlerë 85-150 mijë dollarë. me një staf prej 700-1000 vetësh.

Komplekse të ngjashme janë krijuar brenda strukturës Monsanto, për më tepër, aktualisht deri në 75% të buxhetit (mbi 750 milionë dollarë) i ndahet fushës së bioteknologjisë. Fokusi i këtyre kompanive është prodhimi i hormonit të rritjes të modifikuar gjenetikisht, si dhe një sërë ilaçesh të modifikuara gjenetikisht për mjekësinë veterinare dhe farmakologjinë. Përveç kësaj, firmat, së bashku me qendrat kërkimore universitare, nënshkruajnë kontrata për R&D të përbashkët.

Tabela 1.1. Koncertet dhe kompanitë farmaceutike më të mëdha amerikane që prodhojnë barna mjekësore bioteknologjike

Për shembull, në vitet '80. General Electric, me ndihmën e firmave të vogla, filloi të zotëronte prodhimin e përbërjeve biologjikisht aktive vetëm në vitin 1981, alokimet e saj të rrezikut në bioteknologji arritën në 3 milion dollarë. Ndërmarrja e rrezikut nga firmat e vogla u siguron kompanive dhe korporatave të mëdha një mekanizëm për zgjedhjen e inovacioneve ekonomikisht të qëndrueshme me perspektiva të forta tregtare.

NË TË. Voinov, T.G. Volova

Termi "bioteknologji" u përdor për herë të parë nga inxhinieri hungarez Karl Ereky në 1917. Disa elementë të bioteknologjisë u shfaqën shumë kohë më parë. Në thelb, këto ishin përpjekje për të përdorur qeliza individuale (mikroorganizma) dhe disa enzima në prodhimin industrial për të lehtësuar shfaqjen e një sërë procesesh kimike.

Kështu, në vitin 1814, akademiku i Shën Petersburgut K. S. Kirchhoff zbuloi fenomenin e katalizës biologjike dhe u përpoq të merrte sheqer nga lëndët e para të disponueshme shtëpiake duke përdorur një metodë biokatalitike (deri në mesin e shekullit të 19-të, sheqeri merrej vetëm nga kallam sheqeri). Në vitin 1891, në SHBA, biokimisti japonez Dz. Takamine mori patentën e parë për përdorimin e preparateve enzimë për qëllime industriale: shkencëtari propozoi përdorimin e diastazës për sakarifikimin e mbetjeve bimore.

Në fillim të shekullit të 20-të, fermentimi dhe industria mikrobiologjike u zhvilluan në mënyrë aktive. Po këto vite u bënë përpjekjet e para për përdorimin e enzimave në industrinë e tekstilit.

Në vitet 1916-1917, biokimisti rus A. M. Kolenev u përpoq të zhvillonte një metodë që do të bënte të mundur kontrollin e veprimit të enzimave në lëndët e para natyrore gjatë prodhimit të duhanit.

Një kontribut i madh në përdorimin praktik të arritjeve të biokimisë dha Akademiku A. N. Bakh, i cili krijoi një fushë të rëndësishme të aplikuar të biokimisë - biokimi teknike. A. N. Bach dhe studentët e tij zhvilluan shumë rekomandime për përmirësimin e teknologjive për përpunimin e një shumëllojshmërie të lëndëve të para biokimike, përmirësimin e teknologjive për pjekjen, prodhimin e birrës, verën, prodhimin e çajit dhe duhanit, etj., si dhe rekomandime për rritjen e rendimentit të bimëve të kultivuara nga menaxhimin e tyre me procese biokimike.

Të gjitha këto studime, si dhe ecuria e industrive kimike dhe mikrobiologjike dhe krijimi i prodhimit të ri industrial biokimik (çaj, duhan, etj.) ishin parakushtet më të rëndësishme për shfaqjen e bioteknologjisë moderne.

Në terma të prodhimit, industria mikrobiologjike u bë baza e bioteknologjisë në procesin e formimit të saj. Gjatë viteve të pasluftës, industria mikrobiologjike fitoi karakteristika thelbësisht të reja: mikroorganizmat filluan të përdoren jo vetëm si një mjet për të rritur intensitetin e proceseve biokimike, por edhe si fabrika sintetike miniaturë të afta për të sintetizuar përbërjet kimike më të vlefshme dhe komplekse brenda. qelizat e tyre. Pika e kthesës u shoqërua me zbulimin dhe fillimin e prodhimit të antibiotikëve.

Antibiotiku i parë, penicilina, u izolua në vitin 1940. Pas penicilinës, u zbuluan antibiotikë të tjerë (kjo punë vazhdon edhe sot e kësaj dite). Me zbulimin e antibiotikëve, u shfaqën menjëherë detyra të reja: krijimi i prodhimit të substancave medicinale të prodhuara nga mikroorganizmat, puna për uljen e kostos dhe rritjen e disponueshmërisë së barnave të reja dhe marrja e tyre në sasi shumë të mëdha të nevojshme nga mjekësia.

Sintetizimi i antibiotikëve kimikisht ishte shumë i shtrenjtë apo edhe tepër i vështirë, pothuajse i pamundur (nuk është pa arsye që sinteza kimike e tetraciklinës nga shkencëtari sovjetik Akademik M. M. Shemyakin konsiderohet si një nga arritjet më të mëdha të sintezës organike). Dhe më pas ata vendosën të përdorin mikroorganizma që sintetizojnë penicilinë dhe antibiotikë të tjerë për prodhimin industrial të barnave. Kështu lindi fusha më e rëndësishme e bioteknologjisë, bazuar në përdorimin e proceseve të sintezës mikrobiologjike.

Llojet e bioteknologjisë

Bioinxhinieria

Bioinxhinieria ose inxhinieria biomjekësore është një disiplinë që synon avancimin e njohurive të inxhinierisë, biologjisë dhe mjekësisë dhe përmirësimin e shëndetit të njeriut nëpërmjet zhvillimeve ndërdisiplinore që kombinojnë qasjet inxhinierike me përparimet në shkencën biomjekësore dhe praktikën klinike. Bioinxhinieria/inxhinieria biomjekësore është aplikimi i qasjeve inxhinierike për të zgjidhur problemet mjekësore për të përmirësuar kujdesin shëndetësor. Kjo disiplinë inxhinierike fokusohet në përdorimin e njohurive dhe përvojës për të gjetur dhe zgjidhur probleme në biologji dhe mjekësi.

Bioinxhinierët punojnë për të mirën e njerëzimit, duke u marrë me sistemet e gjalla dhe duke aplikuar teknologji të avancuara për të zgjidhur problemet mjekësore. Specialistët e inxhinierisë biomjekësore mund të marrin pjesë në krijimin e pajisjeve dhe pajisjeve, në zhvillimin e procedurave të reja bazuar në njohuritë ndërdisiplinore dhe në kërkime që synojnë marrjen e informacionit të ri për zgjidhjen e problemeve të reja.

Ndër arritjet e rëndësishme të bioinxhinierisë janë zhvillimi i nyjeve artificiale, rezonanca magnetike, pacemakers, artroskopia, angioplastika, protezat e lëkurës të bioinxhinieruara, dializa renale dhe makineritë zemër-mushkëri. Gjithashtu, një nga fushat kryesore të kërkimit bioinxhinierik është përdorimi i metodave të modelimit kompjuterik për krijimin e proteinave me veti të reja, si dhe modelimi i ndërveprimit të komponimeve të ndryshme me receptorët qelizorë me qëllim zhvillimin e farmaceutikëve të rinj (“dizajni i barnave”).

Biomjekësi

Një degë e mjekësisë që studion nga një këndvështrim teorik trupin e njeriut, strukturën dhe funksionin e tij në kushte normale dhe patologjike, gjendjet patologjike, metodat e diagnostikimit, korrigjimit dhe trajtimit të tyre. Biomjekësia përfshin informacionin dhe kërkimin e grumbulluar, në një masë më të madhe ose më të vogël, mjekësinë e përgjithshme, mjekësinë veterinare, stomatologjinë dhe shkencat themelore biologjike, si kimia, kimia biologjike, biologjia, histologjia, gjenetika, embriologjia, anatomia, fiziologjia, patologjia, inxhinieria biomjekësore, zoologjisë, botanikës dhe mikrobiologjisë.

Monitorimi, korrigjimi, inxhinierimi dhe kontrollimi i sistemeve biologjike njerëzore në nivel molekular duke përdorur nan pajisje dhe nanostruktura. Një numër teknologjish për industrinë e nanomjekësisë janë krijuar tashmë në botë. Këto përfshijnë shpërndarjen e synuar të barnave në qelizat e sëmura, laboratorët në një çip dhe agjentë të rinj baktericid.

Biofarmakologjia

Një degë e farmakologjisë që studion efektet fiziologjike të prodhuara nga substancat me origjinë biologjike dhe bioteknologjike. Në fakt, biofarmakologjia është fryt i konvergjencës së dy shkencave tradicionale - bioteknologjisë, përkatësisht, asaj dege të saj, e cila quhet "e kuqe", bioteknologjisë mjekësore dhe farmakologjisë, e cila më parë ishte e interesuar vetëm për kimikatet me molekula të vogla, si rezultat i interesit të ndërsjellë.

Objektet e kërkimit biofarmakologjik janë studimi i biofarmaceutikëve, planifikimi i prodhimit të tyre, organizimi i prodhimit. Agjentët terapeutikë biofarmakologjikë dhe mjetet për parandalimin e sëmundjeve merren duke përdorur sisteme të gjalla biologjike, inde të organizmave dhe derivatet e tyre, duke përdorur bioteknologjinë, domethënë substanca medicinale me origjinë biologjike dhe bioteknologjike.

Bioinformatika

Një grup metodash dhe qasjesh, duke përfshirë:

1. metodat matematikore të analizës kompjuterike në gjenomikën krahasuese (bioinformatika gjenomike);
2. zhvillimi i algoritmeve dhe programeve për parashikimin e strukturës hapësinore të proteinave (bioinformatika strukturore);
3. kërkime mbi strategjitë, metodologjitë e duhura llogaritëse dhe menaxhimin e përgjithshëm të kompleksitetit të informacionit të sistemeve biologjike.

Bioinformatika përdor metoda të matematikës së aplikuar, statistikave dhe shkencave kompjuterike. Bioinformatika përdoret në biokimi, biofizikë, ekologji dhe fusha të tjera.

Bionika

Shkenca e aplikuar për aplikimin në pajisjet dhe sistemet teknike të parimeve të organizimit, vetive, funksioneve dhe strukturave të natyrës së gjallë, domethënë, formave të gjallesave në natyrë dhe analogëve të tyre industrialë. E thënë thjesht, bionika është një kombinim i biologjisë dhe teknologjisë. Bionics shikon biologjinë dhe teknologjinë nga një këndvështrim krejtësisht i ri, duke shpjeguar se çfarë ngjashmërish dhe dallimesh ekzistojnë në natyrë dhe teknologji.

Të dallojë:

• bionika biologjike, e cila studion proceset që ndodhin në sistemet biologjike;
• bionika teorike, e cila ndërton modele matematikore të këtyre proceseve;
• bionika teknike, e cila aplikon modele të bionikës teorike për zgjidhjen e problemeve inxhinierike.

Bionika është e lidhur ngushtë me biologjinë, fizikën, kiminë, kibernetikën dhe shkencat inxhinierike: elektronikë, navigacion, komunikim, shkencë detare dhe të tjera.

Bioremediation

Një grup metodash për pastrimin e ujit, tokës dhe atmosferës duke përdorur potencialin metabolik të objekteve biologjike - bimëve, kërpudhave, insekteve, krimbave dhe organizmave të tjerë.

Klonimi

Shfaqja në mënyrë natyrale ose prodhimi i disa organizmave gjenetikisht identikë nëpërmjet riprodhimit aseksual (përfshirë vegjetativin). Termi "klonim" në të njëjtin kuptim përdoret shpesh në lidhje me qelizat e organizmave shumëqelizorë. Klonimi quhet edhe marrja e disa kopjeve identike të molekulave trashëgimore (klonimi molekular). Së fundi, klonimi shpesh referohet edhe si metoda bioteknologjike të përdorura për të prodhuar artificialisht klone të organizmave, qelizave ose molekulave. Një grup organizmash ose qelizash gjenetikisht identike është një klon.

Inxhinieri gjenetike

Thelbi i inxhinierisë gjenetike është krijimi artificial i gjeneve me vetitë e dëshiruara dhe futja e tyre në qelizën e duhur. Transferimi i gjenit kryhet nga një vektor (ADN rekombinante) - një molekulë e veçantë e ADN-së e ndërtuar në bazë të ADN-së virale ose plazmide, e cila përmban gjenin e dëshiruar, e transporton atë në qelizë dhe siguron integrimin e tij në aparatin gjenetik të qelizës.

Për të shënuar qeliza të caktuara të organizmave në studimet gjenetike molekulare, përdoret gjeni GFP i izoluar nga kandil deti. Ai siguron sintezën e proteinës fluoreshente, e cila shkëlqen në errësirë.

Inxhinieria gjenetike përdoret gjerësisht si në kërkimin shkencor ashtu edhe në metodat më të fundit të mbarështimit.

Bioteknologjia është një grup metodash industriale që përdoren për të prodhuar substanca të ndryshme duke përdorur organizma të gjallë, procese biologjike ose fenomene. Bioteknologjia tradicionale bazohet në fenomenin e fermentimit - përdorimin e enzimave mikrobike në proceset e prodhimit. Inxhinieria qelizore është një degë e bioteknologjisë që zhvillon dhe përdor teknologji për kultivimin e qelizave dhe indeve jashtë trupit në kushte artificiale. Inxhinieria gjenetike është një degë e bioteknologjisë që zhvillon dhe përdor teknologji për izolimin e gjeneve nga organizmat dhe qelizat individuale, modifikimin e tyre dhe futjen e tyre në qeliza ose organizma të tjerë.

Disa aspekte etike dhe ligjore të përdorimit të metodave bioteknologjike

Etika është doktrina e moralit, sipas së cilës virtyti kryesor është aftësia për të gjetur një terren të mesëm midis dy ekstremeve. Kjo shkencë u themelua nga Aristoteli.

Bioetika është një pjesë e etikës që studion anën morale të veprimtarisë njerëzore në mjekësi dhe biologji. Termi u propozua nga V.R. Potter në vitin 1969

Në një kuptim të ngushtë, bioetika i referohet një sërë problemesh etike në fushën e mjekësisë. Në një kuptim të gjerë, bioetika i referohet studimit të problemeve sociale, mjedisore, mjekësore dhe socio-ligjore që prekin jo vetëm njerëzit, por edhe çdo organizëm të gjallë të përfshirë në ekosisteme. Domethënë ka një orientim filozofik, vlerëson rezultatet e zhvillimit të teknologjive dhe ideve të reja në mjekësi, bioteknologji dhe biologji në përgjithësi.

Metodat moderne bioteknologjike kanë një potencial kaq të fuqishëm dhe të pa eksploruar plotësisht, saqë përdorimi i tyre i gjerë është i mundur vetëm me respektim të rreptë të standardeve etike. Parimet morale që ekzistojnë në shoqëri na detyrojnë të kërkojmë një kompromis midis interesave të shoqërisë dhe individit. Për më tepër, interesat e individit aktualisht po vendosen mbi interesat e shoqërisë. Prandaj, respektimi dhe zhvillimi i mëtejshëm i standardeve etike në këtë fushë duhet të synohet, para së gjithash, në mbrojtjen e plotë të interesave njerëzore.

Futja masive në praktikën mjekësore dhe komercializimi i teknologjive thelbësisht të reja në fushën e inxhinierisë gjenetike dhe klonimit ka sjellë gjithashtu nevojën për krijimin e një kuadri ligjor të përshtatshëm që rregullon të gjitha aspektet ligjore të aktiviteteve në këto fusha.

Le të ndalemi në ato fusha të kërkimit bioteknologjik që lidhen drejtpërdrejt me një rrezik të lartë të shkeljes së të drejtave individuale dhe shkaktojnë debatin më të nxehtë rreth përdorimit të tyre të gjerë: transplantimi i organeve dhe qelizave për qëllime terapeutike dhe klonimi.

Vitet e fundit, ka pasur një rritje të mprehtë të interesit për studimin dhe përdorimin e qelizave burimore embrionale njerëzore në biomjekësi dhe teknikat e klonimit për marrjen e tyre. Siç dihet, qelizat burimore embrionale janë të afta të shndërrohen në lloje të ndryshme qelizash dhe indesh (hematopoietike, riprodhuese, muskulare, nervore, etj.). Ato rezultuan premtuese për përdorim në terapi gjenetike, transplantologji, hematologji, mjekësi veterinare, farmakotoksikologji, testime medikamentesh etj.

Këto qeliza janë të izoluara nga embrionet njerëzore dhe fetuset e zhvillimit 5-8 javësh të marra gjatë ndërprerjes mjekësore të shtatzënisë (si rezultat i abortit), gjë që ngre pyetje të shumta në lidhje me ligjshmërinë etike dhe ligjore të kryerjes së kërkimit mbi embrionet njerëzore, duke përfshirë këtu: :

• Sa i nevojshëm dhe i justifikuar është kërkimi shkencor mbi qelizat burimore embrionale të njeriut?
• A lejohet të shkatërrohet jeta e njeriut për hir të përparimit mjekësor dhe sa morale është kjo?
• A është kuadri ligjor i zhvilluar mjaftueshëm për përdorimin e këtyre teknologjive?

Në një numër vendesh, çdo hulumtim mbi embrionet është i ndaluar (për shembull, në Austri, Gjermani). Në Francë, të drejtat e embrionit mbrohen që nga momenti i konceptimit. Në MB, Kanada dhe Australi, megjithëse krijimi i embrioneve për qëllime kërkimore nuk është i ndaluar, një sistem legjislacioni është zhvilluar për të rregulluar dhe kontrolluar kërkime të tilla.

Në Rusi, situata në këtë fushë është më se e pasigurt: aktivitetet për studimin dhe përdorimin e qelizave staminale nuk janë të rregulluara sa duhet dhe mbeten boshllëqe të konsiderueshme në legjislacion që pengojnë zhvillimin e kësaj fushe. Lidhur me klonimin, në vitin 2002, ligji federal prezantoi një ndalim të përkohshëm (5-vjeçar) për klonimin e njerëzve, por ai skadoi në vitin 2007 dhe çështja mbetet e hapur.

Tregu i bioteknologjisë

IT ka shumë më tepër paralele me bioteknologjinë moderne sesa mund të duket në shikim të parë. Teknologjitë e informacionit nuk u shfaqën më vete; Si rezultat, sot IT është fusha e “starup-eve të lehta”, në të cilën kalon shumë pak kohë nga lindja e një ideje deri në fitimin dhe pak njerëz mendojnë për punën që është bërë deri më sot.

Situata me bioteknologjitë është e ngjashme, ne jemi vetëm tani në një fazë më të hershme, kur mjetet dhe programet janë ende duke u zhvilluar. Bioteknologjitë janë duke pritur për shfaqjen e "kompjuterit të tyre personal", vetëm në rastin tonë nuk do të jetë një pajisje masive e kuptueshme - ne po flasim më shumë për një grup mjetesh efektive dhe të lira.

Mund të themi se situata tani është e ngjashme me atë që ishte në vitet 1990 në IT. Teknologjitë janë ende në zhvillim dhe janë mjaft të shtrenjta. Për shembull, sekuenca e plotë e një personi kushton 1000 dollarë. Kjo është shumë më e lirë se çmimi prej 3.3 miliardë dollarësh i Projektit të Gjenomit Njerëzor, por është ende tepër i lartë për një person mesatar dhe aplikimi i tij për diagnostikimin klinik në një nivel të gjerë nuk është ende i mundur. Për ta bërë këtë, teknologjia duhet të bjerë në çmim me një faktor tjetër prej 10 dhe të përmirësojë vetitë e saj teknike aq shumë sa gabimet e renditjes të nivelohen. Nuk ka projekte kaq të fuqishme në bioteknologji si Facebook, por Illumina, Oxford Nanopore, Roche janë të gjitha kompani jashtëzakonisht të suksesshme, aktivitetet e të cilave shpesh i ngjajnë Google, i cili blen startup-e interesante. Nanopore, për shembull, u bënë miliarderë para se të hynin në treg falë një kombinimi të një ideje të mirë fillestare, menaxhimit dhe suksesit në mbledhjen e fondeve.

Sot, bioteknologjia është gjithashtu një treg i madh i të dhënave, dhe kjo vazhdon paralelet me IT-në, e cila në këtë rast shërben si një lloj mjeti për bioteknologjinë më të madhe dhe më komplekse. Kompani të tilla si Editas Medicine (një nga krijuesit e teknologjisë së mirënjohur të redaktimit të gjenomit CRISPR/Cas9) e kanë bërë IP-në e tyre bazuar në rezultatet e renditjes së të dhënave gjenomike bakteriale nga burime të hapura. Ata ishin larg nga të parët që korrën përfitimet e informacionit të grumbulluar, nuk ishin as të parët që zbuluan parimin e funksionimit të grupit CRISPR, por ishte Editas Medicine ajo që krijoi produktin bioteknologjik. Sot është një kompani me vlerë më shumë se 1 miliard dollarë.

Dhe ky nuk është i vetmi biznes që do të lindë nga analiza e të dhënave ekzistuese. Për më tepër, nuk mund të thuhet se ka një radhë për të dhëna të tilla - tashmë ka shumë më tepër sesa mund të analizohet, dhe do të ketë edhe më shumë, sepse shkencëtarët nuk ndalojnë sekuencën. Fatkeqësisht, metodat e analizës janë ende të papërsosura, kështu që jo të gjithë janë në gjendje t'i kthejnë të dhënat në një produkt shumë miliardë dollarësh. Por nëse vlerësojmë shkallën e zhvillimit të mjeteve të analizës (indikacion: është shumë i shpejtë), nuk është e vështirë të kuptohet se në të ardhmen do të ketë shumë kompani të tjera që do të vërejnë diçka interesante në të dhënat e mëdha gjenomike.

A mund të bëhet Rusia një vend bioteknologjik?

Problemi kryesor i bioteknologjisë në Rusi nuk është ndalimi i OMGJ-ve, siç mendojnë shumë njerëz, por një numër i madh i barrierave të ndryshme burokratike. Ky fakt vihet re edhe në qeveri. Por edhe barrierat mund të përshtaten. Gjatë 26 viteve të fundit, ne jemi zhvilluar nën presionin e reformave, ndryshimeve të vazhdueshme në rregullat e lojës dhe biznesi ka nevojë për stabilitet dhe besim se nuk do të ketë asnjë goditje.

Nëse nuk ndërhyhet në bioteknologjitë ruse, ato do të fillojnë të zhvillohen. Gjithashtu dua të theksoj se një dëshirë e pamenduar për të ndihmuar, ato investime shtetërore shumë të pamenduara, në fakt çojnë në rezultatin e kundërt - subvencionet u mësojnë kompanive se do të mbështeten vazhdimisht nga shteti. Siç tregon praktika, kompanitë me investime shtetërore bëhen joefektive. Konkurrenca e shëndetshme duhet gjithandej, ndaj kontributet fillestare nuk duhet të vijnë as nga shteti, por nga biznesi, i cili duhet të ndihet i sigurt në të ardhmen, diçka me të cilën kemi ende probleme.

Gjëja më korrekte për shtetin është të investojë në krijimin e një mjedisi optimal për bioteknologjinë. Ne kemi mendje dhe njerëz me energji dhe dëshirë për të krijuar - është e rëndësishme të mos lejojmë që kjo dëshirë të shkojë dëm.

Sot, bioteknologjitë janë në një fazë të rritjes intensive, por tashmë është e mundur të imagjinohet vektori i zhvillimit të tyre. Në fund të fundit, vetë kuptimi i teknologjisë nuk do të ndryshojë, ashtu siç nuk ndryshoi pas ardhjes së kompjuterit: ideja e saj në vitin 1951 nuk ishte shumë e ndryshme nga ajo që qëndron pas kompjuterëve modernë. Vetëm funksionaliteti dhe performanca ndryshojnë ndjeshëm. E njëjta gjë do të ndodhë me bioteknologjitë, dhe shtytësi i zhvillimit të tyre është edhe më i qartë - kjo është dëshira e përjetshme e njerëzve për të qenë të shëndetshëm dhe të jetojnë gjatë, pa respektuar të gjitha rregullat komplekse të një stili jetese të shëndetshëm. Prandaj, në një të ardhme shumë të afërt do të shohim ngritjen e bioteknologjisë, dhe në fund të fundit ky është një lajm i madh për të gjithë njerëzimin.

bioteknologjia e kafshëve të inxhinierisë gjenetike

Prezantimi

Konceptet e përgjithshme, pikat kryesore të bioteknologjisë

Inxhinieri gjenetike

Klonimi dhe bioteknologjia në blegtori

konkluzioni

Bibliografi

Prezantimi

Bioteknologjia, ose teknologjia e bioprocesit, është përdorimi industrial i agjentëve biologjikë ose sistemeve të tyre për të marrë produkte të vlefshme dhe për të kryer transformime të synuara. Agjentët biologjikë në këtë rast janë mikroorganizmat, qelizat bimore dhe shtazore, përbërësit qelizor: membranat qelizore, ribozomet, mitokondritë, kloroplastet, si dhe makromolekulat biologjike (ADN, ARN, proteinat - më shpesh enzimat). Bioteknologjia përdor gjithashtu ADN ose ARN virale për të transferuar gjenet e huaja në qeliza.

Njeriu ka përdorur bioteknologjinë për shumë mijëra vjet: njerëzit piqnin bukë, birrë, bënin djathë dhe produkte të tjera të acidit laktik, duke përdorur mikroorganizma të ndryshëm, pa ditur as për ekzistencën e tyre. Në fakt, vetë termi u shfaq në gjuhën tonë jo shumë kohë më parë, në vend të tyre u përdorën fjalët "mikrobiologji industriale", "biokimi teknike" etj. Ndoshta procesi më i vjetër bioteknologjik ishte fermentimi me ndihmën e mikroorganizmave. Kjo mbështetet nga një përshkrim i procesit të prodhimit të birrës, i zbuluar në vitin 1981 gjatë gërmimeve në Babiloni në një tabletë që daton afërsisht në mijëvjeçarin e 6-të para Krishtit. e. Në mijëvjeçarin e III para Krishtit. e. Sumerët prodhuan deri në dy duzina lloje birre. Jo më pak procese të lashta bioteknologjike janë prodhimi i verës, pjekja e bukës dhe prodhimi i produkteve të acidit laktik. Në kuptimin tradicional, klasik, bioteknologjia është shkenca e metodave dhe teknologjive për prodhimin e substancave dhe produkteve të ndryshme duke përdorur objekte dhe procese biologjike natyrore.

Termi bioteknologji "e re", në krahasim me bioteknologjinë "e vjetër", përdoret për të bërë dallimin midis bioproceseve që përdorin teknika të inxhinierisë gjenetike, teknologjisë së re të biopërpunimit dhe formave më tradicionale të bioproceseve. Kështu, prodhimi i zakonshëm i alkoolit gjatë procesit të fermentimit është bioteknologjia “e vjetër”, por përdorimi i majave në këtë proces, i përmirësuar me metodat e inxhinierisë gjenetike për të rritur rendimentin e alkoolit, është bioteknologji “e re”.

Bioteknologjia si shkencë është pjesa më e rëndësishme e biologjisë moderne, e cila, ashtu si fizika, u bë në fund të shekullit të 20-të. një nga prioritetet kryesore në shkencën dhe ekonominë botërore.

Një rritje e kërkimit mbi bioteknologjinë në shkencën botërore ndodhi në vitet '80, kur qasjet e reja metodologjike dhe metodologjike siguruan kalimin në përdorimin e tyre efektiv në shkencë dhe praktikë, dhe u shfaq një mundësi reale për të nxjerrë efektin maksimal ekonomik nga kjo. Sipas parashikimeve, tashmë në fillim të shekullit të 21-të, produktet bioteknologjike do të përbëjnë një të katërtën e të gjithë prodhimit botëror.

Në vendin tonë, një zgjerim i ndjeshëm i punës kërkimore dhe futja e rezultateve të tyre në prodhim u arrit edhe në vitet '80. Gjatë kësaj periudhe u zhvillua dhe u zbatua në mënyrë aktive programi i parë kombëtar i bioteknologjisë në vend, u krijuan qendra bioteknologjike ndërsektorale, u trajnuan specialistë - bioteknologë të kualifikuar, u organizuan laboratorë dhe departamente bioteknologjike në institucione kërkimore dhe universitete.

Megjithatë, më vonë vëmendja ndaj problemeve të bioteknologjisë në vend u dobësua dhe financimi i tyre u zvogëlua. Si rezultat, zhvillimi i kërkimit bioteknologjik dhe përdorimi praktik i tij në Rusi është ngadalësuar, gjë që ka çuar në një ngecje prapa nivelit botëror, veçanërisht në fushën e inxhinierisë gjenetike.

Për sa i përket proceseve bioteknologjike më moderne, ato bazohen në metodat e ADN-së rekombinante, si dhe në përdorimin e enzimave, qelizave ose organeleve qelizore të imobilizuara. Bioteknologjia moderne është shkenca e inxhinierisë gjenetike dhe metodave dhe teknologjive qelizore për krijimin dhe përdorimin e objekteve biologjike të transformuara gjenetikisht për të intensifikuar prodhimin ose marrjen e llojeve të reja të produkteve për qëllime të ndryshme.

Industria e mikrobiologjisë aktualisht përdor mijëra lloje të mikroorganizmave të ndryshëm. Në shumicën e rasteve, ato përmirësohen nga mutagjeneza e induktuar dhe përzgjedhja pasuese. Kjo lejon sintezën në shkallë të gjerë të substancave të ndryshme.

Disa proteina dhe metabolitë dytësorë mund të prodhohen vetëm nga kultivimi i qelizave eukariote. Qelizat bimore mund të shërbejnë si burim i një sërë përbërjesh - atropine, nikotinë, alkaloid, saponin, etj. Qelizat shtazore dhe njerëzore prodhojnë gjithashtu një sërë përbërjesh biologjikisht aktive. Për shembull, qelizat e hipofizës përmbajnë lipotropinë, një stimulues i ndarjes së yndyrës dhe somatotropinë, një hormon që rregullon rritjen.

Janë krijuar kultura të vazhdueshme të qelizave shtazore që prodhojnë antitrupa monoklonale, të përdorura gjerësisht për diagnostikimin e sëmundjeve. Në biokimi, mikrobiologji dhe citologji, metodat për imobilizimin e enzimave dhe qelizave të tëra të mikroorganizmave, bimëve dhe kafshëve janë me interes të padyshimtë. Në mjekësinë veterinare përdoren gjerësisht metodat bioteknologjike si kultura e qelizave dhe embrionit, oogjeneza in vitro dhe inseminimi artificial. E gjithë kjo tregon se bioteknologjia do të bëhet burim jo vetëm i produkteve të reja ushqimore dhe ilaçeve, por edhe i energjisë dhe substancave të reja kimike, si dhe organizmave me vetitë e dëshiruara.

1. Konceptet e përgjithshme, pikat kryesore të bioteknologjisë

Arritjet e jashtëzakonshme të bioteknologjisë në fund të shekullit të njëzetë. tërhoqi vëmendjen jo vetëm të një game të gjerë shkencëtarësh, por edhe të gjithë komunitetit botëror. Nuk është rastësi që shekulli i 21-të. propozohet të konsiderohet shekulli i bioteknologjisë.

Termi "bioteknologji" u krijua nga inxhinieri hungarez Karl Ereky (1917) kur ai përshkroi prodhimin e mishit të derrit (produkti përfundimtar) duke përdorur panxhar sheqeri (lëndë e parë) si ushqim për derrat (biotransformim).

Nga bioteknologjia K. Ereki kuptonte “të gjitha llojet e punës në të cilat produkte të caktuara prodhohen nga lëndët e para me ndihmën e organizmave të gjallë”. Të gjitha përkufizimet e mëvonshme të këtij koncepti janë thjesht variacione të formulimit pionier dhe klasik të K. Erekit.

Sipas përcaktimit të akademikut Yu.A. Ovchinnikova, bioteknologjia është një fushë komplekse, multidisiplinare e përparimit shkencor dhe teknologjik, duke përfshirë një shumëllojshmëri të sintezës mikrobiologjike, enzimologjisë inxhinierike gjenetike dhe qelizore, përdorimin e njohurive, kushteve dhe sekuencës së veprimit të enzimave proteinike në trupin e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. , në reaktorët industrialë.

Bioteknologjia përfshin transplantimin e embrioneve, prodhimin e organizmave transgjenikë dhe klonimin.

Stanley Cohen dhe Herbert Boyer zhvilluan një metodë në 1973 për të transferuar një gjen nga një organizëm në tjetrin. Cohen shkroi: "...shpresa është se do të jetë e mundur të futen në E. coli gjenet që lidhen me funksionet metabolike ose sintetike që gjenden në specie të tjera, si gjenet për fotosintezën ose prodhimin e antibiotikëve." Puna e tyre filloi një epokë të re në bioteknologjinë molekulare. Janë zhvilluar një numër i madh teknikash për 1) identifikimin 2) izolimin; 3) jepni një përshkrim; 4) përdorni gjenet.

Në vitin 1978, punonjësit e Genetech (SHBA) së pari izoluan sekuencat e ADN-së që kodonin insulinën njerëzore dhe i transferuan ato në vektorë klonues të aftë për t'u riprodhuar në qelizat Escherichia coli. Ky medikament mund të përdoret nga pacientët diabetikë që kishin një reaksion alergjik ndaj insulinës së derrit.

Aktualisht, bioteknologjia molekulare bën të mundur marrjen e një numri të madh produktesh: insulinë, interferon, "hormonet e rritjes", antigjenet virale, një numër të madh proteinash, ilaçesh, substanca me molekula të ulëta dhe makromolekula.

Sukseset e padyshimta në përdorimin e mutagjenezës së induktuar dhe përzgjedhjes për përmirësimin e shtameve prodhuese në prodhimin e antibiotikëve, etj. janë bërë edhe më të rëndësishme duke përdorur metodat e bioteknologjisë molekulare.

Pikat kryesore në zhvillimin e bioteknologjisë molekulare janë paraqitur në Tabelën 1.

Tabela 1. Historia e zhvillimit të bioteknologjisë molekulare (Glick, Pasternak, 2002)

DataEvent1917Karl Erecki shpiku termin "bioteknologji"1943Penicilina u prodhua në një shkallë industriale1944Avery, Mac Leod dhe McCarthy treguan se materiali gjenetik është ADN1953Watson dhe Crick përcaktuan strukturën e molekulës së ADN-së1961Kodi i ADN-së1969 u gjet "Bioengine"19 u deshifrua 1970 agjenti i parë kufizues u izolua endonukleaza1972Koran et al sintetizuan gjenin e tRNA me gjatësi të plotë 1973 Boyer dhe Cohen hodhën themelet për teknologjinë rekombinante të ADN-së 1975 Kohler dhe Milstein përshkruan prodhimin e antitrupave monoklonale. përcaktimi i sekuencës nukleotide të ADN-së u zhvillua 1978 Genetech lëshoi ​​​​insulinë njerëzore të marrë duke përdorur E. coli 1980 Gjykata e Lartë e SHBA seanca dëgjimore Diamond kundër Cha krabarti, dha një vendim se mikroorganizmat e përftuar me metoda të inxhinierisë gjenetike mund të patentohen 1981. shitje 1981 Seti i parë diagnostikues i antitrupave monoklonale u miratua për përdorim në SHBA 1982 Vaksina e parë e kafshëve e marrë duke përdorur teknologjinë e ADN-së rekombinante u miratua për përdorim në Evropë 1983 Ti hibrid u përdor për transformimin e bimëve - plazmidet 1988 Një patentë amerikane u lëshua për një linja e minjve me një incidencë të rritur të tumoreve të marra me metoda të inxhinierisë gjenetike 1988 U krijua metoda e reaksionit zinxhir polimerazë (PCR) 1990 Një plan për testimin e terapisë gjenetike duke përdorur qelizat somatike njerëzore u miratua në SHBA 1990 Puna mbi Projektin e Gjenomit Njerëzor u miratua zyrtarisht lançuar 1994-1995 U botuan detaje të hollësishme harta gjenetike dhe fizike të kromozomeve njerëzore 1996 Shitjet vjetore të proteinës së parë rekombinante (eritropoietin) kaluan 1 miliard dollarë 1996 Sekuenca nukleotide e të gjitha kromozomeve të një mikroorganizmi eukariotik u përcaktua79 i ndryshëm nga një mikroorganizëm eukariotik. qelizë somatike

2. Inxhinieri gjenetike

Një pjesë e rëndësishme e bioteknologjisë është inxhinieria gjenetike. E lindur në fillim të viteve 70, ajo sot ka arritur sukses të madh. Teknikat e inxhinierisë gjenetike transformojnë qelizat bakteriale, maja dhe gjitarësh në "fabrika" për prodhimin në shkallë të gjerë të çdo proteine. Kjo bën të mundur analizimin në detaje të strukturës dhe funksioneve të proteinave dhe përdorimin e tyre si ilaçe. Aktualisht, Escherichia coli (E. coli) është bërë një furnizues i hormoneve kaq të rëndësishme si insulina dhe somatotropina. Më parë, insulina merrej nga qelizat e pankreasit të kafshëve, kështu që kostoja e saj ishte shumë e lartë.

Inxhinieria gjenetike është një degë e bioteknologjisë molekulare e lidhur me transferimin e materialit gjenetik (ADN) nga një organizëm në tjetrin.

Termi "inxhinieri gjenetike" u shfaq në literaturën shkencore në vitin 1970, dhe inxhinieria gjenetike si një disiplinë e pavarur - në dhjetor 1972, kur P. Berg dhe stafi në Universitetin Stanford (SHBA) morën ADN-në e parë rekombinante, e përbërë nga ADN-ja e Virusi SV40 dhe një bakterofag ?dvgal . Në vendin tonë, falë zhvillimit të gjenetikës molekulare dhe biologjisë molekulare, si dhe një vlerësimi korrekt të tendencave të zhvillimit të biologjisë moderne, më 4 maj 1972, u mbajt seminari i parë për inxhinierinë gjenetike në Qendrën Shkencore të Kërkimeve Biologjike. i Akademisë së Shkencave të BRSS në Pushchino (afër Moskës). Nga ky takim numërohen të gjitha fazat e zhvillimit të inxhinierisë gjenetike në Rusi.

Zhvillimi i shpejtë i inxhinierisë gjenetike shoqërohet me zhvillimin e metodave të reja kërkimore, ndër të cilat është e nevojshme të theksohen ato kryesore:

Ndarja e ADN-së (tretja e kufizuar) është e nevojshme për izolimin dhe manipulimin e gjeneve;

hibridizimi i acideve nukleike, në të cilin, për shkak të aftësisë së tyre për t'u lidhur me njëri-tjetrin sipas parimit të komplementaritetit, është e mundur të identifikohen sekuenca specifike të ADN-së dhe ARN-së, si dhe të kombinohen elementë të ndryshëm gjenetikë. Përdoret në reaksionin zinxhir polimerazë për amplifikimin in vitro të ADN-së;

Klonimi i ADN-së - kryhet duke futur fragmente të ADN-së ose grupe të tyre në elemente gjenetike që riprodhohen me shpejtësi (plazmide ose viruse), gjë që bën të mundur riprodhimin e gjeneve në qelizat e baktereve, majave ose eukarioteve;

përcaktimi i sekuencave nukleotide (sekuenca) në fragmentin e ADN-së që klonohet. Ju lejon të përcaktoni strukturën e gjeneve dhe sekuencën e aminoacideve të proteinave që ato kodojnë;

sinteza kimiko-enzimatike e polinukleotideve - shpesh e nevojshme për modifikimin e synuar të gjeneve dhe lehtësimin e manipulimit me to.

B. Glick dhe J. Pasternak (2002) përshkruan 4 fazat e mëposhtme të eksperimenteve me ADN-në rekombinante:

ADN-ja vendase (ADN e klonuar, ADN e futur, ADN-ja e synuar, ADN-ja e huaj) nxirret nga organizmi dhurues, i nënshtrohet hidrolizës enzimatike (e copëtuar, e prerë) dhe e kombinuar (e lidhur, e qepur) me ADN tjetër (vektor klonues, vektor klonues) me formimi i një molekule të re rekombinante (dizajni "vektori i klonimit - ADN-ja e integruar").

Ky konstrukt futet në qelizën pritëse (marrëse), ku përsëritet dhe u kalohet pasardhësve. Ky proces quhet transformim.

Identifikohen dhe përzgjidhen qelizat që mbartin ADN-në rekombinante (qelizat e transformuara).

Përftohet një produkt specifik proteinik i sintetizuar nga qelizat, i cili konfirmon klonimin e gjenit të dëshiruar.

3. Klonimi dhe bioteknologjia në blegtori

Klonimi është një grup metodash që përdoren për të marrë klonet. Klonimi i organizmave shumëqelizorë përfshin transferimin e bërthamave të qelizave somatike në një vezë të fekonduar me pronukleusin e hequr. J. Gurdon (1980) ishte i pari që provoi mundësinë e transferimit të ADN-së me mikroinjektim në pronukleusin e një veze të fekonduar miu. Pastaj R. Brinster et al. (1981) prodhuan minj transgjenikë që sintetizuan sasi të mëdha të NSV timidine kinazës në qelizat e mëlçisë dhe veshkave. Kjo u arrit me injektimin e gjenit NSV timidine kinase nën kontrollin e promotorit të gjenit metallothionein-I.

Në vitin 1997, Wilmut et al klonuan delen Dolly duke përdorur transferimin bërthamor nga një dele e rritur. Ata morën qeliza epiteliale të qumështit nga një dele 6-vjeçare finlandeze Dorset. Ata u kultivuan në kulturë qelizore ose në një vezore me një ligaturë për 7 ditë, dhe më pas embrioni në fazën e blastocistit u implantua në një nënë "zëvendësuese" skoceze të kokës së zezë. Në eksperiment, nga 434 vezë, u përftua vetëm një dele, Dolly, e cila ishte gjenetikisht identike me racën finlandeze Dorset donatore.

Klonimi i kafshëve duke përdorur transferimin bërthamor nga qelizat totipotente të diferencuara ndonjëherë rezulton në reduktim të qëndrueshmërisë. Kafshët e klonuara nuk janë gjithmonë një kopje e saktë gjenetike e dhuruesit për shkak të ndryshimeve në materialin trashëgues dhe ndikimit të kushteve mjedisore. Kopjet gjenetike ndryshojnë në peshë të gjallë dhe kanë temperamente të ndryshme.

Zbulimet në fushën e strukturës së gjenomit të bëra në mesin e shekullit të kaluar dhanë një shtysë të fuqishme në krijimin e sistemeve thelbësisht të reja për ndryshime të synuara në gjenomin e qenieve të gjalla. Janë zhvilluar metoda që bëjnë të mundur ndërtimin dhe integrimin e konstrukteve të gjenit të huaj në gjenom. Një nga këto drejtime është integrimi në gjenomin e kafshëve të konstrukteve të gjeneve të lidhura me proceset e rregullimit metabolik, gjë që siguron ndryshime të mëvonshme në një sërë tiparesh biologjike dhe ekonomikisht të dobishme të kafshëve.

Kafshët që mbajnë një gjen rekombinant (të huaj) në gjenomin e tyre zakonisht quhen transgjenike, dhe një gjen i integruar në gjenomin e marrësit quhet transgjen. Falë transferimit të gjeneve, kafshët transgjenike zhvillojnë karakteristika të reja, të cilat, nëpërmjet përzgjedhjes, fiksohen tek pasardhësit. Kështu krijohen linjat transgjenike.

Një nga detyrat më të rëndësishme të bioteknologjisë bujqësore është mbarështimi i kafshëve transgjenike me produktivitet të përmirësuar dhe produkte cilësore, rezistencë ndaj sëmundjeve, si dhe krijimi i të ashtuquajturave kafshë - bioreaktorë - prodhues të substancave të vlefshme biologjikisht aktive.

Nga pikëpamja gjenetike, me interes të veçantë janë gjenet që kodojnë proteinat e kaskadës së hormonit të rritjes: vetë hormoni i rritjes dhe faktori çlirues i hormonit të rritjes.

Sipas L.K. Ernst, në derrat transgjenikë me gjenin e faktorit çlirues të hormonit të rritjes, trashësia e yndyrës ishte 24.3% më e ulët se kontrolli. U vunë re ndryshime të rëndësishme në nivelet e lipideve në muskulin longissimus dorsi. Kështu, përmbajtja e lipideve totale në këtë muskul në derrat transgjenik ishte 25,4% më pak, fosfolipidet - 32,2%, kolesteroli - 27,7%.

Kështu, derrat transgjenikë karakterizohen nga një nivel i rritur i frenimit të lipogjenezës, i cili është me interes të padyshimtë për praktikën e mbarështimit në mbarështimin e derrit.

Është shumë e rëndësishme të përdoren kafshët transgjenike në mjekësi dhe veterinari për të marrë komponime biologjikisht aktive duke përfshirë gjenet në qelizat e trupit që i bëjnë ato të sintetizojnë proteina të reja.

Rëndësia praktike dhe perspektivat e inxhinierisë gjenetike

Mikrobiologjia industriale është një degë e zhvilluar e industrisë që përcakton në masë të madhe fytyrën aktuale të bioteknologjisë. Dhe prodhimi i pothuajse çdo droge, lënde të parë ose substancë në këtë industri tani në një mënyrë ose në një tjetër lidhet me inxhinierinë gjenetike. Fakti është se inxhinieria gjenetike bën të mundur krijimin e mikroorganizmave që janë superprodhues të një produkti të caktuar. Me ndërhyrjen e saj, kjo ndodh më shpejt dhe në mënyrë më efikase sesa përmes përzgjedhjes tradicionale dhe gjenetikës: si rezultat, kursehen kohë dhe para. Duke pasur një mikroorganizëm super-prodhues, ju mund të merrni më shumë produkte duke përdorur të njëjtat pajisje pa zgjeruar prodhimin, pa investime kapitale shtesë. Përveç kësaj, mikroorganizmat rriten një mijë herë më shpejt se bimët ose kafshët.

Për shembull, me ndihmën e inxhinierisë gjenetike është e mundur të përftohet një mikroorganizëm që sintetizon vitaminën B2 (riboflavin), e përdorur si një shtesë ushqimore në dietat e kafshëve. Prodhimi i tij duke përdorur këtë metodë është i barabartë me ndërtimin e 4-5 fabrikave të reja për të prodhuar ilaçin duke përdorur sintezën kimike konvencionale.

Mundësi veçanërisht të gjera lindin për inxhinierinë gjenetike në prodhimin e enzimave-proteinave - produkte të drejtpërdrejta të punës së gjeneve. Ju mund të rrisni prodhimin e një enzime nga një qelizë ose duke futur disa gjene për këtë enzimë në të, ose duke përmirësuar funksionimin e tyre duke instaluar një promotor më të fortë përpara tyre. Kështu, prodhimi i enzimës ?-amilaza në qelizë u rrit 200 herë, dhe ligaza - 500 herë.

Në industrinë mikrobiologjike, proteinat e ushqimit zakonisht merren nga hidrokarburet e naftës dhe gazit dhe mbetjet e drurit. 1 ton maja ushqimore jep 35 mijë copë vezë shtesë dhe 1,5 ton mish pule. Vendi ynë prodhon më shumë se 1 milion ton maja ushqimore në vit. Është planifikuar përdorimi i fermentuesve me kapacitet deri në 100 tonë/ditë. Detyra e inxhinierisë gjenetike në këtë fushë është të përmirësojë përbërjen aminoacide të proteinës së ushqimit dhe vlerën e saj ushqyese duke futur gjenet përkatëse në maja. Po punohet gjithashtu për përmirësimin e cilësisë së majave për industrinë e birrës.

Inxhinieria gjenetike lidhet me shpresat për zgjerimin e gamës së plehrave mikrobiologjike dhe produkteve për mbrojtjen e bimëve dhe rritjen e prodhimit të metanit nga mbetjet shtëpiake dhe bujqësore. Duke riprodhuar mikroorganizma që dekompozojnë në mënyrë më efektive substanca të ndryshme të dëmshme në ujë dhe tokë, efektiviteti i luftimit të ndotjes së mjedisit mund të rritet ndjeshëm.

Rritja e popullsisë në Tokë, si dekada më parë, po kalon rritjen e prodhimit bujqësor. Pasoja e kësaj është kequshqyerja kronike, apo edhe thjesht uria në mesin e qindra miliona njerëzve. Prodhimi i plehrave, mekanizimi, përzgjedhja tradicionale e kafshëve dhe bimëve - e gjithë kjo formoi bazën e të ashtuquajturit "revolucion i gjelbër", i cili nuk e justifikoi plotësisht veten. Aktualisht po kërkohen mënyra të tjera jo tradicionale për të rritur efikasitetin e prodhimit bujqësor. Shpresa të mëdha në këtë çështje vendosen në inxhinierinë gjenetike të bimëve. Vetëm me ndihmën e saj mund të jetë e mundur të zgjerohen rrënjësisht kufijtë e ndryshueshmërisë së një bime drejt çdo vetie të dobishme, duke transferuar tek ajo gjene nga bimë të tjera (ndoshta të palidhura) dhe madje edhe gjene nga një kafshë ose baktere. Me ndihmën e inxhinierisë gjenetike, është e mundur të përcaktohet prania e viruseve në bimët bujqësore, të parashikohen rendimentet e të korrave dhe të merren bimë që mund t'i rezistojnë faktorëve të ndryshëm të pafavorshëm mjedisor. Kjo përfshin rezistencën ndaj herbicideve (mjeteve të kontrollit të barërave të këqija), insekticideve (mjeteve për të luftuar kundër dëmtuesve të insekteve), rezistencës së bimëve ndaj thatësirës, ​​kripësisë së tokës, fiksimit të azotit atmosferik nga bimët, etj. Në një listë mjaft të gjatë të vetive që njerëzit do të donte t'u siguronte kulturave bujqësore rezistencë ndaj substancave të përdorura kundër barërave të këqija dhe insekteve të dëmshme. Fatkeqësisht, këto produkte të nevojshme gjithashtu kanë një efekt të dëmshëm në bimët e dobishme. Inxhinieria gjenetike mund të ndihmojë në mënyrë të konsiderueshme në zgjidhjen e këtyre çështjeve.

Situata është më e ndërlikuar me rritjen e rezistencës së bimëve ndaj thatësirës dhe kripës së tokës. Ka bimë të egra që i tolerojnë mirë të dyja. Duket se ju mund të merrni gjenet e tyre që përcaktojnë këto forma të rezistencës, t'i transplantoni në bimë të kultivuara - dhe problemi zgjidhet. Por disa gjene janë përgjegjës për këto tipare dhe ende nuk dihet se cilat prej tyre.

Një nga problemet më emocionuese që inxhinieria gjenetike po përpiqet të zgjidhë është fiksimi i azotit atmosferik nga bimët. Plehrat azotike janë çelësi i rendimenteve të larta, pasi bimët kanë nevojë për azot për zhvillim të plotë. Sot, bota prodhon më shumë se 50 milionë tonë plehra azotike, ndërkohë që konsumon sasi të mëdha të energjisë elektrike, naftës dhe gazit. Por vetëm gjysma e këtyre plehrave thithen nga bimët, pjesa tjetër lahet nga toka, duke helmuar mjedisin. Ka grupe bimësh (bishtajoret) që zakonisht e marrin azotin nga burime të tjera përveç tokës. Bakteret e nyjeve vendosen në rrënjët e bishtajoreve dhe thithin azotin direkt nga ajri.

Ashtu si bimët, majaja është një organizëm eukariotik dhe marrja e gjeneve të fiksimit të azotit për të punuar në to do të ishte një hap i rëndësishëm drejt qëllimit të synuar. Por ndërsa gjenet në maja nuk kanë filluar të punojnë, arsyet për këtë po studiohen intensivisht.

Falë inxhinierisë gjenetike, interesat e blegtorisë dhe mjekësisë janë të ndërthurura papritur.

Në rastin e transplantimit të gjenit të interferonit në një lopë (një ilaç që është shumë efektiv në luftën kundër gripit dhe një sërë sëmundjesh të tjera), 10 milionë njësi mund të izolohen nga 1 ml serum. interferoni. Një numër i komponimeve biologjikisht aktive mund të përftohen në mënyrë të ngjashme. Kështu, një fermë blegtorale që prodhon barna mjekësore nuk është një fenomen kaq fantastik.

Duke përdorur metodën e inxhinierisë gjenetike, u përftuan mikroorganizma që prodhojnë homoserinë, triptofan, izoleucinë dhe treonine, të cilat mungojnë në proteinat bimore që përdoren si ushqim për kafshët. Ushqimi i pabalancuar në aminoacide zvogëlon produktivitetin e tyre dhe çon në mbikonsumim të ushqimit. Kështu, prodhimi i aminoacideve është një problem i rëndësishëm ekonomik kombëtar. Një superprodhues i ri threonine e prodhon këtë aminoacid 400-700 herë më me efikasitet se mikroorganizmi origjinal

Një ton lizinë do të kursejë dhjetëra tonë drithëra ushqimore dhe 1 ton threonine do të kursejë 100 ton suplementet e treoninës përmirësojnë oreksin e lopëve dhe rrisin rendimentin e qumështit. Shtimi i një përzierjeje lizine dhe treonine për të ushqyer në një përqendrim prej vetëm 0.1% ju lejon të kurseni deri në 25% të ushqimit.

Me ndihmën e inxhinierisë gjenetike, është gjithashtu e mundur të kryhet biosinteza mutacionale e antibiotikëve. Thelbi i tij qëndron në faktin se si rezultat i ndryshimeve të synuara në gjenin e antibiotikut, rezultati nuk është një produkt i përfunduar, por një lloj produkti gjysëm i gatshëm. Duke zëvendësuar disa përbërës fiziologjikisht aktivë në të, ju mund të merrni një grup të tërë antibiotikësh të rinj. Një sërë kompanish bioteknologjike në Danimarkë dhe SPIA po prodhojnë tashmë vaksina të modifikuara gjenetikisht kundër diarresë në kafshët e fermës.

Barnat e mëposhtme tashmë janë duke u prodhuar, duke iu nënshtruar provave klinike ose janë duke u zhvilluar në mënyrë aktive: insulina, hormoni i rritjes, interferoni, faktori VIII, një numër vaksinash antivirale, enzima për të luftuar mpiksjen e gjakut (urokinaza dhe aktivizuesi i plazminogenit të indeve), proteinat e gjakut dhe sistemin imunitar të trupit. Mekanizmat gjenetikë molekularë të shfaqjes së kancerit janë duke u studiuar. Përveç kësaj, janë duke u zhvilluar metoda për diagnostikimin e sëmundjeve trashëgimore dhe mënyrat e trajtimit të tyre, e ashtuquajtura terapi gjenetike. Për shembull, diagnostifikimi i ADN-së bën të mundur zbulimin e hershëm të defekteve trashëgimore dhe lejon diagnostikimin jo vetëm të bartësve të tiparit, por edhe të bartësve latent heterozigotë në të cilët këto tipare nuk manifestohen në mënyrë fenotipike. Aktualisht, diagnostifikimi i gjeneve të mungesës së ngjitjes së leukociteve dhe mungesës së sintezës së monofosfatit të uridinës në gjedhë janë zhvilluar dhe përdoren gjerësisht.

Duhet të theksohet se të gjitha metodat e ndryshimit të trashëgimisë përmbajnë gjithashtu një element të paparashikueshmërisë. Shumë varet nga qëllimet për të cilat kryhen një hulumtim i tillë. Etika e shkencës kërkon që baza e një eksperimenti mbi transformimin e drejtuar të strukturave trashëgimore duhet të jetë një dëshirë e pakushtëzuar për të ruajtur dhe forcuar trashëgiminë trashëgimore të llojeve të dobishme të qenieve të gjalla. Gjatë projektimit të formave organike gjenetikisht të reja, qëllimi duhet të jetë përmirësimi i produktivitetit dhe rezistencës së kafshëve, bimëve dhe mikroorganizmave që janë objekte të bujqësisë. Rezultatet duhet të ndihmojnë në forcimin e lidhjeve biologjike në biosferë dhe përmirësimin e shëndetit të mjedisit të jashtëm.

Kuptimi dhe detyrat e bioteknologjisë

Kërkimi bioteknologjik zhvillon metoda për studimin e gjenomit, identifikimin e gjeneve dhe mënyrat për të transferuar materialin gjenetik. Një nga fushat kryesore të bioteknologjisë është inxhinieria gjenetike. Mikroorganizmat krijohen duke përdorur metoda të inxhinierisë gjenetike - prodhues të substancave biologjikisht aktive të nevojshme për njerëzit. Janë zhvilluar lloje të mikroorganizmave që prodhojnë aminoacide thelbësore, të cilat janë të nevojshme për të optimizuar ushqimin e kafshëve të fermës.

Detyra e krijimit të një lloji që prodhon hormonin e rritjes tek kafshët, kryesisht në bagëti, është duke u zgjidhur. Përdorimi i një hormoni të tillë në mbarështimin e bagëtive bën të mundur rritjen e shkallës së rritjes së kafshëve të reja me 10-15%, dhe qumështin e lopëve deri në 40% kur administrohet çdo ditë (ose pas 2-3 ditësh) në doza prej 44 mg, pa ndryshuar përbërjen e qumështit. Në SHBA, si rezultat i përdorimit të këtij hormoni, pritet të merret rreth 52% e rritjes totale të produktivitetit dhe të rritet rendimenti i qumështit mesatarisht në 9200 kg. Po punohet gjithashtu për futjen e gjenit të hormonit të rritjes në gjedhë (Ernst, 1989, 2004).

Në të njëjtën kohë, aminoacidi triptofan, i marrë nga bakteret e transformuara gjenetikisht, u ndalua nga prodhimi. Pacientët me sindromën eozinofili-mialgjie (EMS) u zbulua se konsumonin triptofan si një shtesë diete. Kjo sëmundje shkakton dhimbje të forta, dobësuese të muskujve dhe mund të çojë në vdekje. Ky shembull tregon nevojën për studime të plota të toksicitetit të të gjitha produkteve të marra duke përdorur metodat e inxhinierisë gjenetike.

Roli i madh i simbiozës së kafshëve më të larta me mikroorganizmat në traktin gastrointestinal është i njohur. Ata kanë filluar të zhvillojnë qasje për të kontrolluar dhe menaxhuar ekosistemin e rumenit nëpërmjet përdorimit të mikroflorës së modifikuar gjenetikisht. Kështu, përcaktohet një nga mënyrat që çon në optimizimin dhe stabilizimin e të ushqyerit, duke eliminuar mungesën e një sërë faktorësh thelbësorë të ushqyerjes për kafshët e fermës. Kjo përfundimisht do të kontribuojë në realizimin e potencialit gjenetik të kafshëve për veçoritë e produktivitetit. Me interes të veçantë është krijimi i formave të simbionteve - prodhues të aminoacideve esenciale dhe mikroorganizmave celulolitikë me aktivitet të shtuar (Ernst et al. 1989).

Metodat e bioteknologjisë përdoren gjithashtu për të studiuar makroorganizmat dhe patogjenët. Janë zbuluar dallime të qarta në sekuencat nukleotide të ADN-së të korinebaktereve tipike dhe ADN-së së mikroorganizmave korinemorfikë.

Duke përdorur metodat e biologjisë fiziko-kimike, u mor një fraksion potencialisht imunogjenik i mykobaktereve dhe vetitë e tij mbrojtëse u studiuan në eksperimente.

Struktura e gjenomit të parvovirusit të derrit është duke u studiuar. Është planifikuar të zhvillohen medikamente për diagnostikimin dhe parandalimin e sëmundjeve masive te derrat e shkaktuar nga ky virus. Po punohet për studimin e adenoviruseve të gjedheve dhe shpendëve. Është planifikuar të krijohen vaksina efektive antivirale duke përdorur inxhinierinë gjenetike.

Të gjitha teknikat tradicionale që lidhen me rritjen e produktivitetit të kafshëve (përzgjedhja dhe mbarështimi, racionalizimi i të ushqyerit, etj.) synojnë drejtpërdrejt ose tërthorazi aktivizimin e proceseve të sintezës së proteinave. Këto ndikime realizohen në nivel organizmi ose popullsie. Dihet se koeficienti i transformimit të proteinave nga ushqimi i kafshëve është relativisht i ulët. Prandaj, rritja e efikasitetit të sintezës së proteinave në blegtori është një detyrë e rëndësishme ekonomike kombëtare.

Është e rëndësishme të zgjerohen kërkimet për sintezën e proteinave ndërqelizore në kafshët e fermës dhe, mbi të gjitha, të studiohen këto procese në indet e muskujve dhe gjëndrën e qumështit. Pikërisht këtu përqendrohen proceset e sintezës së proteinave, e cila përbën më shumë se 90% të të gjithë proteinave në produktet blegtorale. Është vërtetuar se shkalla e sintezës së proteinave në kulturat qelizore është pothuajse 10 herë më e lartë se në trupin e kafshëve të fermës. Prandaj, optimizimi i proceseve të asimilimit dhe disimilimit të proteinave tek kafshët bazuar në studimin e mekanizmave të sintezës së imët ndërqelizore mund të gjejë aplikim të gjerë në praktikën e blegtorisë (Ernst, 1989, 2004).

Shumë teste të biologjisë molekulare mund të transferohen në punën e mbarështimit për një vlerësim më të saktë gjenetik dhe fenotipik të kafshëve. Gjithashtu janë planifikuar aplikime të tjera të aplikuara të të gjithë kompleksit të bioteknologjisë në praktikën e prodhimit bujqësor.

Përdorimi i metodave moderne të imunokimisë përgatitore analitike në shkencën veterinare ka bërë të mundur marrjen e imunoglobulinave të pastra imunokimikisht të klasave të ndryshme te delet dhe derrat. Për përcaktimin e saktë sasior të imunoglobulinave në lëngje të ndryshme biologjike të kafshëve u përgatitën antisera monospecifikë.

Është e mundur të prodhohen vaksina jo nga i gjithë patogjeni, por nga pjesa imunogjene e tij (vaksinat e nënnjësive). Në SHBA është krijuar një vaksinë nënnjësi kundër sëmundjes Afta Epizootike te gjedhët, kolibacilozës te viçat dhe derrat etj.

Një nga fushat e bioteknologjisë mund të jetë përdorimi i kafshëve të fermës, të modifikuara nëpërmjet manipulimeve të inxhinierisë gjenetike, si objekte të gjalla për prodhimin e preparateve biologjike të vlefshme.

Një detyrë shumë premtuese është futja në gjenomin e kafshëve të gjeneve përgjegjëse për sintezën e disa substancave (hormoneve, enzimave, antitrupave, etj.) në mënyrë që të ngopen produktet shtazore me to nëpërmjet biosintezës. Gjedhët e qumështit janë më të përshtatshmet për këtë, pasi ato janë të afta të sintetizojnë dhe nxjerrin një sasi të madhe të produkteve të sintetizuara nga trupi me qumësht.

Zigota është një objekt i favorshëm për futjen e çdo gjeni të klonuar në strukturën gjenetike të gjitarëve. Mikroinjektimi i drejtpërdrejtë i fragmenteve të ADN-së në pronukleusin mashkullor të minjve tregoi se gjenet specifike të klonuara funksionojnë normalisht, duke prodhuar proteina specifike dhe duke ndryshuar fenotipin. Injektimi i hormonit të rritjes së miut në një vezë të fekonduar miu bëri që minjtë të rriteshin më shpejt.

Mbarështuesit duke përdorur metoda tradicionale (vlerësim, përzgjedhje, përzgjedhje) kanë pasur sukses të jashtëzakonshëm në krijimin e qindra racave brenda shumë llojeve të kafshëve. Rendimenti mesatar i qumështit në disa vende ka arritur në 10.500 kg. Janë marrë kryqe pulash me prodhim të lartë vezësh, kuaj me shkathtësi të lartë etj. Këto metoda në shumë raste kanë bërë të mundur afrimin e një pllaje biologjike. Megjithatë, problemi i rritjes së rezistencës së kafshëve ndaj sëmundjeve, efikasitetit të konvertimit të ushqimit, përbërjes optimale të proteinave të qumështit, etj., është larg zgjidhjes. Përdorimi i teknologjisë transgjenike mund të rrisë ndjeshëm mundësinë e përmirësimit të kafshëve.

Aktualisht, po prodhohen gjithnjë e më shumë ushqime të modifikuara gjenetikisht dhe shtesa ushqimore. Por ka ende diskutime për ndikimin e tyre në shëndetin e njeriut. Disa shkencëtarë besojnë se veprimi i një gjeni të huaj në një mjedis të ri gjenotipik është i paparashikueshëm. Ushqimet e modifikuara gjenetikisht nuk janë gjithmonë të hulumtuara tërësisht.

Varietetet e misrit dhe të pambukut janë marrë me gjenin Baccillust huringensis (Bt), i cili kodon një proteinë që është një toksinë për insektet e dëmtuesve të këtyre kulturave. Është marrë fara transgjenike, në të cilën është ndryshuar përbërja e vajit, që përmban deri në 45% acid yndyror laurik 12 anëtarësh. Përdoret në prodhimin e shampove, kozmetikës dhe pluhurave larës.

Janë krijuar bimë orizi në endospermën e të cilave është rritur përmbajtja e provitaminës A, bimët transgjenike të duhanit, në të cilat niveli i nikotinës është dhjetëra herë më i ulët. Në vitin 2004, 81 milionë hektarë ishin zënë nga kulturat transgjenike, ndërsa në vitin 1996 ato u mbollën në një sipërfaqe prej 1.7 milionë hektarësh.

Suksese të dukshme janë arritur në përdorimin e bimëve për prodhimin e proteinave njerëzore: patate - laktoferinë, oriz - ?1-antitriapsinë dhe ? -interferon, duhan - eritropoietin. Në vitin 1989, A. Hiaggg dhe bashkëautorët krijuan duhan transgjenik që prodhon antitrupa monoklonale Ig G1. Po punohet për krijimin e bimëve transgjenike që mund të përdoren si “vaksina të ngrënshme” për prodhimin e proteinave antigjenike mbrojtëse të agjentëve infektivë.

Kështu, në të ardhmen, është e mundur të transferohen në gjenomën e kafshëve të fermës gjenet që rrisin koston e ushqimit, përdorimin dhe tretjen e tij, ritmin e rritjes, prodhimin e qumështit, prerjen e leshit, rezistencën ndaj sëmundjeve, qëndrueshmërinë embrionale, pjellorinë, etj.

Përdorimi i bioteknologjisë në embriogjenetikën e kafshëve të fermës është premtues. Metodat e transplantimit të embrioneve të hershme po përdoren gjithnjë e më shumë në vend dhe po përmirësohen metodat e stimulimit të funksioneve riprodhuese të mitrës.

Sipas B. Glick dhe J. Pasternak (2002), bioteknologjia molekulare në të ardhmen do t'i lejojë njerëzit të arrijnë sukses në drejtime të ndryshme:

Diagnostifikoni, parandaloni dhe trajtoni me saktësi shumë sëmundje infektive dhe gjenetike.

Rritja e produktivitetit bujqësor duke krijuar varietete bimore që janë rezistente ndaj dëmtuesve, infeksioneve mykotike dhe virale dhe efekteve të dëmshme të faktorëve mjedisorë.

Krijoni mikroorganizma që prodhojnë komponime të ndryshme kimike, antibiotikë, polimere, enzima.

Të zhvillohen raca kafshësh shumë produktive që janë rezistente ndaj sëmundjeve me predispozitë trashëgimore dhe me ngarkesë të ulët gjenetike.

Ricikloni mbetjet që ndotin mjedisin.

A do të kenë organizmat e modifikuar gjenetikisht efekte të dëmshme për njerëzit, organizmat e tjerë të gjallë dhe mjedisin?

A do të çojë krijimi dhe përdorimi i gjerë i organizmave të modifikuar në një ulje të diversitetit gjenetik?

A kemi të drejtë të ndryshojmë natyrën gjenetike të njeriut duke përdorur metodat e inxhinierisë gjenetike?

A duhet të patentohen kafshët e modifikuara gjenetikisht?

A do të dëmtojë përdorimi i bioteknologjisë molekulare bujqësinë tradicionale?

A do të çojë dëshira për fitim maksimal në faktin që vetëm njerëzit e pasur do të përfitojnë nga përfitimet e teknologjisë molekulare?

A do të shkelen të drejtat e njeriut për privatësi kur përdoren metoda të reja diagnostikuese?

Këto dhe probleme të tjera lindin me përdorimin e gjerë të rezultateve të bioteknologjisë. Megjithatë, optimizmi midis shkencëtarëve dhe publikut po rritet vazhdimisht, kjo është arsyeja pse në raportin e vitit 1987 të Zyrës Amerikane të Vlerësimit të Teknologjive në zhvillim thuhet: “Bioteknologjia molekulare shënoi një revolucion tjetër në shkencë që mund të ndryshojë jetët dhe të ardhmen... njerëzit po aq rrënjësisht sa Revolucioni Industrial bëri dy shekuj më parë dhe revolucioni kompjuterik sot. Aftësia për të manipuluar me qëllim materialin gjenetik premton ndryshime të mëdha në jetën tonë.

konkluzioni

Bioteknologjia u ngrit në kryqëzimin e mikrobiologjisë, biokimisë dhe biofizikës, gjenetikës dhe citologjisë, kimisë bioorganike dhe biologjisë molekulare, imunologjisë dhe gjenetikës molekulare. Metodat e bioteknologjisë mund të aplikohen në nivelet e mëposhtme: molekular (manipulim i pjesëve individuale të një gjeni), gjen, kromozom, nivel plazmid, qelizor, ind, organizëm dhe popullatë.

Bioteknologjia është shkenca e përdorimit të organizmave të gjallë, proceseve biologjike dhe sistemeve në prodhim, duke përfshirë transformimin e llojeve të ndryshme të lëndëve të para në produkte.

Aktualisht ka më shumë se 3000 kompani bioteknologjike në botë. Në vitin 2004, bota prodhoi produkte bioteknologjike me vlerë më shumë se 40 miliardë dollarë.

Zhvillimi i bioteknologjisë shoqërohet me përmirësimin e teknikave të kërkimit shkencor. Instrumentet komplekse moderne kanë bërë të mundur vendosjen e strukturës së acideve nukleike, zbulimin e rëndësisë së tyre në fenomenet e trashëgimisë, deshifrimin e kodit gjenetik dhe identifikimin e fazave të biosintezës së proteinave. Pa marrë parasysh këto arritje, aktiviteti i plotë njerëzor në shumë fusha të shkencës dhe prodhimit është aktualisht i paimagjinueshëm: në biologji, mjekësi dhe bujqësi.

Zbulimi i lidhjeve midis strukturës së gjeneve dhe proteinave çoi në krijimin e gjenetikës molekulare. Imunogjenetika, e cila studion bazën gjenetike të reaksioneve imune të trupit, po zhvillohet me shpejtësi. Është identifikuar baza gjenetike e shumë sëmundjeve njerëzore ose predispozicioni ndaj tyre. Një informacion i tillë ndihmon specialistët në fushën e gjenetikës mjekësore të përcaktojnë shkakun e saktë të sëmundjes dhe të zhvillojnë masa parandaluese dhe trajtimi për njerëzit.

Bibliografi

1)A.A. Zhuchenko, Yu.L. Guzhov, V.A. Pukhalsky, "Genetika", Moskë, "KolosS" 2003

2)V.L. Petukhov, O.S. Korotkevich, S.Zh. Stambekov, "Genetika" Novosibirsk, 2007.

)A.V. Bakai, I.I. Kocsis, G.G. Skripnichenko, "Genetika", Moskë "KolosS", 2006.

)E.P. Karmanova, A.E. Bolgov, "Punëtori mbi gjenetikën", Petrozavodsk 2004

5)V.A. Pukhalsky "Hyrje në Gjenetikë", Moskë "KolosS" 2007

)E.K. Merkuryeva, Z.V. Abramova, A.V. Bakai, I.I. Kocsis, "Genetika" 1991

7)B.V. Zakharov, S.G. Mamontov, N.I. Sonin, "Biologjia e Përgjithshme" klasat 10-11, Moskë 2004.

Tutoring

Keni nevojë për ndihmë për të studiuar një temë?

Specialistët tanë do të këshillojnë ose ofrojnë shërbime tutoriale për temat që ju interesojnë.
Paraqisni aplikacionin tuaj duke treguar temën tani për të mësuar në lidhje me mundësinë e marrjes së një konsultimi.