Genetik mühendisliği yöntemleri kullanılarak elde edilen temel tarım bitkileri. Bitkilerin genetik mühendisliği

Federal Eğitim Ajansı

Federal hükümet kurumu

Daha yüksek mesleki eğitim

"Sibirya Kamu Yönetimi Akademisi"

Bölgesel Ekonomi Bölümü

Ölçek

Genetik mühendisliği: artıları ve eksileri

Tamamlanmış:

1. sınıf öğrencisi gr.08116

Zadvornova A.V.

Kıdemli okutman

Gavrilova N.G.

1972'de, farklı DNA moleküllerinin parçalarından oluşan rekombinant DNA'nın in vitro üretimini bildiren ilk yayın ortaya çıktı: viral, bakteriyel ve faj. Amerikalı bilim adamı Paul Berg ve meslektaşları tarafından yürütülen çalışma, moleküler biyolojinin yeni bir dalının, genetik (genetik) mühendisliğinin doğuşuna işaret ediyordu.

O zamandan beri bu bilimin hızlı gelişimi başladı. Ancak DNA moleküllerinin bir test tüpünde rekombinasyonuyla ilgili ilk başarılı deneylerden sonra, bunun işe yarayıp yaramayacağına dair ilk şüpheler ve korkular ortaya çıktı. Genetik mühendisliği doğaya ve insanlığa zarar verir. Temmuz 1974'te, önde gelen birkaç bilim insanı, in vitro rekombinant DNA ile yapılan çalışmalara moratoryum uygulanması önerisiyle bilim camiasına başvurdu. Şubat 1975'te Kaliforniya'daki Asilomar Konferansı'nda 140 bilim adamı bir araya geldi. Farklı ülkeler genetik mühendisliği alanında çalışmaktadır. Sonuçları kapsamlı bir şekilde inceledikten sonra Olası sonuçlar Bilim adamları, rekombinant suşlar nedeniyle potansiyel tehlikelerin düşük olduğu sonucuna vardı. doğal şartlar geçerli değildir ve kontrolsüz yayılmaları olası değildir. Moratoryumun durdurulmasına ve özel olarak geliştirilen kurallara uygun olarak araştırmaya devam edilmesine karar verildi. Bugün şunu söyleyebiliriz ki, genetik mühendisliği neredeyse çeyrek asırdır varlığını sürdürdüğü süre boyunca ne araştırmacılara ne de doğaya ya da insanlara herhangi bir zarar vermemiştir. Genetik mühendisliğinin hem organizmaların işleyiş mekanizmalarını anlamada hem de uygulamalı terimlerdeki başarıları çok etkileyici ve beklentiler gerçekten harika. Bu gerçekler sorunun alaka düzeyini belirler.

Çalışmanın amacı genetik mühendisliği ile ilgili materyalleri incelemek ve artılarını ve eksilerini formüle etmektir.

İşin hedefleri:

1. Konuyla ilgili literatürü inceleyin

2. Genetik mühendisliğinin alanlarını vurgulayın

3. Bilimin “artılarını” ve “eksilerini” formüle etmek için materyali analiz edin.

Genetik mühendisliği, moleküler biyoloji ve genetik alanında, nihai amacı laboratuvar tekniklerini kullanarak, doğada bulunmayanlar da dahil olmak üzere yeni kalıtsal özellik kombinasyonlarına sahip organizmalar elde etmek olan bir araştırma alanıdır.

Genetik mühendisliği, moleküler biyolojinin kazanımlarına ve her şeyden önce genetik kodun evrenselliğinin oluşturulmasına dayanmaktadır (tüm organizmalarda, aynı amino asitlerin yapım aşamasında olan proteinin polipeptit zincirine dahil edilmesi aynı şekilde kodlanır). DNA zincirindeki üç nükleotidin dizileri). İnsan insülini ve antiviral ilaç interferonu da dahil olmak üzere genetik mühendisliği kullanılarak bir dizi ilaç zaten elde edildi. Ve bu teknoloji halen geliştirilmekte olmasına rağmen, hem tıpta hem de tıpta muazzam ilerlemeler elde etmeyi vaat ediyor. tarım. Örneğin tıpta bu, aşı yaratmanın ve üretmenin çok umut verici bir yoludur. Bu şekilde, geleneksel genetik ve seleksiyon yöntemleriyle yetiştirilen üreticilerinden kat kat daha etkili olan birçok antibiyotik, amino asit ve vitaminin üreticileri elde edildi. Tarımda rekombinant DNA kullanılarak çeşitler elde edilebiliyor ekili bitkiler kuraklığa, soğuğa, hastalıklara, böcek zararlılarına ve herbisitlere karşı dayanıklıdır. G. ve.'nin pratik başarılarından. Bunlardan en önemlisi, biyolojik olarak aktif protein üreticilerinin (insülin, interferon, büyüme hormonu vb.) yaratılmasının yanı sıra, düşük moleküler biyolojik olarak aktif bileşiklerin oluşumuyla ilişkili metabolik bileşenleri aktive etmeye yönelik yöntemlerin geliştirilmesidir. Bu şekilde, geleneksel genetik ve seleksiyon yöntemleriyle yetiştirilen üreticilerinden kat kat daha etkili olan birçok antibiyotik, amino asit ve vitaminin üreticileri elde edildi. ben. Hepatit, influenza, herpes ve şap virüslerine karşı saf protein aşıları üretmek için yöntemler geliştirilmektedir; aşılama için, diğer proteinlerin sentezini kodlayan genlerin genomuna dahil edildiği kombine bir aşı virüsü kullanılması fikri virüsler (örneğin hepatit veya grip virüsleri) uygulanmaktadır. Böyle bir virüsle aşılama sonucunda vücut, yalnızca çiçek hastalığına karşı değil, aynı zamanda hepatit, grip veya protein sentezi yerleşik gen tarafından belirlenen virüsün neden olduğu diğer hastalıklara karşı da bağışıklık geliştirme fırsatı yakalar.

Genetik mühendisliğinin üç alanı vardır:

1. Bakteri hücrelerinin genetik dönüşümü

2. Genlerin memeli hücrelerine girişi

3. Bitkilerin genetik mühendisliği

2. ve 3. noktalara daha ayrıntılı olarak bakalım.

Hastalıkların genler kullanılarak tedavisine gen terapisi denir. Şu anda dünyada gen terapisi kullanarak tedaviye adanmış yaklaşık 400 proje var.

Tedavi için gen terapisinin kullanılması muazzam umutlar yaratıyor onkolojik hastalıklar. Bilim adamlarının uzun yıllar süren çabaları, kanserin genetik bir hastalık olduğu ve gelişiminin hücrede biriken bir dizi genetik bozukluk sonucu birçok aşamada gerçekleştiğinin anlaşılmasını sağlamıştır. Dolayısıyla bu bireysel genetik etkilerin her biri, gen terapisi yaklaşımı için hedef haline gelebilir.

Transgenik hayvanların üretimi

Eğer DNA çok hücreli bir organizmanın hücrelerine dahil edilirse, dönüşümün sonucu, yeni bir gen veya genler edinmiş olan yalnızca az sayıda hücrenin özelliklerinde bir değişiklik olacaktır. Bu nedenle, tüm organizmanın özelliklerini değiştirmek için, yeni özellikleri nesillere aktaracak olan germ hücrelerinin genomunun değiştirilmesi gerekir. Bitkilerde ve hayvanlarda büyüme hızı, hastalıklara karşı direnç, yeni dış koşullara uyum sağlama yeteneği gibi özelliklerin değiştirilmesi tavsiye edilir. Kısıtlama fragman uzunluğu polimorfizmi (AFLP), minisatellit analizi, mikrosatellit DNA analizi (SSR), hibridizasyon vb. bu durumda belirteç olarak kullanılabilir. Transgenik hayvanlar kalıtsal beyin hastalıklarını incelemek için kullanılabilir ve gergin sistem. Alzheimer hastalığı genleri (β-amiloid proteininin birikmesi karakteristik plakların oluşumuna yol açar) ve epilepsi ve beyin hastalıklarının gelişiminden sorumlu genler normal hayvanların genomuna dahil edilir; bu durumda çeşitli terapötik tekniklerin test edilebileceği transgenik hayvan modelleri elde edilir.

Transgenik hayvanlar, romatoid artrit gibi insandaki inflamatuar ve immünolojik hastalıkları incelemek için kullanılmıştır. Lipid metabolizması ile ilişkili hastalıklar modellenmiştir.

Sözde yüksek teknolojilere ait olan bitkilerin genetik mühendisliği, en büyük sayı Toplumun çeşitli çevreleri arasında anlaşmazlıklar ve tartışmalar yaşanıyor.

Günümüzde dünya nüfusunun artması ve ekilebilir arazi miktarının azalması nedeniyle bitki genetik mühendisliğinin gelişimi oldukça önemlidir. Genetik mühendisliği besin değerini artırabilir Gıda Ürünleri, bitkinin dış koşullara karşı direncini arttırmak ve çok daha fazlası. Gıda üretiminin yanı sıra, genetiği değiştirilmiş bitkilerin geniş uygulama alanları ilaç yapımı, sanayiye hammadde sağlanması vb.'dir.

Şu anda dünya çapında toplam sermayesi yüz milyar doları aşan yüzlerce ticari firma, genetiği değiştirilmiş bitkilerin üretimi ve testleriyle uğraşmaktadır. 1999 yılında İngiltere gibi bir ülkenin büyüklüğünden daha büyük olan yaklaşık 40 milyon hektarlık toplam alana transgenik bitkiler ekildi. ABD'de genetiği değiştirilmiş bitkiler (GM Mahsulleri) artık mısır ve soya fasulyesi mahsullerinin yaklaşık %50'sini ve pamuk mahsullerinin %30-40'ından fazlasını oluşturmaktadır. Bu, genetik mühendisliği tesisi biyoteknolojisinin halihazırda gıda üretimi ve diğer alanlarda önemli bir dal haline geldiğini göstermektedir. sağlıklı ürünlerönemli insan kaynakları ve finansal akışların çekilmesi. Önümüzdeki yıllarda kültür bitkilerinin transgenik formlarının kapladığı alanların daha da hızlı bir şekilde artması bekleniyor.

Transgenik bitkilerin ilk dalgası onaylandı pratik uygulama, ek direnç genleri içeriyordu (hastalıklara, herbisitlere, zararlılara, depolama sırasında bozulmaya, strese karşı).

Bitki genetik mühendisliğinin mevcut gelişim aşamasına “metabolik mühendislik” adı verilmektedir. Bu durumda görev, geleneksel yetiştirmede olduğu gibi bitkinin mevcut belirli niteliklerini geliştirmek değil, bitkiye tıpta, kimyasal üretimde ve diğer alanlarda kullanılan tamamen yeni bileşikler üretmeyi öğretmektir. Bu bileşikler, örneğin özel yağ asitleri, yüksek oranda esansiyel amino asit içeriğine sahip faydalı proteinler, değiştirilmiş polisakkaritler, yenilebilir aşılar, antikorlar, interferonlar ve diğer "tıbbi" proteinler, çevreyi kirletmeyen yeni polimerler ve çok daha fazlası olabilir. , daha fazla. Transgenik bitkilerin kullanımı, bu tür maddelerin büyük ölçekli ve ucuz üretimini mümkün kılmakta ve böylece bunların yaygın tüketim için daha erişilebilir olmasını sağlamaktadır.

Karanlıkta parlayan kediler mi? Bu bilim kurgu gibi gelebilir ama yıllardır ortalıktalar. Akrep zehri üreten lahana mı? Yapılmış. Bir dahaki sefere aşıya ihtiyacınız olduğunda doktor size sadece bir muz verebilir.

Bunlar ve genetiği değiştirilmiş diğer birçok organizma bugün mevcuttur; bunların DNA'sı değiştirilmiş ve tamamen yeni bir gen dizisi oluşturmak için diğer DNA'larla karıştırılmıştır. Bilmiyor olabilirsiniz ama genetiği değiştirilmiş bu organizmaların birçoğu yaşamın ve hatta günlük beslenmenin bir parçasıdır. Örneğin, ABD'de mısırın yaklaşık %45'i ve soya fasulyesinin %85'i genetiğiyle oynanmıştır ve market raflarındaki yiyeceklerin tahminen %70-75'i genetiği değiştirilmiş bileşenler içermektedir.

Aşağıda günümüzde var olan en tuhaf genetiği değiştirilmiş bitki ve hayvanların bir listesi bulunmaktadır.

Karanlık kedilerde parlıyor

2007'de Güney Koreli bir bilim adamı, bir kedinin DNA'sını karanlıkta parlayacak şekilde değiştirdi, sonra bu DNA'yı aldı ve ondan diğer kedileri klonlayarak koca bir tüylü, floresan kedigiller grubu yarattı. Bunu nasıl yaptığı şöyle: Araştırmacı, erkek Türk Angoralarından deri hücreleri aldı ve bir virüs kullanarak, kırmızı floresan proteini üretmek için genetik talimatlar verdi. Daha sonra genetiği değiştirilmiş çekirdekleri klonlama için yumurtalara yerleştirdi ve embriyolar, donör kedilere geri nakledildi ve onları kendi klonları için taşıyıcı anneler haline getirdi.

Peki neden gece lambası görevi gören bir evcil hayvana ihtiyacınız var? Bilim insanları, floresan proteinlere sahip hayvanların, bunları kullanarak insan genetik hastalıklarının yapay olarak incelenmesini mümkün kılacağını söylüyor.

Eko domuz

Bir eko-domuz veya eleştirmenlerin ona Frankenspig dediği gibi, fosforu daha iyi sindirmek ve işlemek için genetiği değiştirilmiş bir domuzdur. Domuz gübresi fosforun fitat formu açısından zengindir, dolayısıyla çiftçiler bunu gübre olarak kullandığında, kimyasal su havzalarına karışıyor ve alg çoğalmasına neden oluyor, bu da sudaki oksijeni yok ediyor ve sudaki yaşamı öldürüyor.

Kirlilik ile mücadele eden bitkiler

Washington Üniversitesi'ndeki bilim insanları, kök sistemleri aracılığıyla içerdikleri kirleticileri emerek kirlenmiş alanları temizleyebilen kavak ağaçları geliştirmek için çalışıyor. yeraltı suyu. Bitkiler daha sonra kirleticileri zararsız yan ürünlere ayırır ve bunlar kökler, gövde ve yapraklar tarafından emilir veya havaya salınır.

Laboratuvar testlerinde, transgenik bitkiler sıvı bir çözeltiden trikloretilenin %91'ini uzaklaştırıyor. kimyasal madde en yaygın yeraltı suyu kirleticisidir.

Zehirli lahana

Bilim insanları yakın zamanda akrebin kuyruğundaki zehirden sorumlu geni izole etti ve onu lahanaya sokmanın yollarını aramaya başladı. Zehirli lahana neden gereklidir? Tırtılların mahsulü bozmasını önlerken pestisit kullanımını azaltmak. Genetiği değiştirilmiş bu bitki, yaprakları ısırdıktan sonra tırtılları öldüren bir zehir üretecek, ancak toksin insanlara zararsız olacak şekilde değiştirildi.

Keçiler ağ örüyor

Güçlü ve esnek örümcek ipeği, doğanın en değerli malzemelerinden biridir ve ticari miktarlarda üretilebilirse, insan yapımı elyaflardan paraşüt iplerine kadar çeşitli ürünlerin yapımında kullanılabilir. 2000 yılında Nexia Biotechnologies bir çözüm bulduğunu söyledi: keçilerin sütlerinde örümcek ağı proteini üretmesi.

Araştırmacılar, örümcek ağı iskele genini keçinin DNA'sına yerleştirdiler, böylece hayvan, örümcek ağı proteinini yalnızca sütünde üretebilecekti. Bu "ipek sütü" daha sonra "Biosteel" adı verilen bir örümcek ağı malzemesi üretmek için kullanılabilir.

Hızlı büyüyen somon

AquaBounty'nin genetiği değiştirilmiş somonu normal somondan iki kat daha hızlı büyüyor. Fotoğrafta aynı yaşta iki somon görülüyor. Şirket, balığın normal somonla aynı tat, doku, renk ve kokuya sahip olduğunu söylüyor; ancak yenilebilirliği konusunda hala tartışmalar var.
Genetiği değiştirilmiş Atlantik somonu, balığın büyüme hormonu üretmesine olanak tanıyan Chinook somonundan elde edilen ekstra büyüme hormonuna sahiptir. bütün sene boyunca. Bilim insanları, Amerikan yılan balığı adı verilen yılan balığı benzeri bir balıktan alınan ve hormon için anahtar görevi gören bir geni kullanarak hormonun aktivitesini sürdürmeyi başardılar.

ABD Yiyecek ve İçecek İdaresi ise ilaçlar Somon satışını onaylayan ABD hükümeti ilk kez değiştirilmiş bir hayvanın insan tüketimi için dağıtımına izin verecek. Federal düzenlemelere göre balığın genetiği değiştirilmiş olarak etiketlenmesi gerekmeyecek.

Domates Aromalı Savr

Flavr Savr domatesi, ticari olarak yetiştirilen ve insan tüketimi için lisanslanan ilk genetiği değiştirilmiş gıdaydı. Calgene, antisens genini ekleyerek domatesin olgunlaşma sürecini yavaşlatarak yumuşama ve çürüme sürecini önlerken, aynı zamanda doğal lezzetini ve rengini korumasına da olanak sağlamayı umuyordu. Sonuç olarak domateslerin taşımaya karşı çok hassas olduğu ve tamamen tatsız olduğu ortaya çıktı.

Muz aşıları

İnsanlar yakında sadece bir muzu ısırarak hepatit B ve koleraya karşı aşı olabilecekler. Araştırmacılar aşı üretmek için muz, patates, marul, havuç ve tütünü başarılı bir şekilde tasarladılar ancak muzların bu amaç için ideal olduğunu söylüyorlar.

Virüsün değiştirilmiş bir formu genç bir muz ağacına verildiğinde, genetik materyali hızla bitki hücrelerinin kalıcı bir parçası haline gelir. Ağaç büyüdükçe hücreleri viral proteinler üretir ancak virüsün bulaşıcı kısmını üretmez. İnsanlar viral proteinlerle dolu genetiği değiştirilmiş bir muz parçasını yediğinde bağışıklık sistemi hastalıkla savaşmak için antikorlar oluşturur; aynı şey normal aşıda da oluyor.

Daha az gaz çıkaran inekler

İnekler sindirim süreçlerinin bir sonucu olarak önemli miktarda metan üretirler. Ot ve saman dahil selüloz açısından zengin bir diyetin yan ürünü olan bir bakteri tarafından üretilir. Metan, karbondioksitten sonra ikinci en büyük sera gazı kirleticisidir, bu nedenle bilim adamları daha az gaz üreten bir inek yaratmak için çalışıyorlar.

Alberta Üniversitesi'ndeki tarım araştırmacıları, metan üretmekten sorumlu bir bakteri keşfettiler ve tipik bir ineğe göre %25 daha az gaz üreten bir sığır nesli yarattılar.

Genetiği değiştirilmiş ağaçlar

Ağaçların genetiği daha hızlı büyüyecek şekilde değiştirilmiştir, en iyi ahşap ve hatta biyolojik saldırıları tespit etmek için. Genetiği değiştirilmiş ağaçların savunucuları, biyoteknolojinin ormansızlaşmayı durdurmaya ve ahşap ve kağıt talebini karşılamaya yardımcı olabileceğini söylüyor. Örneğin, Avustralya okaliptüs ağaçları soğuk sıcaklıklara dayanacak şekilde değiştirildi ve tütsü çamı, ağaçlara sertliğini veren madde olan lignini daha az içerecek şekilde oluşturuldu. Hatta 2003 yılında Pentagon, biyolojik veya kimyasal bir saldırı sırasında renk değiştiren bir çam ağacının yaratıcılarını ödüllendirdi.

Ancak eleştirmenler, mühendislikle tasarlanmış ağaçların doğal çevreyi nasıl etkilediği konusunda hâlâ yeterli bilgi bulunmadığını söylüyor; diğer dezavantajların yanı sıra genleri doğal ağaçlara yayabilir veya yangın riskini artırabilir.

Tıbbi yumurtalar

İngiliz bilim insanları, yumurtalarında kanser önleyici ilaçlar üreten genetiği değiştirilmiş bir tavuk türü yarattılar. Hayvanların DNA'larına insan genleri eklenmiş ve böylece cilt kanseri ve diğer hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçlara benzer karmaşık tıbbi proteinlerin yanı sıra insan proteinleri de yumurta beyazlarına salgılanıyor.

Bu hastalıklarla savaşan yumurtaların içinde tam olarak ne var? Tavuklar iyileşebilen bir molekül olan miR24 ile yumurta bırakır malign tümörler ve artritin yanı sıra multipl skleroz için mevcut ilaçlara benzer bir antiviral ilaç olan insan interferon b-1a'yı içerir.

Aktif olarak karbon sabitleyen tesisler

İnsanlar her yıl atmosfere yaklaşık dokuz gigaton karbon katıyor ve bitkiler bunun yaklaşık beşini emiyor. Kalan karbon sera etkisine ve küresel ısınmaya katkıda bulunuyor, ancak bilim adamları bu karbon kalıntısını ayrıştırmak için genetiği değiştirilmiş bitkiler yaratmaya çalışıyor.

Karbon, bitkilerin yapraklarında, dallarında, tohumlarında ve çiçeklerinde onlarca yıl kalabildiği gibi, köklerde kalanlar da yüzyıllarca orada kalabilir. Bu şekilde araştırmacılar, karbonu yeraltında tutabilen ve depolayabilen geniş kök sistemlerine sahip biyoenerji bitkileri yaratmayı umuyorlar. Bilim insanları şu sıralar dallı otu ve miscanthus gibi çok yıllık bitkilerin büyük kök sistemleri nedeniyle genetiğini değiştirmeye çalışıyor. Bu konuda daha fazlasını okuyun

1 1972'de Paul Berg ve meslektaşları, faj, bakteriyel ve viral DNA parçalarından oluşan rekombinant (hibrit) bir DNA molekülünün in vitro (vücut dışında) üretimine ilişkin ilk çalışmayı yayınladılar. Böylece moleküler biyolojinin "genetik (genetik) mühendisliği" adı verilen yeni bir dalı doğdu. Amacı yeni genetik yapılar oluşturmak ve sonuçta yeni kalıtsal özelliklere sahip organizmalar yaratmaktır.

Aynı yıl, farklı DNA moleküllerinin parçalarından oluşan rekombinant DNA'nın in vitro üretimini bildiren ilk yayın ortaya çıktı: viral, bakteriyel ve faj. Amerikalı bilim adamı Paul Berg ve meslektaşları tarafından yürütülen çalışma, moleküler biyolojinin yeni bir dalı olan genetik (genetik) mühendisliğinin doğuşuna işaret ediyordu.

A.A. Baev, ülkemizde genetik mühendisliğinin vaadine inanan ve bu alanda araştırmalara öncülük eden ilk bilim insanıydı. Genetik (genetik) mühendisliği, tanımı gereği, işlevsel olarak aktif genetik yapıların (rekombinant DNA) in vitro inşası veya yapay genetik programların oluşturulmasıdır. Genetik mühendisliği, genetik aparatın işleyiş mekanizmalarını incelemeyi amaçlamaktadır.

İntronlar- bunlar, genin ifade edilen, yani kodlanan kısmını ekson adı verilen bölümlere ayıran DNA bölümleridir. Süreksiz genlerin varlığı olgusu ilk olarak bir adenovirüs incelenirken keşfedildi ve 1977'de fare globin geni ve meyve sineği Drosophilla melanogaster'ın ribozomal genleri incelenirken doğrulandı. Bir gen epeyce intron içerebilir.

Transkripsiyon sırasında RNA polimeraz tüm genin bir kopyasını oluşturur. Daha sonra özel birleştirme enzimleri transkripti "birleştirir" (birleştirir), intronları keser ve eksonları birbirine "yapıştırır". Sonuç olarak olgun fakat yine de değiştirilmiş bir mRNA oluşur.

Şekil 13. Transkripsiyon sırasındaki genom segmenti

Ökaryotlarda, insanlar da dahil olmak üzere, başka yöntemler kullanılarak yapılamayan bir işlem. Aynı zamanda genetik mühendisliği, birçoğu halihazırda çözülmüş olan kapsamlı pratik problemler de ortaya çıkarmaktadır. Her şeyden önce bu, bakteriyel sentez yoluyla insülin, interferon gibi bir dizi ilacın üretilmesidir. En önemli başarı teşhis ilaçlarının yaratılmasıdır. Sözde transgenik bitkilerin üretimi, aşırı etkilere ve bulaşıcı hastalıklara dayanıklı mahsullerin yaratılmasında mahsul üretimi için temelde yeni fırsatlar yaratıyor. Bu, genetik mühendisliğinin pratik başarılarının tam listesi değildir.

DNA moleküllerinin bir test tüpünde rekombinasyonuyla ilgili ilk başarılı deneylerin ardından, genetik mühendisliğinin doğaya ve insanlığa zarar verip vermeyeceği konusunda ilk şüpheler ve korkular ortaya çıktı. Temmuz 1974'te, önde gelen birkaç bilim insanı, in vitro rekombinant DNA ile yapılan çalışmalara moratoryum uygulanması önerisiyle bilim camiasına başvurdu. Şubat 1975'te genetik mühendisliği alanında çalışan farklı ülkelerden 140 bilim insanı Kaliforniya'daki Asilomar Konferansı'nda bir araya geldi. Sonuçları ve olası sonuçları kapsamlı bir şekilde inceleyen bilim adamları, rekombinant türlerin doğal koşullar altında yaşaması mümkün olmadığından ve kontrolsüz yayılmalarının olası olmadığı için potansiyel tehlikelerin düşük olduğu sonucuna vardılar. karar verildi

moratoryumu iptal edin ve özel olarak geliştirilen kurallara uygun olarak araştırmaya devam edin. Bugün şunu söyleyebiliriz ki, genetik mühendisliği neredeyse çeyrek asırdır varlığını sürdürdüğü süre boyunca ne araştırmacılara ne de doğaya ya da insanlara herhangi bir zarar vermemiştir. Genetik mühendisliğinin hem organizmaların işleyiş mekanizmalarını anlamada hem de uygulamalı terimlerdeki başarıları çok etkileyici ve beklentiler gerçekten harika.

Moleküler biyoloji, 1953 yılında James Watson ve Francis Crick'in DNA'nın ünlü çift sarmalını keşfetmeleri ve sentezi için bir kalıp mekanizma öne sürmeleriyle bağımsız bir bilim olarak ortaya çıktı.

Bu mekanizmaya uygun olarak, DNA çift sarmalı replikasyon sırasında bölünür ve her iplikçik, birincil yapısında matrisin ayna görüntüsü olan yavru ipliğin sentezi için bir şablon görevi görür (Şekil 14). Bu tür şablon sentezinin bir sonucu olarak, her biri yavru hücrelere aktarılan, tamamen aynı iki çift sarmallı DNA molekülü oluşur. İkincisi, genetik programın tamamını ana hücreden alır. RNA sentezi aynı şablon mekanizması kullanılarak gerçekleştirilir, yalnızca DNA matrisini tamamlayıcı olan tek zincirli zincir formunda RNA sentezlenir.

Şekil 14. DNA transkripsiyonu

Bu işleme transkripsiyon denir. Ve bir RNA matrisi (m-RNA) üzerindeki protein sentezi süreci ribozomlarda meydana gelir ve proteinin yapısı m-RNA'nın yapısına karşılık gelir. Bu çok karmaşık bir süreçtir, buna çeviri denir (Şekil 14) ve transfer RNA'sı (tRNA) buna dahil olur. Amino asitleri ribozoma iletir ve m-RNA dilini protein diline uyarlar. Böylece kalıp DNA sentezi süreci, kalıtsal bilginin ana hücreden yavru hücreye transferini belirler. Şablon RNA sentezi sürecinde, bilgi (belirli bir proteinin genetik kodu) DNA'dan m-RNA'ya aktarılır ve m-RNA, bilgiyi belirli bir protein yapısı biçiminde uygulandığı ribozoma aktarır. .

Cinsel süreç sırasında çaprazlanan iki kişiden gelen iki kromozom (DNA molekülü) arasında bölüm değişimi meydana gelebilir. Bu işleme rekombinasyon denir ve bir hücrede çoğunlukla yalnızca homolog kromozomlar arasında meydana gelebilir, çünkü yapı olarak tamamlayıcı olan DNA molekülleri birbirine çekilir ve genetik belirleyicileri değiştirir, bu da yapısal elemanları içeren bir yavru kromozomun oluşmasıyla sonuçlanır. iki ebeveyn kromozomu. Yakın zamanda keşfedilen homolog olmayan rekombinasyon süreci, yalnızca etkileşen DNA moleküllerinden birinin özel DNA kesici enzimleri kodlayan genler içermesi durumunda meydana gelir.

Şekil 15. Kromozomal materyalin organizasyon şeması

Genetik mühendisliğinin ortaya çıkışını önceden belirleyen bir sonraki önemli keşif, bakteri hücrelerinde kromozom dışı küçük dairesel DNA moleküllerinin keşfiydi. Bu minikromozomlar ilk olarak 50'li yılların başında keşfedildi ve plazmit olarak adlandırıldı. Plazmidler kromozomdan bağımsız olarak çoğalma yeteneğine sahiptirler; bu nedenle plazmitler hücrede birkaç kopya halinde bulunur. Plazmitler genetik belirleyicilerine göre farklılık gösterir. Plazmitlerin küçük boyutlarından dolayı hücreden hasarsız, doğal bir durumda izole edilebilmesi çok önemlidir.

1970 yılında Amerikalı Kelly ve Smith ve çalışma arkadaşları, DNA'nın kesin olarak tanımlanmış yerlerde hidrolizine ve yapışkan uçların oluşumuna neden olan ilk kısıtlama enzimini izole ettiler. Bu tür kısıtlama enzimlerinin varlığı, 60'lı yılların sonlarında İsviçreli Lynn ve Arber'in deneylerinde kanıtlandı. Şu anda bu tür birçok enzim tanımlanmış ve genetik mühendisliğinde kullanılmaktadır.

Böylece 70'li yılların başında nükleik asitlerin ve proteinlerin canlı bir organizmadaki işleyişinin temel prensipleri formüle edildi ve genetik mühendisliğinin teorik ön koşulları oluşturuldu.

2 Daha önce belirtildiği gibi, vücutta (in vivo) rekombinasyon süreci çoğu durumda homolog DNA molekülleri arasında mümkündür. Bununla birlikte, DNA moleküllerinin in vitro çekiminin ve etkileşiminin (melezleşmesinin), moleküllerin uçlarında dört veya daha fazla nükleotidden oluşan küçük tamamlayıcı tek sarmallı bölgelere sahip olmaları durumunda mümkün olduğu ortaya çıktı (on iki nükleotidli yapışkan uçlar şu anda tarif edilmektedir). Bu tür tamamlayıcı tek iplikli dizilere yapışkan uçlar adı verilir, çünkü iki DNA molekülü bu uçlarda birleşebilir (birbirine yapışabilir). Dolayısıyla aynı yapışkan uçlara sahip çeşitli DNA moleküllerini bir test tüpüne koyarsanız, tüm yapıları çok farklı olsa bile rekombinasyon meydana gelecektir.

Aynı yapışkan uçlara sahip heterojen DNA moleküllerini nasıl elde edebiliriz? Bunun için, DNA moleküllerini aynı (tamamlayıcı) yapışkan uçlar oluşturacak şekilde "kesebilen" kısıtlama enzimleri kullanılır. Bu tür kesilmeler, tekrarlanan nükleotid dizilerini özel bir şekilde taşıyan bölgelerde meydana gelir. Kısıtlama enzimleri bu dizileri tanır ve DNA'yı tekrar eden noktalardan keser: Bunun sonucunda bir molekülün tek sarmallı ucu, diğer molekülün ucuna tamamlayıcı (yapışkan) hale gelir.

Artık in vitro olarak elde edilen gen yapılarının çalışabilmesi için bunların uygun bir bakteri hücresine aktarılması gerekiyor. Plazmidlerin işe yaradığı yer burasıdır. Genetik mühendisliğinde bunlara denir vektörler(klonlanmış geni hücreye taşıyan arabalar). Bunu yapmak için, genlerin uçlarına tamamlayıcı tek iplikçik uçlar elde etmek için plazmidler de kısıtlama enzimleriyle kesilir, gen ve plazmidin hibridizasyonu bir test tüpünde gerçekleştirilir ve ardından rekombinant plazmit (kimerik olarak da adlandırılır) hücreye tanıtıldı. Genetik mühendisliğinde kullanılan plazmitlerin çok önemli bir özelliği vardır: İşaretleyici gen olarak adlandırılan bir gen içerirler; örneğin, bir hücreye belirli bir antibiyotiğe karşı direnç kazandıran bir gen. Bu sayede rekombinant plazmit taşıyan hücreler, böyle bir plazmide sahip olmayan hücrelerden kolaylıkla ayrılabilir. Bunu yapmak için, bakteriler, üzerinde yalnızca plazmitli hücrelerin büyüyeceği, rekombinant hücreler olarak adlandırılan antibiyotikli bir ortama ekilir ve rekombinant hücreler birinin yavruları olduğundan, bunların seçilmesine yönelik prosedüre moleküler klonlama denir. DNA molekülü.

Rekombinant hücrelerde yabancı gen taşıyan kimerik bir plazmit çalışmaya başlar, yani hücreye giren yeni genin replikasyon, transkripsiyon ve translasyon işlemleri gerçekleşir ve bu genin hiçbir zaman oluşamayan ürünü sentezlenir. doğal hücrelerde. Böylece, yalnızca in vitro rekombinasyon gerçekleştirilir ve kimerik plazmid ile yapılan diğer tüm dönüşümler, hücrede kendi genleriyle aynı şekilde meydana gelir. Yani artık herhangi bir organizmadan elde edilen genin bakteri hücresine yerleştirilmesi ve yabancı genin orada çalışmaya zorlanması mümkün.

Dolayısıyla genetik mühendisliğindeki ana prosedürler aşağıdaki gibidir (Şekil 16):

1) DNA vektörü ve DNA geninin in vitro rekombinasyonu;

2) rekombinant plazmitin hücreye sokulması;

3) moleküler klonlama.

Şekil 16. Şematik diyagram genetik mühendisliği manipülasyonu

sırasında gerçekleştirilen ek işlerin listesi büyük yenileme binalar ve tesisler

1. Binaların denetimi (konut stokunun kapsamlı bir araştırması dahil) ve tasarım tahminlerinin hazırlanması (onarım işi süresine bakılmaksızın).

2. Binanın temel teknik ve ekonomik göstergelerinde bir değişikliğe neden olmayacak şekilde dairelerin yeniden geliştirilmesi, hizmetlerin miktar ve kalitesinde artış, apartman dairelerinde, mutfaklarda ve sıhhi tesislerde ekipman; çamaşır odaları nedeniyle yaşam alanının genişletilmesi; konut binalarının yalıtımının iyileştirilmesi; gerekirse merdivenler, sıhhi tesisler veya mutfaklar için yerleşik veya bitişik binaların yanı sıra balkonlar, sundurmalar ve cumbalı pencereler kurularak karanlık mutfakların ve mutfaklar aracılığıyla dairelere girişlerin ortadan kaldırılması; kazan daireleri, ısı boru hatları ve ısıtma noktalarının montajı ile soba ısıtmasının merkezi ısıtma ile değiştirilmesi; gaz veya kömür yakmaya yönelik fırınların yenilenmesi; girişten bağlantı noktasına kadar 150 mm'ye kadar bir mesafede mevcut ana ağlara bağlantısı olan soğuk ve sıcak su temini, kanalizasyon, gaz besleme sistemleri olan ekipmanlar; gaz kanalları, su pompaları, kazan dairelerinin montajı; bunun yerine elektrikli ev sobalarının kurulumu gaz sobaları veya mutfak ocakları; üst kat sahanlığı 14 m ve üzeri olan konutlarda asansör, çöp şutu, pnömatik çöp toplama sistemlerinin montajı; mevcut güç kaynağı ağının daha yüksek gerilime aktarılması; toplu kullanıma yönelik televizyon ve radyo antenlerinin kurulumu, telefon ve radyo yayın ağlarına bağlantı; dahili telefonların kurulumu, elektrikli kilitler; otomatik yangından korunma ve duman giderme sistemlerinin kurulumu; Isıtma kazan dairelerinin, ısıtma ağlarının, ısıtma noktalarının otomasyonu ve sevkıyatı ve mühendislik ekipmanları Konut inşaatları; avlu alanlarının iyileştirilmesi (kaldırım, asfaltlama, çevre düzenlemesi, çit montajı, ahşap barakalar); çocuk, spor (stadyumlar hariç) ve kullanım alanlarına yönelik ekipmanlar; acil durum evlerinin sökülmesi; çatı yapısının değiştirilmesi; konut ve konut dışı binaların çatı katlarının kullanım amaçlı ekipmanı.

3. Toplumsal ve sosyo-kültürel amaçlı binalarda mevcut teknolojik ekipmanların değiştirilmesi ve yenilerinin kurulması.

4. Binaların yalıtımı ve gürültüden korunması.

5. Blok içi mühendislik ağlarının yıpranmış elemanlarının değiştirilmesi.

6. Binalardaki yerleşik binaların onarımı.

7. Tasarım ve tahmin dokümanlarının incelenmesi.

9. Teknik denetim.

10. Devlet koruması altındaki anıt eserlerin onarım ve restorasyon çalışmalarının yapılması.

Genetik mühendisliği, belirli kalıtsal özelliklere sahip organizmalar oluşturmak için moleküler genetik ve moleküler biyolojinin temelleri ve yöntemleri hakkındaki bilgiyi kullanma sanatı olarak yorumlanabilir.

İn vivo veya in vitro yöntemlerin kullanıldığı genetik mühendisliği, bir veya daha fazla (genellikle yabancı) genin alıcı hücrenin genomuna dahil edilmesi veya genomda yeni tipte düzenleyici bağlantıların yaratılması sorununu çözer. Bu gibi durumlarda alıcı organizmanın türe bağlılığı değişmez ancak olağandışı özellikler ortaya çıkar.

Bitkisel üretimde genetik mühendisliğinin alanları arasında şunlar yer almaktadır:

1. Teşhis ve seçim yöntemleri:

· virüslerden ve bakterilerden etkilenen bitkiler;

· strese ve hastalığa dayanıklı genotipler;

· farklı sitoplazmaya sahip bitkiler;

· Yüksek düzeyde homeostatikliğe sahip bitkiler.

2. İyileştirme yöntemleri:

· tahıl kalitesi;

· zararlılara karşı direnç;

3. Islah programlarının etkinliğini artırmak amacıyla moleküler genetik haritanın oluşturulması.

Bitki genetik mühendisliği başarısını öncelikle hücresel mühendisliğin tek farklılaşmış hücrelerden veya protoplastlardan tüm bitkileri yeniden üretmeye yönelik yöntemlerin geliştirilmesindeki başarılarına borçludur. Başarının ikinci bileşeni, bitkileri Agrobacterium tumefaciens'in Ti-plazmidleriyle dönüştürmek ve bunlara dayanarak bitki kromozomlarına entegre olabilen vektörler oluşturmak için doğal bir sistemin kullanılmasıydı. Bu, yabancı genlerin bitki hücrelerine aktarılmasını ve tek bir hücreden oluşturulmuş bitkiler elde edilmesini mümkün kıldı. Üreme hücreleri de dahil olmak üzere tüm hücrelerinde yabancı genlerin bulunduğu organizmalara denir. transgenik. Kazanılmış veya yeni özellikleri yavrularına aktarma özelliğine sahiptirler.

Gen manipülasyonunda başarı esas olarak Solanaceae familyasının dikotiledonlu bitkileri ile yapılan çalışmalarda elde edilmiştir ve model nesneler tütün, domates ve petunyadır.

Eksojen DNA kullanılarak bitkilerin genetik dönüşümü probleminin çözümündeki ilerleme, üç problemin çözülmesiyle ilişkilidir:

1. Uygun bir alıcı sisteminin oluşturulması;

2. Bireysel genlerin izolasyonu;

3. Vektörlerin kullanımı.

Genetik mühendisliği(genetik mühendisliği) - genleri vücuttan izole etmek, genleri manipüle etmek ve bunları diğer organizmalara dahil etmek için rekombinant ribonükleik ve deoksiribonükleik asitlerin üretilmesine yönelik teknolojiler de dahil olmak üzere bir dizi yöntem ve teknoloji.

Genetik mühendisliği modern biyoteknolojinin ayrılmaz bir parçasıdır. teorik temel moleküler biyolojidir, genetiktir. Öz yeni teknolojiönceden belirlenmiş bir programa göre, vücut dışında (in vitro) moleküler genetik sistemlerin inşasının yönlendirilmesinden ve daha sonra oluşturulan yapıların canlı bir organizmaya dahil edilmesinden oluşur. Sonuç olarak, belirli bir organizmaya ve onun yavrularına dahil edilmeleri ve aktiviteleri sağlanır. Genetik mühendisliğinin olanakları - genetik dönüşüm, yabancı genlerin ve diğer maddi kalıtım taşıyıcılarının bitki, hayvan ve mikroorganizma hücrelerine aktarılması, yeni benzersiz genetik, biyokimyasal ve genetik olarak değiştirilmiş (genetiği değiştirilmiş, transgenik) organizmaların üretimi. fizyolojik özellikleri ve özellikleri bu yönü stratejik kılar.

Metodoloji açısından bakıldığında, genetik mühendisliği temel ilkeleri (genetik, hücre teorisi, moleküler biyoloji, sistem biyolojisi), en modern post-genomik bilimlerin başarılarını (genomik, metabolomik, proteomik) birleştirir. gerçek başarılar uygulamalı alanlarda: biyotıp, tarımsal biyoteknoloji, biyoenerji, biyofarmakoloji, biyoendüstri vb.

Genetik mühendisliği (biyoteknoloji, genetik, moleküler biyoloji ve diğer bazı yaşam bilimleriyle birlikte) doğa bilimleri alanına aittir.

Tarihsel referans

Genetik mühendisliği, biyokimyanın ve moleküler genetiğin çeşitli dallarındaki birçok araştırmacının çalışmaları sayesinde ortaya çıkmıştır. 1953 yılında J. Watson ve F. Crick çift sarmallı bir DNA modeli oluşturdular, 20. yüzyılın 50'li ve 60'lı yıllarının başında genetik kodun özellikleri açıklığa kavuşturuldu ve 60'ların sonunda evrenselliği ortaya çıktı. deneysel olarak doğrulandı. Nesneleri E. coli, virüsleri ve plazmitleri olan moleküler genetikte yoğun bir gelişme yaşandı. Sağlam DNA moleküllerinin, plazmitlerin ve virüslerin yüksek derecede saflaştırılmış preparatlarının izole edilmesi için yöntemler geliştirilmiştir. Virüslerin ve plazmidlerin DNA'sı, biyolojik olarak aktif bir formda hücrelere dahil edildi ve karşılık gelen genlerin replikasyonu ve ekspresyonu sağlandı. 1970 yılında G. Smith, genetik mühendisliği amaçlarına uygun bir dizi enzimi (kısıtlama enzimleri) izole eden ilk kişi oldu. G. Smith, bakterilerden elde edilen saflaştırılmış HindII enziminin, canlı bakterilerin özelliği olan nükleik asit moleküllerini (nükleaz aktivitesi) kesme yeteneğini koruduğunu buldu. DNA kısıtlama enzimleri (DNA moleküllerini belirli parçalara ayırmak için) ve 1967'de izole edilen enzimler (DNA ligazları) (parçaları rastgele bir sırayla "bağlamak" için) kombinasyonu, haklı olarak genetik mühendisliği teknolojisindeki merkezi bağlantı olarak kabul edilebilir.

Böylece, 70'li yılların başında, nükleik asitlerin ve proteinlerin canlı bir organizmadaki işleyişinin temel prensipleri formüle edildi ve genetik mühendisliğinin teorik ön koşulları oluşturuldu.

Akademisyen A.A. Baev, ülkemizde genetik mühendisliğinin vaadine inanan ve bu alanda araştırmalara öncülük eden ilk bilim insanıydı. Genetik mühendisliği (tanımı gereği), işlevsel olarak aktif genetik yapıların (rekombinant DNA) in vitro inşa edilmesi veya başka bir deyişle yapay genetik programların oluşturulmasıdır.

Genetik mühendisliğinin amaçları ve yöntemleri

Geleneksel yetiştirmenin yaygın olduğu iyi bilinmektedir. bütün çizgi Yeni hayvan türlerinin, bitki çeşitlerinin veya pratik olarak değerli mikroorganizma ırklarının üretimini engelleyen kısıtlamalar:

1. Akraba olmayan türlerde rekombinasyonun olmaması. Türler arasında doğal rekombinasyonu zorlaştıran katı engeller vardır.
2. Vücuttaki rekombinasyon sürecinin dışarıdan kontrol edilememesi. Kromozomlar arasında homolojinin olmaması, germ hücrelerinin oluşumu sırasında bireysel bölümlere (ve genlere) yaklaşma ve bunları değiştirme konusunda yetersizliğe yol açar. Sonuç olarak, gerekli genlerin aktarılması ve farklı ebeveyn formlarından elde edilen genlerin yeni organizmada optimal kombinasyonunun sağlanması imkansız hale gelir;
3. Yavruların özelliklerini ve özelliklerini doğru bir şekilde belirleyememek, çünkü Rekombinasyon süreci istatistikseldir.

Bir organizmanın genomunun saflığını ve istikrarını koruyan doğal mekanizmaların, klasik seçilim yöntemleri kullanılarak aşılması neredeyse imkansızdır.

Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO'lar) elde etme teknolojisi, temel olarak tüm doğal ve türler arası rekombinasyon ve üreme engellerinin aşılması sorunlarını çözmektedir. Genotipin yalnızca dolaylı olarak değiştirildiği geleneksel seçilimin aksine, genetik mühendisliği, moleküler klonlama tekniğini kullanarak genetik aparata doğrudan müdahaleye izin verir. Genetik mühendisliği, yapay olarak sentezlenmiş veya alakasız organizmalara ait olsa bile herhangi bir genle çalışmanıza, bunları bir türden diğerine aktarmanıza ve bunları herhangi bir sırayla birleştirmenize olanak tanır.

Teknoloji, GDO oluşturmanın birkaç aşamasını içerir:

1. İzole edilmiş bir genin elde edilmesi.
2. Genin vücuda entegrasyonu için bir vektöre dahil edilmesi.
3. Yapıyı içeren vektörün değiştirilmiş alıcı organizmaya aktarılması.
4. Moleküler klonlama.
5. GDO'ların seçimi.

İlk aşama - hedef DNA veya RNA fragmanlarının ve düzenleyici elemanların sentezi, izolasyonu ve tanımlanması çok iyi geliştirilmiş ve otomatikleştirilmiştir. İzole edilmiş gen aynı zamanda bir faj kütüphanesinden de elde edilebilir.

İkinci aşama, düzenleyici elementlerle kombinasyon halinde bir veya daha fazla DNA fragmanı (proteinlerin amino asit dizisini kodlayan) içeren bir genetik yapının (transgen) in vitro (bir test tüpünde) oluşturulmasıdır (ikincisi, vücuttaki transgenler). Daha sonra transgenler, kısıtlama enzimleri ve ligazlar gibi genetik mühendisliği araçları kullanılarak bir klonlama vektörünün DNA'sına yerleştirilir. Kısıtlama enzimlerinin keşfi için Werner Arber, Daniel Nathans ve Hamilton Smith Nobel Ödülü'ne (1978) layık görüldü. Kural olarak, vektör olarak bakteri kökenli küçük dairesel DNA molekülleri olan plazmitler kullanılır.

Bir sonraki aşama gerçek “genetik modifikasyondur” (dönüşüm), yani. “vektör gömülü DNA” yapısının bireysel canlı hücrelere aktarılması. Hazır bir genin bitki ve hayvan hücrelerinin kalıtsal aparatına sokulması, yabancı DNA'nın (virüs veya bakteri) hücrenin genetik aparatına sokulmasının özelliklerinin incelenmesinden sonra çözülen karmaşık bir görevdir. Transfeksiyon işlemi, genetik materyalin bir hücreye sokulması için bir prensip olarak kullanıldı.

Dönüşüm başarılı olursa, etkili kopyalamanın ardından, dönüştürülmüş tek bir hücreden yapay olarak oluşturulmuş bir genetik yapıyı içeren birçok yavru hücre ortaya çıkar. Bir organizmada yeni bir özelliğin ortaya çıkmasının temeli, organizma için yeni olan proteinlerin biyosentezidir - örneğin transgen ürünleri, bitkiler - GDO'lu bitkilerde kuraklığa veya böcek zararlılarına karşı direnç.

Tek hücreli organizmalar için genetik modifikasyon süreci, rekombinant bir plazmidin yerleştirilmesi ve ardından modifiye edilmiş nesillerin (klonlar) seçilmesiyle sınırlıdır. Daha yüksek çok hücreli organizmalar için, örneğin bitkiler için, yapının kromozomların veya hücresel organellerin (kloroplastlar, mitokondri) DNA'sına dahil edilmesi ve ardından tüm bitkinin besin ortamında ayrı bir izole hücreden yenilenmesi zorunludur. Hayvanlar söz konusu olduğunda, değiştirilmiş genotipli hücreler, taşıyıcı annenin blastositlerine dahil edilir. İlk GDO'lu bitkiler 1982 yılında Köln Bitki Bilimi Enstitüsü'nden ve Monsanto şirketinden bilim insanları tarafından elde edildi.

Ana yol tarifleri

21. yüzyılın ilk on yılındaki post-genomik dönem, genetik mühendisliğinin gelişimini yeni bir düzeye taşıdı. “Bilgiye dayalı bir biyoekonomiye doğru” olarak adlandırılan Köln Protokolü, biyoekonomiyi “yaşam bilimleri bilgisinin yeni, sürdürülebilir, çevresel açıdan verimli ve rekabetçi ürünlere dönüştürülmesi” olarak tanımladı. Genetik mühendisliği yol haritası bir dizi alanı içerir: gen terapisi, biyoendüstri, hayvan kök hücrelerine dayalı teknolojiler, GDO'lu bitkiler, GDO'lu hayvanlar vb.

Genetiği değiştirilmiş bitkiler

Yabancı DNA bitkilere çeşitli yollarla sokulabilir.

Dikotiledonlu bitkiler için yatay gen aktarımını sağlayan doğal bir vektör vardır: Agrobacterium plazmitleri. Monokotlara gelince, son yıllarda bunların agrobakteriyel vektörlerle dönüştürülmesinde belirli başarılar elde edilmiş olmasına rağmen, böyle bir dönüşüm yolu hala önemli zorluklarla karşılaşmaktadır.

Agrobacteria'ya dirençli bitkileri dönüştürmek için, DNA'nın hücreye doğrudan fiziksel aktarımını sağlayan yöntemler geliştirilmiştir: mikropartiküllerle bombardıman veya balistik yöntem; elektroporasyon; polietilen glikol ile muamele; Lipozomlarda DNA transferi vb.

Bitki dokusu bir şekilde dönüştürüldükten sonra, hücre çoğalmasını destekleyen fitohormonların bulunduğu özel bir ortama in vitro olarak yerleştirilir. Ortam genellikle transgenik hücrelerin direnç kazandığı ancak kontrol hücrelerinin direnç kazandığı seçici bir madde içerir. Rejenerasyon çoğunlukla kallus aşamasından geçer, ardından doğru ortam seçimi ile organogenez (sürgün oluşumu) başlar. Oluşturulan filizler, transgenik bireylerin daha sıkı seçimi için sıklıkla aynı zamanda seçici bir madde de içeren bir köklendirme ortamına aktarılır.

İlk transgenik bitkiler (mikroorganizmalardan gen eklenmiş tütün bitkileri) 1983 yılında elde edildi. Transgenik bitkilerin (viral enfeksiyona dirençli tütün bitkileri) ilk başarılı saha denemeleri 1986 yılında ABD'de gerçekleştirildi.

Toksisite, alerjenite, mutajenite vb. için gerekli tüm testleri geçtikten sonra. İlk transgenik ürünler 1994 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde ticari olarak satışa sunuldu. Bunlar, Calgen'in gecikmeli olgunlaşan Flavr Savr domatesleri ve Monsanto'nun herbisite dayanıklı soya fasulyesiydi. Biyoteknoloji firmaları 1-2 yıl içinde genetiği değiştirilmiş geniş bir bitki yelpazesini piyasaya sürdü: domates, mısır, patates, tütün, soya fasulyesi, kolza tohumu, kabak, turp, pamuk.

Rusya Federasyonu'nda Agrobacterium tumefaciens kullanılarak bakteriyel transformasyon yoluyla transgenik patates elde etme olasılığı 1990 yılında gösterilmiştir.

Şu anda dünya çapında toplam sermayesi 100 milyar doları aşan yüzlerce ticari firma, genetiği değiştirilmiş bitkilerin üretimi ve testleriyle ilgileniyor. Genetik mühendisliği tesisi biyoteknolojisi, gıda ve diğer faydalı ürünlerin üretiminde önemli bir insan kaynağı ve finansal akış çeken önemli bir sektör haline geldi.

Rusya'da akademisyen K.G. Skryabin (Biyomühendislik Merkezi, Rusya Bilimler Akademisi), Colorado patates böceğine dayanıklı GDO'lu patates çeşitleri Elizaveta Plus ve Lugovskoy Plus elde edildi ve karakterize edildi. Tüketici Haklarının Korunması ve İnsan Refahı Alanında Federal Gözetim Servisi tarafından yapılan incelemenin sonuçlarına dayanarak, Rusya Tıp Bilimleri Akademisi Devlet Beslenme Araştırma Enstitüsü'nün uzman görüşüne dayanarak, bu çeşitler devlet kaydını geçmiş, devlet siciline girmiş ve Rusya Federasyonu'nda ithalat, üretim ve dolaşıma izin verilmiştir.

Bu GD patates çeşitleri, genomunda ürünün %100 korunmasını belirleyen entegre bir genin varlığı nedeniyle geleneksel olanlardan temel olarak farklıdır. Colorado patates böceği hiçbir kimyasal madde kullanmadan.

Pratik kullanım için onaylanan ilk transgenik bitki dalgası, direnç için ek genler içeriyordu (hastalıklara, herbisitlere, zararlılara, depolama sırasında bozulmaya, strese karşı).

Bitkilerin genetik mühendisliğinin mevcut gelişim aşamasına “metabolik mühendislik” denir. Bu durumda görev, geleneksel yetiştirmede olduğu gibi bitkinin mevcut belirli niteliklerini geliştirmek değil, bitkiye tıpta, kimyasal üretimde ve diğer alanlarda kullanılan tamamen yeni bileşikler üretmeyi öğretmektir. Bu bileşikler, örneğin özel yağ asitleri, yüksek oranda esansiyel amino asit içeriğine sahip faydalı proteinler, değiştirilmiş polisakkaritler, yenilebilir aşılar, antikorlar, interferonlar ve diğer "tıbbi" proteinler, çevreyi kirletmeyen yeni polimerler ve çok daha fazlası olabilir. , daha fazla. Transgenik bitkilerin kullanımı, bu tür maddelerin büyük ölçekli ve ucuz üretimini mümkün kılmakta ve böylece bunların yaygın tüketim için daha erişilebilir olmasını sağlamaktadır.

Genetiği değiştirilmiş hayvanlar

Hayvan hücreleri, yabancı DNA'yı absorbe etme yetenekleri bakımından bakteri hücrelerinden önemli ölçüde farklılık gösterir; dolayısıyla memelilerin, sineklerin ve balıkların embriyonik hücrelerine genlerin yerleştirilmesine yönelik yöntem ve yöntemler, genetik mühendislerinin ilgi odağı olmaya devam etmektedir.

Genetiği üzerinde en çok çalışılan memeli faredir. İlk başarı, D. Gordon ve meslektaşlarının yabancı DNA'yı fare genomuna sokma ve entegre etme olasılığını gösterdiği 1980 yılına kadar uzanıyor. Entegrasyon stabildi ve yavrularda devam etti. Transformasyon, klonlanmış genlerin, tek hücreli aşamada (zigot) yeni bir embriyonun bir veya her iki pronükleusuna (çekirdek) mikro enjekte edilmesiyle gerçekleştirilir. Spermin getirdiği erkek pronükleus, boyutu daha büyük olduğundan daha sık seçilir. Enjeksiyondan sonra yumurta, hemen evlat edinen annenin yumurta kanalına implante edilir veya kültürde blastosist aşamasına kadar gelişmesine izin verilir ve ardından rahme implante edilir.

Böylece insan interferon ve insülin genleri, tavşan β-globin geni, herpes simpleks virüsü timidin kinaz geni ve murin lösemi virüsü cDNA'sı enjekte edildi. Enjeksiyon başına uygulanan molekül sayısı 100 ila 300.000 arasında değişir ve boyutları 5 ila 50 kb arasında değişir. Genellikle yumurtaların %10-30'u hayatta kalır ve dönüştürülmüş yumurtalardan doğan farelerin oranı birkaç ila %40 arasında değişir. Yani gerçek verimlilik yaklaşık %10'dur.

Bu yöntem genetiği değiştirilmiş sıçanlar, tavşanlar, koyunlar, domuzlar, keçiler, buzağılar ve diğer memelilerin üretilmesinde kullanılmıştır. Ülkemizde somatotropin genini taşıyan domuzlar elde edilmiştir. Büyüme oranları normal hayvanlardan farklı değildi ancak metabolizmadaki değişiklik yağ içeriğini etkiledi. Bu tür hayvanlarda lipogenez süreçleri inhibe edildi ve protein sentezi aktive edildi. İnsülin benzeri faktör genlerinin eklenmesi de metabolizmada değişikliklere yol açtı. GDO'lu domuzlar, hormonun biyokimyasal dönüşüm zincirini incelemek için yaratıldı ve yan etki bağışıklık sistemini güçlendirdi.

En güçlü protein sentezleme sistemi meme bezi hücrelerinde bulunur. Yabancı proteinlerin genlerini kazein promoterinin kontrolü altına alırsanız, bu genlerin ekspresyonu güçlü ve stabil olacak ve protein sütte birikecektir. Hayvan biyoreaktörlerinin (transgenik inekler) yardımıyla, insan proteini laktoferrin içeren süt zaten üretildi. Bu proteinin, immün direnci düşük kişilerde, AIDS hastalarında, prematüre bebeklerde, radyoterapi görmüş kanser hastalarında gastroenterolojik hastalıkların önlenmesi amacıyla kullanılması planlanıyor.

Transgenozun önemli bir alanı hastalığa dirençli hayvanların üretilmesidir. Koruyucu proteinlerle ilişkili interferon geni çeşitli hayvanlara yerleştirildi. Transgenik fareler direnç kazandı; hastalanmadılar veya çok az hastalandılar, ancak domuzlarda böyle bir etki bulunamadı.

Bilimsel araştırmalarda uygulama

Gen nakavt, bir veya daha fazlasını ortadan kaldırmak için kullanılan bir tekniktir. Daha Gen fonksiyonlarını incelemeyi mümkün kılan genler. Nakavt fareler üretmek için, ortaya çıkan genetik olarak tasarlanmış yapı, embriyonik kök hücrelere dahil edilir; burada yapı, somatik rekombinasyona uğrar ve normal genin yerini alır ve değiştirilmiş hücreler, taşıyıcı annenin blastosistlerine implante edilir. Benzer şekilde bitkilerde ve mikroorganizmalarda nakavt elde edilir.

Yapay ifade, daha önce sahip olmadığı bir genin, aynı zamanda gen fonksiyonunun incelenmesi amacıyla vücuda eklenmesidir. Gen Ürünü Görselleştirme – Bir gen ürününün yerini incelemek için kullanılır. Normal bir genin, bir haberci öğeye (örneğin yeşil floresan protein geni) kaynaştırılmış tasarlanmış bir genle değiştirilmesi, genetik modifikasyon ürününün görselleştirilmesini sağlar.

İfade mekanizmasının incelenmesi. Kodlama bölgesinin (promotör) önünde yer alan ve transkripsiyon faktörlerini bağlamaya yarayan küçük bir DNA bölümü vücuda verilir ve ardından kendi geni yerine kolayca tespit edilebilen bir reaksiyonu katalize eden GFP gibi bir raportör gen gelir. Promotörün belirli dokulardaki işleyişinin bir anda açıkça görülebilmesine ek olarak, bu tür deneyler, promotörün yapısını, DNA parçalarını çıkararak veya ekleyerek ve ayrıca geni yapay olarak güçlendirerek incelemeyi mümkün kılar. ifade.

Genetik mühendisliği faaliyetlerinin biyogüvenliği

1975'te Asilomar Konferansı'nda dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, en önemli soru: GDO'ların ortaya çıkmasının potansiyel olarak bir etkisi olacak mı? olumsuz etki biyolojik çeşitlilik konusunda? O andan itibaren genetik mühendisliğinin hızlı gelişimiyle eş zamanlı olarak yeni bir yön gelişmeye başladı: biyogüvenlik. Ana görevi GDO kullanımının çevre, insan ve hayvan sağlığı üzerinde istenmeyen etkileri olup olmadığını değerlendirmektir ve ana hedefi, güvenliği garanti ederken modern biyoteknolojinin başarılarının kullanılmasının yolunu açmaktır.

Biyogüvenlik stratejisi aşağıdakilere dayanmaktadır: bilimsel araştırma GDO'nun özellikleri, onunla ilgili deneyim, ayrıca kullanım amacı ve tanıtılacağı ortam hakkında bilgi. Uluslararası kuruluşların (UNEP, WHO, OECD), Rusya dahil farklı ülkelerden uzmanların ortak uzun vadeli çabaları sayesinde temel kavramlar ve prosedürler geliştirildi: biyolojik güvenlik, biyolojik tehlike, risk, risk değerlendirmesi. Ancak tüm kontrol döngüsü başarıyla tamamlandıktan sonra GDO'ların biyogüvenliğine ilişkin bilimsel bir sonuca varılabilir. 2005 yılında DSÖ, gıda olarak kayıtlı GDO'lu bitkilerin tüketilmesinin geleneksel benzerleri kadar güvenli olduğunu belirten bir rapor yayınladı.

Rusya'da biyogüvenlik nasıl sağlanıyor? 1995 yılında Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesinin onaylanması, Rusya'nın küresel biyogüvenlik sistemine dahil olmasının başlangıcı sayılabilir. O andan itibaren, başlangıç ​​noktası yürürlüğe giren ulusal bir biyogüvenlik sisteminin oluşumu başladı. Federal yasa RF “Genetik mühendisliği faaliyetleri alanında devlet düzenlemesi hakkında” (1996). Federal Kanun, GDO'larla yapılan her türlü çalışmanın devlet düzenlemesi ve kontrolüne ilişkin temel kavram ve ilkeleri belirler. Federal Kanun, GDO türüne ve iş türüne bağlı olarak risk seviyelerini belirler, kapalı ve açık sistemler, GDO'ların serbest bırakılması vb.

Geçtiğimiz yıllarda Rusya en sıkı düzenleyici sistemlerden birini geliştirdi. GDO'lara yönelik devlet düzenleme sisteminin, 1996 yılında, gerçek genetiği değiştirilmiş organizmaların Rusya'da ticarileştirilmek üzere ilan edilmesinden önce (ilk GDO - GDO'lu soya fasulyesi - 1999'da gıda kullanımı için tescil edildi) önleyici olarak başlaması alışılmadık bir durumdur. Temel yasal araçlar, genetiği değiştirilmiş organizmaların ve bunlardan elde edilen veya bunları içeren, gıda ve yem olarak kullanılması amaçlanan ürünlerin devlet tescilidir.

Mevcut durumu anlamak için, GDO'lu bitkilerin pazara ilk girişinden bu yana geçen 25 yıl boyunca, ne test sırasında ne de hayvan sağlığı üzerinde çevre, insan ve hayvan sağlığı üzerinde tek bir güvenilir olumsuz etkinin tespit edilmemiş olması önemlidir. ticari kullanım sırasında. Dünyadaki kaynaklardan yalnızca biri olan yetkili toplum AGBIOS "Temel Biyogüvenlik" raporu, biyoteknolojik mahsullerden elde edilen gıda ve yemlerin geleneksel ürünler kadar güvenli olduğunu kanıtlayan çalışmalara 1000'den fazla referans içermektedir. Ancak bugün Rusya'da, ülkemiz topraklarında GDO'lu bitkilerin ve onlardan elde edilen veya bunları içeren ürünlerin çevreye salınmasına izin verecek bir düzenleyici çerçeve bulunmamaktadır. Sonuç olarak, 2010 yılı itibarıyla bölgede tek bir GDO'lu bitki yetiştirilmiyor. Rusya Federasyonu ticari amaçlar için.

Tahmine göre, Köln Protokolü'ne (2007) göre, 2030 yılına kadar GDO'lu tarım ürünlerine yönelik tutum, bunların kullanımının onaylanması yönünde değişecek.

Başarılar ve gelişme beklentileri

Tıpta genetik mühendisliği

Sağlık ihtiyaçları ve yaşlanan nüfusun sorunlarını çözme ihtiyacı, genetiği değiştirilmiş ilaçlara (yıllık satışları 26 milyar dolar) ve bitkisel ve hayvansal hammaddelerden elde edilen tıbbi ve kozmetik ürünlere (yıllık satışları yaklaşık 40 milyar dolar) yönelik istikrarlı bir talep yaratıyor. AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ).

Tıpta kullanılan genetik mühendisliğinin birçok başarısı arasında en önemlisi, insan insülininin endüstriyel ölçekte üretilmesidir.

Şu anda, Dünya Sağlık Örgütü'ne göre, dünyada diyabet hastası olan yaklaşık 110 milyon insan var. Bu hastalığı olan hastalar için enjeksiyonları endike olan insülin, uzun zamandır hayvan organlarından elde edilmekte ve tıbbi uygulamada kullanılmaktadır. Ancak hayvan insülininin uzun süreli kullanımı, insan vücuduna yabancı hayvan insülininin enjeksiyonu sonucu oluşan immünolojik reaksiyonlar nedeniyle hastanın birçok organında geri dönüşü olmayan hasarlara yol açmaktadır. Ancak yakın zamana kadar hayvan insülini ihtiyacı bile yalnızca %60-70 oranında karşılanıyordu. Genetik mühendisleri ilk pratik görev olarak insülin genini klonladılar. Klonlanmış insan insülin genleri, bir plazmid ile bir bakteri hücresine dahil edildi; burada, doğal mikrobiyal suşların hiçbir zaman sentezleyemediği bir hormonun sentezi başladı. 1982'den bu yana ABD, Japonya, İngiltere ve diğer ülkelerdeki şirketler genetiği değiştirilmiş insülin üretiyor. Rusya'da genetiği değiştirilmiş insan insülini - Insuran - üretimi, adını taşıyan Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nde gerçekleştiriliyor. MM. Shemyakin ve Yu.A. Ovchinnikov RAS. Bugün Moskova'da diyabet hastalarının ihtiyacını karşılamaya yetecek miktarda yerli insülin üretiliyor. Aynı zamanda her şeye ihtiyaç var Rusya pazarı Genetiği değiştirilmiş insülin esas olarak ithal edilen malzemelerle karşılanmaktadır. Küresel insülin pazarının değeri şu anda 400 milyon doların üzerindedir ve yıllık tüketim yaklaşık 2500 kg'dır.

Geçen yüzyılın 80'li yıllarında genetik mühendisliğinin gelişimi, Rusya'ya, genetik materyali yeniden yapılandırmak için genetik olarak tasarlanmış yöntemlerin geliştirilmesinde, belirli özelliklere sahip, biyolojik olarak aktif madde üreticileri olan, genetiği değiştirilmiş mikroorganizma türlerinin oluşturulmasında iyi bir temel sağladı. bilgisayar modellemesi de dahil olmak üzere tıbbi maddelerin üretiminde virüsler. Tıbbi ve veterinerlik amaçlı rekombinant interferon ve buna dayalı dozaj formları, interlökin (b-leukin) ve eritropoietin üretim aşamasına getirilmiştir. Yüksek oranda saflaştırılmış ilaçlara yönelik artan talebe rağmen, yerli üretim immünglobulinler, albümin, plazmol iç pazarın ihtiyacının %20'sini sağlamaktadır.

Hepatit, AIDS ve diğer bazı hastalıkların önlenmesi ve tedavisine yönelik aşıların yanı sıra sosyal açıdan en önemli enfeksiyonlara karşı yeni nesil konjuge aşıların geliştirilmesine yönelik araştırmalar aktif olarak devam etmektedir. Yeni nesil polimer alt birim aşıları, çeşitli doğadaki yüksek oranda saflaştırılmış koruyucu antijenlerden ve artan düzeyde spesifik bağışıklık tepkisi sağlayan bir taşıyıcı olan immün sistemi uyarıcı polioksidonyumdan oluşur. Rusya, bilinen enfeksiyonların büyük çoğunluğuna karşı kendi immünolojik üretimine dayanarak aşı sağlayabilir. Sadece kızamıkçık aşısının üretimi tamamen yoktur.

Tarım için genetik mühendisliği

Mahsullerin ve süs bitkilerinin genetik olarak iyileştirilmesi, giderek daha kesin ve öngörülebilir teknolojilerin kullanıldığı uzun ve sürekli bir süreçtir. Bir BM bilimsel raporu (1989) şunları belirtmektedir: "Moleküler teknikler daha kesin olduğundan, bunları kullananlar, bitkilere kazandırdıkları özelliklere daha fazla güvenirler ve bu nedenle, geleneksel seçilim yöntemlerine kıyasla istenmeyen etkilerle karşılaşma olasılıkları daha azdır."

Genetiği değiştirilmiş mahsullerin geniş alanlarda yetiştirildiği ABD, Arjantin, Hindistan, Çin ve Brezilya gibi ülkelerde yeni teknolojilerin faydalarından halihazırda yaygın olarak yararlanılıyor.

Yeni teknolojiler aynı zamanda yoksul çiftçiler ve yoksul ülkelerdeki insanlar, özellikle de kadınlar ve çocuklar için de büyük fark yaratıyor. Örneğin, genetiği değiştirilmiş haşerelere dayanıklı pamuk ve mısır, önemli ölçüde daha az böcek ilacı kullanımını gerektirir (çiftçiliği daha güvenli hale getirir). Bu tür mahsuller üretkenliğin artmasına, çiftçilerin daha yüksek gelir elde etmesine, yoksulluğun azaltılmasına ve nüfusun kimyasal pestisitlerle zehirlenme riskinin azaltılmasına yardımcı oluyor; bu, özellikle Hindistan, Çin, Güney Afrika ve Filipinler dahil olmak üzere birçok ülkede görülen bir durum.

En yaygın GDO'lu bitkiler, ucuz, en az toksik ve en yaygın kullanılan herbisitlere dayanıklı olanlardır. Bu tür mahsullerin yetiştirilmesi daha fazlasını elde etmeyi mümkün kılar yüksek verim Hektar başına, yorucu elle ayıklama zahmetinden kurtulun, minimum toprak işleme veya hiç toprak işlememe nedeniyle daha az para harcayın, bu da toprak erozyonunun azalmasına yol açar.

2009 yılında birinci nesil genetiği değiştirilmiş mahsullerin yerini ikinci nesil ürünler almış ve bu da ilk kez tek başına verim artışına yol açmıştır. Yeni bir biyoteknoloji ürünü sınıfına (birçok araştırmacının üzerinde çalıştığı) bir örnek, 2009 yılında ABD ve Kanada'da 0,5 milyon hektardan fazla alanda yetiştirilen glifosata dirençli soya fasulyesi RReady2Yield™'dir.

Genetik mühendisliğinin modern agrobiyolojiye girişi, dünyaca ünlü uzman Claiv James başkanlığındaki bağımsız Uluslararası Agrobiyoteknolojilerin Uygulamasının İzlenmesi Hizmetinin (ISAAA) yıllık incelemesi de dahil olmak üzere, bir dizi yabancı uzman incelemesinden elde edilen aşağıdaki gerçeklerle örneklendirilebilir. : (www.isaaa.org)

2009 yılında dünya çapında 25 ülke 134 milyon hektarlık bir alanda (dünyadaki tüm ekilebilir arazilerin 1,5 milyar hektarının %9'u) GDO'lu ürünler yetiştirdi. Altı AB ülkesi (27 ülkeden) Bt mısırı yetiştiriyor ve 2009'da 94.750 hektarın üzerinde ekim yapılıyor. 1996'dan 2008'e kadar olan dönem için biyoteknolojik mahsullerin kullanımının küresel ekonomik etkisinin analizi. iki kaynaktan dolayı kârda 51,9 milyar dolarlık bir artış olduğunu gösteriyor: birincisi, üretim maliyetlerindeki düşüş (%50) ve ikincisi, verimde 167 milyon tonluk önemli bir artış (%50).

2009 yılında dünyadaki GDO'lu mahsul tohumlarının toplam piyasa değeri 10,5 milyar dolardı. Mısır ve soya fasulyesinin yanı sıra pamuğun toplam biyoteknolojik tahıl değeri 2008'de 130 milyar dolardı ve yıllık %10-15 oranında artması bekleniyor.

Biyoteknolojinin tam olarak benimsenmesi durumunda 2006-2015 döneminin sonuna kadar tüm ülkelerin gelirinin GSYH cinsinden yılda 210 milyar dolar artacağı tahmin edilmektedir.

Herbisite dayanıklı mahsullerin tarıma girmesinden bu yana yapılan gözlemler, çiftçilerin yabani otları daha etkili bir şekilde kontrol edebildiklerine dair ikna edici kanıtlar sağlıyor. Aynı zamanda tarlaların gevşetilmesi ve sürülmesi yabancı ot kontrolü açısından önemini yitirmektedir. Sonuç olarak traktör yakıt tüketimi azalır, toprak yapısı iyileştirilir ve erozyon önlenir. Bt pamuğa yönelik hedefe yönelik böcek ilacı programları, daha az mahsul spreyi ve dolayısıyla daha az saha gezisi içerir ve bu da toprak erozyonunun azalmasına neden olur. Bütün bunlar farkında olmadan toprak erozyonunu, karbondioksit seviyelerini ve su kaybını azaltmayı amaçlayan koruyucu toprak işleme teknolojisinin tanıtımını teşvik ediyor.

İçin mevcut durum bilim, entegre bir yaklaşımla, geniş bir araştırma yelpazesini yürütmek için birleşik teknolojik platformların yaratılmasıyla karakterize edilir. Yalnızca biyoteknolojiyi, moleküler biyolojiyi ve genetik mühendisliğini değil aynı zamanda kimyayı, fiziği, biyoenformatik, transkriptomik, proteomik ve metabolomikleri de birleştiriyorlar.

Önerilen Kaynaklar
1. J. Watson. Genin moleküler biyolojisi. M.: Mir. 1978.
2. Stent G., Kalindar R. Moleküler genetik. M.: Mir. 1981
3. S.N. Shchelkunov "Genetik mühendisliği". Novosibirsk, Sibirya Üniversitesi Yayınevi, 2008
4. Glick B. Moleküler biyoteknoloji. İlkeler ve uygulama / B. Glick, J. Pasternak. M.: Mir, 2002
5. Bitkilerin genetik mühendisliği. Laboratuvar kılavuzu. J. Draper, R. Scott, F. Armitage, R. Walden tarafından düzenlenmiştir. M.: "Barış". 1991.
6. Dünyada tarımsal biyoteknoloji. Ed. Skryabina K.G. M.: Merkezi “Biyomühendislik” RAS, 2008. – 135 s.
7. Clark. D., Russell L. Moleküler biyoloji basit ve eğlenceli bir yaklaşım. M.: JSC "KOND Şirketi". 2004

Bağlantılar
1. “Genetik mühendisliği faaliyetlerinin devlet düzenlemesi hakkında.” FZ-86 değiştirildiği şekliyle 2000, madde 1
2. Köln Protokolü, Köln Belgesi, Almanya'nın AB Başkanlığı sırasında Avrupa Birliği tarafından düzenlenen “Bilgiye Dayalı Biyoekonomiye Doğru” (Köln, 30 Mayıs 2007) konferansında kabul edildi.