Definiţia noţiunilor de inginerie genică, ADN-recombinat; Distingerea etapelor ingineriei genice cu descrierea lor; Estimarea, în baza surselor informaţionale, importanţa ingineriei genice; Argumentarea pro- şi contra-utilizării OMG-urilor;
Motoul lecţiei: Cunoştinţele sunt ca viţa de vie care se agaţă de un suport. Agaţă-te şi tu de cele studiate anterior.
Fiecare grădină îşi are misterele sale, pe care doar mâna răbdătoare a grădinarului e capabilă a le descifra P.Coelho
În baza analizei textului de le ecran definiţi cu cuvintele proprii noţiunile de inginerie genică şi ADN-recombinat.
Ingineria genică poate fi definită drept ansamblu de metode si tehnici prin care este posibilă manipularea materialului genetic la nivel celular si molecular pentru a obţine pe căi netradiţionale produsi utili omului si genotipuri noi, având la bază tehnologia moleculelor recombinate (hibride) de ADN.
Ingineria genică se profilează ca direcţie stiinţifică si tehnologică în anii '70. Apariţia ei a fost determinată, în primul rând, de aprofundarea cunostinţelor de genetică la nivel celular şi molecular, de dezvoltarea cunostinţelor privind materialul genetic al organismelor vii, si anume:
·
· descoperirea mecanismelor principale de transmitere a informaţiei ereditare: transformaţia (A. Avery, C. MacLeod, M. MacCarty, 1944) – prin intermediul fragmentelor de ADN; sexducţia (J. Lederberg, E. Tatum, 1946) – prin conjugarea bacteriilor si transducţia (J. Lederberg, 1952) – cu ajutorul fagilor; · descoperirea structurii moleculei de ADN (J. Watson, F. Crick, 1953); · descoperirea si izolarea enzimelor de restricţie si legare a fragmentelor de ADN(H. Smith, 1970); · descoperirea fenomenului transcripţiei inverse a informaţiei genetice de la ARN la ADN (H. Temin, S. Mizutani, D. Baltimor, 1970); · descoperirea sintezei chimice a genelor (A. Kornberg, 1967; H. Khorana, 1970, 1976).
Datorită cercetărilor de genetică moleculară, a fost posibilă cunoaşterea structurii de profunzime a unor gene şi genomuri, fapt ce a condus la elaborarea tehnologiei ADN-ului recombinat şi la transferul de gene peste barierele de specie.
În baza textului de la ecran, enumăraţi etapele ingineriei genice cu descrierea lor
. Tehnica recombinării genetice în vitro include trei etape principale: 1) extragerea sau sinteza chimică a ADN-ului din diferite specii; 2) construirea unei molecule hibride (recombinate) de ADN; 3) reintroducerea moleculei recombinate de ADN într-o celulă vie pentru reproducerea si expresia ei (fig. 1).
Fig 1. Etapele principale ale ingineriei genice.
Vă propun să vizualizaţi secvențe Video despre etapele ingineriei genice.
Vă propun să reflectaţi importanţa ingineriei genetice şi să ne comunicaţi despre succesele oamenilor de ştiinţă în acest domeniu pe baza cunoştinţelor anterioare de la temele ameliorarea organismelor
Realizările ingineriei genice
Datorită cercetărilor în tehnologia ADN-ului recombinat, au fost elaborate metode de transfer de gene în celulele procariote, care pot sintetiza multe proteine utile. Astfel, a devenit posibilă producerea si chiar comercializarea pe scară largă a unor hormoni (insulina, somatostatina, somatotropina), a interferonului, a preparatelor de diagnosticare etc
Din 60 de milioane de diabetici, circa 4 milioane necesită un tratament cu insulină. În 1916, E. Sharpy-Schafer a descoperit că insulina este secretată de celule care alcătuiesc insulele Langherhans din pancreas, ceea ce l-a determinat să numească hormonul insulină. În 1921, F. Banting si H. Best, la Toronto, au izolat din pancreasul de câine hormonul insulină, demonstrând acţiunea lui antidiabetică. În 1923, firma farmaceutică americană „Eli Lilly” pune deja în vânzare prima insulină animală (în prezent, pentru a obţine circa 100 grame de insulină, este nevoie de 800 kg de pancreas de bou (greutatea medie a unui pancreas de bou este de 200-250 grame)).
Insulina umană este alcătuită din două catene polipeptidice A si B, compuse respectiv din 21 si 30 de aminoacizi, a căror secvenţă a fost stabilită în 1955 de F. Sanger. În perioada 1963-1965, trei grupe de cercetători (americani, germani si chinezi) au reusit sinteza artificială a insulinei prin intermediul a 170 de reacţii chimice, lucru ce făcea imposibilă producerea insulinei pe cale industrială. Noile tehnologii industriale de obţinere a insulinei umane au fost posibile odată cu extragerea genei insulinei (W. Gillbert si colaboratorii săi, 1980) si crearea moleculelor recombinate de ADN în baza plasmidelor (fig.3).
Moleculele recombinate de ADN sunt transferate în colibacili (Escherichia coli), unde are loc realizarea informaţiei genetice codificate în molecula de ADN. Paralel cu proteinele specifice bacteriei, se sintetizează si insulina. Pentru a proteja insulina umană (ea nu este proprie colibacililor si este distrusă de enzimele bacteriene), în molecula recombinată de ADN se încadrează, pe lângă gena insulinei, si o genă reglatoare care codifică o proteină specifică colibacililor (de exemplu galactozidaza). Ca rezultat al manifestării informaţiei genetice a moleculei recombinate de ADN, se obţine o catenă polipeptidică hibridă, din care mai apoi se separă insulina
Comments