BIOTECHNOLOGIA , INŻYNIERIA GENETYCZNA

BIOTECHNOLOGIA , INŻYNIERIA GENETYCZNA - CO TO TAKIEGO ?

Biotechnologia - zespół technologii , służ±cych do wytwarzania użytecznych , żywych organizmów lub substancji pochodz±cych z organizmów lub ich częsci. Inaczej - wszelkie manipulacje żywymi organizmami prowadz±ce do osi±gnięcia okre¶lonych korzy¶ci.

Stosowana przez ludzi od zarania dziejów.

Obecnie : “Biotechnologia to zintegrowane zastosowanie wiedzy i techniki w dziedzinie biochemii , mikrobiologii i nauk inżynieryjnych w celu technologicznego wykorzystania zdolno¶ci drobnoustrojów , kultur tkankowych lub czę¶ci z nich.”

W celach biotechnologicznych można między innymi wykorzystywać techniki inżynierii genetycznej.

Współczesna biotechnologia opiera się w dużej mierze na rekombinacji DNA in vitro :

klonowaniu i ekspresji genów koduj±cych okre¶lone białka , zoptymalizowaniu poziomu ekspresji konkretnego sklonowanego genu , inżynierii białek czyli wprowadzaniu celowych zmian sekwencji nukleotydowych powoduj±cych zmiany aminokwasów a co za tym idzie modyfikacje wła¶ciwo¶ci białka , często ulepszenie funkcjonowania , transgenizacji ro¶lin i zwierz±t i diagnostyce oraz terapii genowej.

Inżynieria genetyczna - zespół technik badawczych pozwalaj±cy na wyizolowanie i charakterystykę okre¶lonych genów , a także wprowadzenie do nich zmian. Dziedzina młodsza od poprzedniej. Rozwijana od pocz±tku lat 70-tych naszego wieku. Podstaw± jej rozwoju była seria odkryć , z których wiele zostało nagrodzonych Nagrodami Nobla.

Odkrycie dwóch typów enzymów przyczyniło się w dużej mierze do rozwinięcia technik klonowania DNA. Pierwszy z nich to enzymy restrykcyjne - tn±ce DNA każdego organizmu na powtarzalny komplet fragmentów. Drugi typ to ligazy - enzymy trwale ł±cz±ce pocięte fragmenty z samoreplikuj±cymi się cz±steczkami DNA tzw. wektorami. Pozwala to na produkowanie zrekombinowanego DNA. Może on być wł±czany do odpowiednich komórek - komórek gospodarza. Najczę¶ciej s± to komórki bakteryjne ale również często stosuje się komórki drożdży , owadów czy ssaków. Wszystkie komórki potomne jednej komórki nios±ce ten sam rodzaj zrekombinowanego DNA to klon. Istniej± techniki pozwalaj±ce na wyizolowanie klonu zawieraj±cego poż±dany fragment DNA. Może on zostać zsekwencjonowany - inżynieria genetyczna dysponuje metodami umożliwiaj±cymi poznanie kolejno¶ci nukleotydów praktycznie nieograniczonej długo¶ci cz±steczki DNA. Jest to zazwyczaj ostateczny etap analizy genu i chyba najdokładniejszy. Obecnie w dużej mierze zautomatyzowany. Niebawem poznana zostanie całkowicie sekwencja ludzkiego genomu. Kilka mniejszych genomów już zostało zsekwencjonowanych.

Ponadto istniej± procedury chemicznej syntezy DNA z dokładno¶ci± do 1 bp. Rekombinowane DNA może być więc produktem zarówno kombinacji naturalnie istniej±cych sekwencji DNA jak i chemicznie syntetyzowanych fragmentów DNA.

Opracowano także techniki umożliwiaj±ce wprowadzenie precyzyjnych zmian w okre¶lonych pozycjach nici DNA. Jest to tzw. ukierunkowana mutageneza. Można dzięki temu poznać funkcje genu badaj±c efekt zast±pienia w organizmie genu dzikiego przez gen zmutowany lub też przeprowadzić szczegółow± analizę funkcjonaln± i poznać miejsce położenia sekwencji nukleotydowych odpowiedzialnych za regulację ekspresji.

W połowie lat 80-tych opracowano technikę - PCR , która pozwala na powielenie dowolnej sekwencji DNA o ile znamy krótkie sekwencje j± otaczaj±ce. Oprócz tego , że jest to w pewnym sensie metoda alternatywna do klonowania znalazła także szereg innych zastosowań. Umożliwiła rzeczy wcze¶niej praktycznie niewykonalne - analizę DNA ze szcz±tków organizmów kopalnych czy mumii egipskich a także rozwi±zała szereg problemów zwi±zanych z diagnostyk± , kryminalistyk± itp.

Inżynieria genetyczna powoli i systematycznie wkroczyła w coraz to nowe dziedziny życia ludzkiego. Wykorzystuje się j± obecnie w medycynie : zrówno w diagnostyce jak i profilaktyce czy nawet terapii. Przemysł farmaceutyczny skorzystał dzięki stworzeniu szeregu leków dzięki technikom rekombinowanego DNA. Coraz ¶mielej współczesna biotechnologia próbuje ingerować w naturę. Prawdopodobnie niedługo powszechna stanie się transgenizacja zwierz±t i ro¶lin , być może także ich klonowanie. Perspektywy zastosowań s± niezmiernie szerokie. Jak każda rewolucyjna idea wywołuje szereg kontrowersji ale i nadziei.

BIBLIOTEKI A MOŻE BANKI DNA I CO SIĘ W NICH PRZECHOWUJE.