Генетична система клітини

Генетичного система клітини включає генотип ядра і плазмотіп (квант) цитоплазми. Генетичний апарат клітини дискретний. У генотипі ядра він представлений хромосомами і генами, що входять до складу хромосом, в плазмотіпе цитоплазми - плазмогенов, які є фрагментами пластидної і мітохондріальної ДНК.

Генетичний система клітини

Одним з розділів молекулярної генетики та молекулярної біології, який наблизився до рубежу практичних застосувань є генна інженерія. Генна інженерія - це сума методів, що дозволяє переносити гени з одного організму в інший, або - це технологія спрямованого конструювання нових біологічних об'єктів (С.І. Аліханян, 1980р.). До генної інженерії прийнято відносити такі операції:

- Синтез генів поза організмом.

- Виділення з клітин окремих генів або генетичних структур (фрагментів хромосом, цілих хромосом, ядер).

- Спрямовану перебудову виділених структур.

- Перенесення і включення таких генів або генетичних структур в підлягає зміні геном.

- Експериментальне з'єднання геномів в одній клітці.

1) Отримання генетичного матеріалу.

Здійснюється шляхом його виділення з генома клітин донора, або шляхом його синтезу хімічним шляхом або за допомогою і-РНК і ферменту зворотної транскриптази (ревертази). Потрібний ген отримують шляхом вирізання його з ДНК за допомогою особливих ферментів лігаза. Такий спосіб був розроблений на плазмідної ДНК бактерій.

2) Введення генетичного матеріалу.

Здійснюється шляхом трансформації, трансдукції, кон'югації і соматичної гібридизації.

Трансформація - спосіб рекомбінації генів статевим шляхом за рахунок перенесення і включення фрагментів ДНК від донора до реципієнта (вбудовування ДНК однієї бактерії в ДНК іншого).

Трансдукція - перенесення ДНК за допомогою фага.

Кон'югація - спосіб передачі генетичної інформації у бактерій при контакті.

Гібридизація соматичних клітин призводить до злиття двох протопластів клітин і утворення ядра з диплоїдним набором хромосом. Потім гібридна клітина ділиться, і утворюються дочірні гібридні клітини з ознаками обох батьків.

3) Включення нових генів в генетичний апарат клітин.

Нові введені гени не здатні до самостійного відтворення. Тому вони спочатку вводяться до складу структури, здатної до відтворення. Вона називається вектором. Це молекула ДНК, яка здатна переносити в клітку чужий ген і забезпечувати його розмноження там. Векторами можуть бути плазміди бактерій, бактеріофаги, віруси тварин, косміди - фрагменти бактеріофагів з плазмідами.

За допомогою генної інженерії вирішено ряд проблем біології: мозаїчне будова гена, розшифровка структури гена, що кодують імуноглобуліни. В 1980р - отриманий гормон соматотропін, в 1982 інсулін методом генної інженерії, а також інтерферон, вітаміни, і інші гормони. Генна інженерія є основою біотехнології, а в медицині забезпечує виробництво вакцин, сироваток, а також діагностику генетичних аномалій людини на ранніх стадіях розвитку (генна хірургія - заміна пошкодженого гена новим), генна терапія клонування організмів.

Однак вирощування гібридів людини і химер, а також всі роботи з клонування людини, на думку більшості вчених-генетиків повинні бути заборонені.

Пересадка генів повинна проводитися для людини тільки в терапевтичних цілях, за допомогою соматичних клітин. Застосування статевих клітин для генного лікування можлива тільки при достатній доказ безпеки такого лікування у порівнянні з генною терапією соматичними клітинами.