Przyszłość biologii i biotechnologii.

1. Techniki inżynierii genetycznej i biotechnologii:

Współczesna inżynieria genetyczna daje możliwości kontrolowanego i bezpośredniego operowania DNA. Pozwala znaleźć i wyizolować pojedynczy gen, po czym go powielić (sklonować), a także opracować skuteczny sposób przeniesienia go do komórek biorcy. To wszystko umożliwiają:
a) enzymy restrykcyjne - spełniają funkcję „inteligentnych, molekularnych nożyczek”, rozpoznających i dokonujących cięć jedynie w obszarach DNA o specyficznej sekwencji zasad.

b) elektroforeza - technika umożliwiająca rozdział fragmentów DNA lub RNA w zależności od ich wielkości, za pomocą pola elektrycznego.

c) klonowanie DNA - metoda pozwalająca na namnażanie DNA , a właściwie jego odcinków, w celu wykorzystywania ich

w późniejszych badaniach.

1. Analiza osiągnięć genetyki w kontekście rozwoju innych nauk w tym medycyny:

Inżynieria genetyczna istotnie przyczyniła się do rozwoju medycyny. Najlepszym tego przykładem jest sekwencjonowanie genomu człowieka, czyli ustalenie kolejności nukleotydów w DNA. Pozwoliło to na wykrywanie, badanie i leczenie chorób genetycznych. Wykrycie zmutowanego genu w organizmie człowieka pozwala zbadać jaką chorobę wywołuje mutacja to zaś przyczynia się do stosowania ekspresji niezmutowanego genu jako lek, a samego genu – do terapii genowej tej choroby. Ten postęp wpłynął też na nauki farmaceutyczne ponieważ firmy farmaceutyczne dążyły do uzyskania patentu i dysponowania danym lekiem (genem). Metodami inżynierii genetycznej produkowane są także szczepionki, stosowane głównie przeciwko chorobom wirusowym. Wykorzystuje się m.in zrekombinowane drożdże (jako zmienione genetycznie mikroorganizmy), produkujące szczepionki przeciwko wirusom zapalenia wątroby typu B. Obecnie prowadzi się też badania nad wykorzystaniem bakterii lub drożdży do syntezy szczepionek chroniących przed AIDS. Ponadto, zmodyfikowane bakterie E. coli wykorzystuje się obecnie do syntezy całego szeregu leków np. przeciwzakrzepowych. Na skalę przemysłową produkowane są także:

- czynnik IX (krzepnięcia krwi);
- interferony alfa, beta i gamma (działanie przeciwwirusowe, przeciwnowotworowe i odpornościowe);
- interleukina (czynnik układu immunologicznego);
- erytropoetyna (hormon stymulujący produkcję erytrocytów)

1. Zastosowanie osiągnięć inżynierii genetycznej w sądownictwie, rolnictwie oraz znaczenie społeczne:
   
   I. SĄDOWNICTWO:

a) ustalanie ojcostwa: metodą ustalania ojcostwa na podstawie grupy krwi można tylko wykluczyć ojcostwo, jednak współczesne techniki inżynierii genetycznej pozwalają w zasadzie ze stuprocentową pewnością ustalić, czy dana osoba jest rodzicem dziecka.

b) identyfikacja na podstawie materiału biologicznego: służą do tego m.in. włosy, krew czy sperma osoby, która była obecna na miejscu przestępstwa. Te badania są niesłychanie istotne także w identyfikacji szczątków osób zmarłych, gdy nie jest możliwe badanie innych cech ze względu na czas, który upłynął od zgonu, lub warunki, w jakich przebywało ciało.

II. ROLNICTWO:

Najczęściej modyfikowanymi roślinami są: kukurydza, pomidory, soja, ziemniaki, bawełna, melony, tytoń, buraki cukrowe. Pierwszym organizmem transgenicznym był tytoń, a pierwszym wprowadzonym do obrotu pomidor, który lepiej znosił transport i dłużej zachowywał świeżość. Nie wiadomo jednak, jakie mogą być skutki spożywania transgenicznych roślin. Natomiast modyfikacje zwierząt mają na celu głównie uzyskanie zwierząt o pożądanych cechach w hodowli. Taka modyfikacja powoduje to, iż z mleka łatwiej jest uzyskać ser - można go uzyskać więcej z tej samej objętości mleka oraz szybciej. Są też modyfikacje mające na celu zwiększenie odporności na choroby, oraz inne modyfikacje tj.:

- modyfikacje do celów naukowych zwierząt laboratoryjnych - myszy, szczurów,
- owce wytwarzające wełnę toksyczną dla moli i nie kurczącą się w praniu,
- lepsza jakość mięsa, mleka,
- transgeniczne koty dla alergików - ich sierść nie powoduje alergii,
- transgeniczne rybki akwariowe z genami z meduzy, dzięki którym fluoryzują w ciemności.

III. ZNACZENIE SPOŁECZNE:

Inżynieria genetyczna budzi w społeczeństwie duże kontrowersje. Z jednej strony przynosi wiele udogodnień i ułatwia rozwój wielu dziedzin niezbędnych do lepszego życia człowieka. Pomaga w leczeniu wykrywaniu i leczeniu chorób, zwiększa efektywność w uprawie roślin i hodowli zwierząt. Z drugiej strony ingerowanie w naturę budzi strach, ponieważ skutki ulepszania np. roślin nie są znane bo można to określić dopiero na przestrzeni wielu lat i pokoleń.

Ingerowanie w geny żywych organizmów i tworzenie na duża skalę mutantów w laboratoriach napotyka na wątpliwości etyczne. O ile używanie klonowania do badań lub w działaniach mających na celu zachowanie rzadkich gatunków można jeszcze zaakceptować, to klonowanie np. ulubionego kota dla zabawy, lub co gorsza klonowanie człowieka jest wysoce nieetyczne. Innym zagrożeniem płynącym ze stosowania technik inżynierii genetycznej jest możliwość użycia ich przez terrorystów. Teoretycznie możliwe jest wytworzenie nowego rodzaju śmiertelnych wirusów lub bakterii przeciwko którym nie ma szczepionki i użycie ich jako broni biologicznej. Bioterroryści mogą w ten sposób zmodyfikować np. bakterie wąglika lub dżumy, lub wiele innych chorób. Wymieniana wśród zalet terapia genowa też ma swoje wady. Wprowadzając nowy gen w niewłaściwe miejsce można uszkodzić prawidłowo działający gen, a nawet doprowadzić do wywołania nowotworu.

BILBIOGRAFIA:

1. Klein. M, Madej. M, 2005, Rośliny i żywność genetycznie modyfikowana. Środowisko a zdrowie, e-biuletyn, 8, 2-7.
2. E.Holak, W Lewiński, M. Łaszczyca, Biologia 3, Operon

Marlena Siwek IIIc
nr 24