Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Osiągnięcia i perspektywy inżynierii genetycznej

Sekwencjonowanie genomu

Jednym z pierwszych, wymiernych osiągnięć inżynierii genetycznej była możliwość odczytywania genomów różnych organizmów, w tym przede wszystkim człowieka.

Sekwencjonowanie genomu to ustalanie kolejności występowania nukleotydów w DNA.

Pierwsze techniki sekwencjonowania DNA powstały pod koniec lat 70. XX w. Jako pierwszy poznano genom jednego z wirusów, liczący stosunkowo niewielką liczbę nukleotydów. Więcej czasu zajęło odczytywanie DNA wybranych gatunków bakterii. Po długiej przerwie przyszła kolej na drożdże oraz organizmy wielokomórkowe. Równolegle do tych badań prowadzono prace zmierzające do zsekwencjonowania genomu człowieka. W wyniku współpracy genetyków z różnych krajów powstał Projekt Sekwencjonowania Genomu Ludzkiego. W rozszyfrowywanie DNA człowieka zaangażowanych było wiele placówek naukowych na całym świecie, a i tak, ze względu na wielkość genomu, szacowano zakończenie projektu na rok 2025. Ogromny postęp w informatyce i technikach inżynierii genetycznej, który nastąpił pod sam koniec XX w., przyspieszył prace. W lutym 2001 roku ogłoszono ich zakończenie: genom człowieka został odczytany. Nie spełniły się ani nadzieje ani obawy związane z tym faktem. Samo zsekwencjonowanie genomu okazało się dopiero pierwszym krokiem na drodze do jego poznania. Sama kolejność nukleotydów jest niezwykle trudna w interpretacji: nie wiadomo, które fragmenty są genami, a które nie, nie wiadomo też za co odpowiadają poszczególne geny i jaka jest rola odpowiadających im białek. O genomie człowieka wiemy, że:

- liczy 3 miliardy par nukleotydów,

- w jego obrębie występuje około 30 tysięcy genów,

- zaledwie 2% DNA zawiera sekwencje kodujące białko, rola pozostałego DNA nie jest znana.

Biotechnologia

Biotechnologia to stosowane przez człowieka sposoby wykorzystywania organizmów w celu uzyskiwania różnych produktów.

Procesy biotechnologiczne stosowane od dawien dawna to kiszenie ogórków czy kapusty, produkcja serów, produkcja alkoholu, czyli różnego rodzaju procesy wykorzystujące zjawisko fermentacji. Jako procesy biotechnologiczne można też uznać hodowlę zwierząt czy uprawę roślin.

Współczesna biotechnologia, wykorzystując osiągnięcia inżynierii genetycznej, ma coraz szersze zastosowanie:

1. Produkcja leków i szczepionek

Do produkcji leków i szczepionek wykorzystuje się transgeniczne szczepy bakterii, którym wprowadzono geny kodujące odpowiednie białka np.:

- niektóre hormony - jak insulina czy hormon wzrostu (bakterie otrzymały ludzki gen kodujący białko będące hormonem)

- białka będące czynnikami krzepnięcia krwi - konieczne dla ludzi chorych na hemofilię. Taki sposób pozyskiwania tych białek eliminuje ryzyko zarażenia wirusem HIV

- szczepionka przeciw WZW typu B - całkowicie bezpieczna, gdyż zawiera jedynie antygeny, a nie całe wirusy.

Coraz częściej mówi się o wykorzystaniu do produkcji leków innych organizmów - np. transgenicznych zwierząt hodowlanych, których mleko zawierałoby ludzkie białka, czy owoców, których zjedzenie byłoby jednocześnie szczepieniem przeciw różnym chorobom.

2. Rolnictwo

Osiągnięcia biotechnologii w rolnictwie to wyhodowanie genetycznie modyfikowanych odmian roślin:

- odpornych na działanie herbicydów, szkodników, czy niekorzystnych warunków środowiska (np. niskich temperatur)

- dających większe plony

- mających wyższe walory użytkowe (pomidory i banany o przedłużonej trwałości, truskawki odporne na przemarzanie, kawa o mniejszej zawartości kofeiny).

3. Medycyna

Zastosowanie inżynierii genetycznej w medycynie niesie ze sobą ogromne nadzieje na leczenie chorób wywołanych obecnością zmutowanych alleli. Postępowanie takie zwane „terapią genową” polega na wprowadzeniu do komórek pacjenta prawidłowych genów w miejsce uszkodzonych. Podejmowane próby leczenia tą metodą przyniosły w niektórych przypadkach sukcesy.

Szczegółowa analiza DNA ma coraz szersze zastosowanie w medycynie sądowej do identyfikacji zarówno ofiar, jak i przestępców.

Perspektywy rozwoju inżynierii genetycznej

Nadzieje:

1. Całkowite poznanie genomu człowieka pozwoli określić przyczynę wielu chorób.

2. Produkowane przez organizmy transgeniczne wysokiej jakości leki i szczepionki staną się powszechnie dostępne na świecie.

3. Uprawa odmian roślin odpornych na szkodniki spowoduje ograniczenie stosowania insektycydów, a tym samym przyczyni się do ochrony przyrody.

4. Wyhodowanie odmian roślin odpornych na działanie różnych niekorzystnych czynników środowiska pozwoli na ich uprawę w miejscach, w których dotychczas nie było to możliwe. Może to przyczynić się do zmniejszenia problemu głodu na świecie.

5. Wprowadzanie wybranych genów do organizmów roślinnych, będących pożywieniem człowieka, może nie tylko podnieść walory użytkowe, ale też rozwiązać problem niedoboru wybranych składników pokarmowych (przykład: wprowadzenie do uprawy „złotego ryżu” zawierającego witaminę A w Azji, gdzie występuje jej deficyt).

6. Hodowanie transgenicznych zwierząt (głównie świń), które mogłyby być dawcami narządów dla człowieka może rozwiązać problem ich niedoboru.

7. Rozwój terapii genowej pozwoli na leczenie wielu nieuleczalnych dziś chorób, również nowotworów.

8. Klonowanie może pozwolić na odtwarzanie populacji ginących zwierząt.

Zagrożenia:

1. Nie można wykluczyć niekontrolowanego rozprzestrzeniania się transgenicznych odmian roślin lub krzyżowania się ich z dzikimi odmianami i tą drogą „uwolnienia” genów spod kontroli. Mogłoby to poważnie zaburzyć równowagę w środowisku i mieć trudne do przewidzenia konsekwencje.

2. Obecność nowych białek w produktach żywnościowych pochodzących z genetycznie modyfikowanych roślin, a w przyszłości zwierząt, może u niektórych osób wywołać reakcje alergiczne. Należy tu pamiętać, że alergie nie są wynikiem szkodliwości jakiegoś składnika, a jedynie reakcją organizmu konkretnego człowieka na daną substancję. Niemniej postulat wyraźnego oznakowania produktów żywnościowych powstałych z GMO jest całkowicie słuszny.

3. Brak uregulowań prawnych dotyczących postępowania z ludzkim genomem (m.in. w Polsce) stwarza niebezpieczeństwo niekontrolowanych manipulacji.

Wybierz szkołę

Szkoła
Na swoich stronach GRUPA INTERIA.PL Sp. z o.o. Sp.k. wykorzystuje wraz z innymi podmiotami pliki cookies (tzw. ciasteczka) i inne technologie m.in. w celach statystycznych i reklamowych. Korzystając z naszych stron bez zmiany ustawień przeglądarki będą one zapisane w pamięci urządzenia. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies. Zamknij