Inżynieria genetyczna - zadania, wykorzystywanie

Inżynieria genetyczna jest stosunkowo nawą gałęzią nauk, czasem myląca zwana nową biotechnologią, w celu upodobnienia jej do nauki wykorzystującej od wieków żywe organizmy w procesie produkcji, jak np. wykorzystywanie drożdży do pieczenia chleba czy fermentacji. Termin ten jest także używany do określenia rozważnej hodowli roślin lub zwierząt w celu osiągnięcia konkretnego, oczekiwanego rezultatu. Tradycyjne biotechnologie dały nam szklarniowe róże o niezwykłych kolorach i krowy, które osiągają większą mięsność lub mleczność. Inżynieria genetyczna umożliwia pobieranie genów z komórek organizmu, zmienianie ich i przenoszenie z jednych gatunków do drugich w celu wyprodukowania genetycznie zmodyfikowanych organizmów (GMO) mających zupełnie nowe cechy.

Zadania inżynierii genetycznej:
Zadań takich jest wiele. Postaram się przytoczyć najważniejsze:

Odradzanie lub zapobieganie wyginięciu niektórych gatunków zwierząt
Rozmnażanie lub odradzanie zwierząt metodą klonowania lub innymi sposobami inżynierii genetycznej wiąże się z dużym ryzykiem jest jednak także bardzo alternatywną metodą. Za kilka lat być może będziemy podziwiać olbrzymiego mamuta włochatego lub tury przechadzające się majestatycznie po polskich parkach narodowych. Należy do tych celów znaleźć kompletny i nie uszkodzony materiał genetyczny danego gatunku i wszczepić go do komórki rozrodczej pokrewnego gatunku, np. w przypadku mamuta do słonicy indyjskiej. U gatunków ginących możemy wykorzystywać sztuczne zapłodnienia i bezpośrednią opiekę nad młodym. Np. w przypadku pandy wielkiej bardzo trudno jest w naturalny sposób zasilić populację, ponieważ samica tego zwierzęcia przeżywa okres rui jedynie raz w roku.

Zwiększenie wydajności roślin i zwierząt
Badania nad poprawianiem metodami inżynierii genetycznej roślin i zwierząt mają na celu zapewnienie komfortu, wygody i zdrowia ludzi spożywających/wykorzystujących je. Przykładem może być: przedłużenie trwałości pomidora, czy „stworzenie” krowy z wysoko proteinowym mlekiem. Projekty te jednak mają wiele wad np.: pomidory miały zmieniony smak, a krowy chorowały na artretyzm i szybko zdechły.

Produkcja leków i szczepionek
To chyba największe zadanie inżynierii genetycznej. Ma ono na celu zapewnienie zdrowia zażywającym dany specyfik. Takie leki i szczepionki nie powodują skutków ubocznych. Jako przykład podam: insulinę podawaną chorym na cukrzycę, hormon wzrostu, czynnik krzepnięcia krwi; szczepionki wirusowe i bakteryjne.

Wykorzystanie inżynierii genetycznej w medycynie, farmacji i hodowli:

Medycyna i farmacja:
Geny pochodzenia zwierzęcego czy roślinnego mogą w komórkach bakterii lub innych organizmów podlegać ekspresji i produkować w znacznych ilościach różnego rodzaju białka enzymatyczne i hormony, co stwarza możliwości produkcji i jest obecnie wykorzystywane przez liczne firmy w przemyśle chemicznym lub farmaceutycznym. Wykorzystuje się ja obecnie w medycynie : zarówno w diagnostyce jak i profilaktyce czy nawet terapii. Przemysł farmaceutyczny skorzystał dzięki stworzeniu szeregu leków dzięki technikom rekombinowanego DNA. Coraz śmielej współczesna biotechnologia próbuje ingerować w naturę. Prawdopodobnie niedługo powszechna stanie się transgenizacja zwierząt i roślin , być może także ich klonowanie. Perspektywy zastosowań są niezmiernie szerokie. Jak każda rewolucyjna idea wywołuje szereg kontrowersji ale i nadziei.

Hodowla:
W ostatnich latach duże nadzieje badawcze wiąże się z pracami hodowlanymi genetycznie zmienionych zwierząt. Pierwsza transgeniczna owca Dolly będąca klonem została wyhodowana w 1997 r. , a wydzielane przez jej organizm mleko ma właściwości lecznicze dla organizmu ludzkiego. Te szczególne cechy zwierzęcia osiągnięto przez wprowadzenie do jej genomu genu ludzkiego, kodującego czynnik IX, odpowiedzialny za powstawanie białka biorącego udział w procesie krzepnięcia krwi u ludzi chorych na hemofilię. Hodowla transgenicznych zwierząt zachęca do dalszych badań nad otrzymaniem genetycznie zmienionych dużych zwierząt z defektami genetycznymi naśladującymi ludzkie choroby. Prowadzone na dużą skalę prace badawcze na drobnych ssakach (myszy) nie dały spodziewanych rezultatów, aczkolwiek otrzymane wyniki posłużyły w prawdzie doskonaleniu technik hodowlanych, to jednak wielkość tych zwierząt, specyfika genów i okres życia nie mają bezpośredniego zastosowania dla organizmu ludzkiego. Uważa się więc, że owce, świnie, małpy i inne duże ssaki będą bardziej przydatne w badaniach biomedycznych.

Klonowanie:
Na czym polega technika klonowania? Na przeszczepieniu jądra dowolnej komórki organizmu do komórki jajowej innego organizmu tego samego gatunku. Umożliwia to pozaseksualne mnożenie osobników gatunku ludzkiego o identycznej informacji genetycznej, czego konsekwencją stać się może seryjna produkcja dowolnie planowanych sobowtórów, czyli osobników o identycznych uzdolnieniach fizycznych i duchowych. Jeżeli zatem będzie się dokonywać tego zabiegu na substancji genetycznej wybitnych jednostek, to ile razy uda się ten zabieg szczęśliwie przeprowadzić, otrzyma się w wyniku tylu takimi samymi właściwościami obdarzonych osobników. Zakładając upowszechnienie się tego rodzaju praktyk, ludzkość stanie w obliczu możliwości zaludnienia świata grupami ludzi dobranych pod kątem wymogów na eugenicznych zasadach opartego społeczeństwa. Genetycy podjęli także specjalne zabiegi krzyżowania genetycznego różnych gatunków i tworzenia tworów o hybrydalnych właściwościach.
Klonowanie różni się w sposób zasadniczy od tzw. rozczepienia bliźniaczego, które polega na tym, że zarodek, jaki się ukształtował w wyniku połączenia dwóch komórek rozrodczych, w bardzo wczesnym stadium rozwoju dzieli się na dwa odrębne organizmy, mające ten sam genotyp. Efektem tego wydarzenia, jeżeli osiągnie swój biologiczny cel, będzie urodzenie się bliźniaków jednojajowych. Rozczepienie bliźniacze więc jest zjawiskiem, które się zdarza podczas zwyczajnego rozmnażania płciowego, natomiast klonowanie jest metodą rozmnażania pozapłciowego. Wspólny obu wydarzeniem jest tylko fenomen zaistnienia dwóch (lub więcej) osobników o tym samym genotypie: w przypadku rozczepienia bliźniaczego dwóch braci lub sióstr, w przypadku klonowania – dawcy jądra i osobnika sklonowanego.

Do niedawna sądzono, że DNA komórek somatycznych zwierząt utraciło zdolność sterowania rozwojem nowego osobnika. Wydawało się, że totipotencjalność (zdolność ukształtowania się w dowolny organ lub tkankę nowego organizmu) mają u zwierząt wyższych tylko komórki w najwcześniejszych stadiach rozwoju osobniczego. Dopiero najnowszy rozwój genetyki ujawnił znaczną zdolność odzyskania pierwotnej totipotencjalności nawet przez DNA komórek wysoko wyspecjalizowanych. To właśnie dzięki temu odkryciu klonowanie zwierząt wyższych stało się czymś możliwym.

Technicznie możliwe stało się klonowanie nowych istot ludzkich, co budzi oczywiście pytania natury moralnej, jako że człowiek – chociaż jest jednym z gatunków królestwa zwierząt – jest jednak czymś istotnie więcej niż jednym ze zwierząt.

Podsumowując: Inżynieria genetyczna przydaje się człowiekowi lecz nie możemy mieć całkowitej pewności co do tego, czy wprowadzane przez nas zmiany w genetyczne dziedzictwo człowieka – choćby najdrobniejsze i wydawałoby się zupełnie niewinne – nie spowodują jakichś o wiele poważniejszych i nie dających się odwrócić skutków negatywnych.

Źródła:
Internet:
- http://rcd.wroc.pl/RR/rr1101/rr11013.htm
- http://www.aventiscs.pl/biotechnologie/slowniczek.html