DSCN6305 (Kopiowanie)

287

h DsiedsicznoSć

6.20. Inżynieria genetyczna

Określenie „inżynieria genetyczna” jest dziś bardzo modne; można rzec, że jest nadużywane, ponieważ termin ten trudno zdefiniować. Określamy inżynierię genetyczną jako postępowanie, zmierzające do przekształcenia informacji genetycznej poprzez stosowanie technologii. Podobnie np- inżynier budowlany przekształca środowisko przyrodnicze, produkując z minerałów cegły, wapno, cement, a z kolei z tych samych elementów stawiając domy. Sposób wyrobu cegieł, cementu, wapna oraz metody stawiania domu to właśnie technologie. Gdyby do budowy budynku albo do wytwarzania cegieł udało się nam zastosować proces biologiczny, byłaby to biotechnologia.

Inżynieria genetyczna polega zatem na manipulowaniu samym materiałem dziedzicznym (czyli DNA) w celu otrzymania nowych, nic istniejących dotychczas "gatunków" i zestawów genów, prowadzone od stuleci zabiegi hodowlane - doskonalenie genetyczne ras zwierząt, odmian roślin gospodarczych i ozdobnych — choć doprowadziły do dobrych rezultatów nieraz tworząc nowe rasy, czy odmiany, nie stanowiły inżynierii genetycznej; ponieważ prace te odbywały się metodą prób i błędów, trwały bardzo długo, a wyniku końcowego nie dało się przewidzieć. Współczesna inżynieria genetyczna rozwija się bardzo prędko i stosuje cały szereg różnych technik, w zależności od tego, jaki wynik pragnie się otrzymać.

Ważnym etapem jest wprowadzanie obcego DNA do komórek biorcy. Najprościej dokonać tego poprzez transformację albo transdukcję (rozdz. 6.2.2). Zjawiska te są stosunkowo łatwe do wywołania u bakterii, ale udało się również dokonać transdukcji w hodowanychin vitro komórkach myszy (M. Wigier, 1979 r.). Na możliwość transformacji u grzybów wskazują najnowsze badania przeprowadzone przez takich badaczy jak N.C. Mishra, G. Szabo i E.L. Tatuum. D. Hess w 1972 roku wprowadzał na drodze transformacji do komórek białych kwiatów petunii gen, powodujący wytworzenie czerwonego antocyjanu. Na 13000 roślin potraktowanych obcym DNA uzyskał on 8 petunii wytwarzających barwnik. Transformację obcego DNA wykazano u innych roślin, a także u niektórych zwierząt, np. u muszki owocowej (Drosophila melanogasler), jedwabnika, niektórych gatunków ryb. Próbowano również dokonać transdukcji operonu lac (produkującego enzymy metabolizujące galaktozę - por. rozdz. 5.4.1) pobranego od bakterii - do komórek uzyskanych od ludzi chorych na galaktozemię. Jak pamiętamy (rozdz. 6.17), galaktozemia jest chorobą dziedziczną, w której enzym rozkładający galaktozę nie jest aktywny; gromadząca się galaktoza prowadzi do groźnych zaburzeń. Operon lac był transdukowany przez bakteriofaga lambda i ponoć część hodowanych komórek ludzkich zaczęła wytwarzać aktywny enzym beta-galaktozydazę.

biorąc, polega ona na pobieraniu i łączeniu ze sobą DNA pochodzącego z różnych źródeł, a następnie wprowadzaniu go do układu komórek biorcy, w którym może on się replikować oraz służyć jako matryca do produkcji mRNA i białek. Takim układem może być na przykład komórka bakteryjna. Ta

technika rozwinęła się dzięki odkryciu

przez W. Arbera. D. Nathansa i H.O.

Smitha, którzy nagrodzeni zostali Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w roku 1978. Enzymy restrykcyjne (rozdz. 5.3.6 i ryc. 5-54) występują w komórkach bakteryjnych i ich rolą jest ochrona komórki bakteryjnej przed wnikaniem obcego DNA. Aktualnie znamy ponad 100 różnych tenryktaz. które specyficznie rozpoznają określone odcinki DNA i przecinają je tylko w ściśle określonym miejscu (por. ryc. 5-54). Wszystkie te enzymy wyizolowano z bukiem i sinic (w organizmach eukariotycznych dotychczas restryktaz nic znaleziono). Po przecięciu DNA przez restryktazy powstają lag lepkie końce tzn. określone sekwencje nukleotydów w DNA, „skłonne” do łączenia się z sekwencjami

komplementarnymi. Na przykład restryktaza EcoRI (wyizolowana zEschenchui coli) rozcina czątcczkę

DNA w tym miejscu, gdzie łańcuch o zapisie -G-A-A-T-T-C- połączony jest komplementarnie

-A-A-G- (ryc. 5-54). Przoca^-ic następuje w len ipoaiób. ze powstają dw te c /ki