ГДЗ: Параграф § 74 / Биология 10 класс

Основная суть генной инженерии заключается в целенаправленном конструировании нового генетического материала, что достигается путем лабораторных манипуляций с нуклеиновыми кислотами для переноса желаемых генов из одного организма в другой. Главная цель — создание организмов с заданными, полезными свойствами, которых не было в природе, например, для производства белков, устойчивости к болезням или вредителям.

Развитию генной инженерии предшествовали такие ключевые открытия, как:

• Обнаружение и описание структуры ДНК и принципов работы генов.
• Открытие плазмид — внехромосомных кольцевых молекул ДНК в бактериях, которые служат векторами для переноса генов.
• Изучение рестрикционных эндонуклеаз (рестриктаз) — ферментов, способных специфически разрезать ДНК.

Генная инженерия возникла на стыке таких научных областей, как молекулярная биология, микробиология и энзимология.

Метод рекомбинантных плазмид, который используется для переноса генов, состоит из следующих ключевых этапов:

• Рестрикция: Чужеродная ДНК, содержащая нужный ген, и плазмида разрезаются одинаковыми рестриктазами. Значение: создание фрагментов с «липкими» концами.
• Лигирование: Фрагмент ДНК-донора «сшивается» с плазмидой с помощью фермента ДНК-лигазы. Значение: получение рекомбинантной плазмиды — вектора с новым геном.
• Трансформация: Рекомбинантная плазмида вводится в бактериальную клетку. Значение: клетка становится способной синтезировать чужеродный белок, кодируемый новым геном.
• Скрининг: Отбор тех бактериальных колоний, которые успешно содержат рекомбинантные плазмиды. Значение: идентификация и выделение трансформированных клеток.

Трансгенными (или генетически модифицированными, ГМО) называют организмы, в геном которых был искусственно введен чужеродный ген (трансген). Их создают для придания им новых, полезных для человека свойств, таких как:

• Повышенная продуктивность: Получение бактерий-продуцентов для синтеза инсулина или гормона роста.
• Устойчивость: Создание растений, устойчивых к вредителям (например, кукуруза, содержащая ген \( Bt \)) или гербицидам (например, соя, устойчивая к глифосату).
• Повышенная питательная ценность: Создание «золотого риса», содержащего гены, обеспечивающие синтез витамина А.
• Медицинские цели: Создание трансгенных животных, вырабатывающих в молоке ценные белки (например, фактор свертываемости крови IX для лечения гемофилии).

Примеры трансгенных организмов: трансгенный рис (с витамином А), трансгенные сорта сои, кукурузы, хлопчатника, рапса (устойчивые к гербицидам или вредителям), трансгенные овцы (вырабатывающие фактор IX).

Биотехнология и ее практическое значение