Что такое генная инженерия и чем она отличается от клеточной? | Популярный университет

Что такое генная инженерия и чем она отличается от клеточной?

man woman technology work

Словосочетания «генная инженерия» и «клеточная инженерия» могут напугать вас, однако бояться не стоит. Наука, которая стоит за этими словами, работает на благо общества, а не во вред. Разберемся, чем же отличаются эти методы и в чем они заключаются.

Что такое генная инженерия?

Генная инженерия относится к прямым манипуляциям с ДНК для изменения характеристик организма (фенотипа) определенным образом. Иными словами, это процесс изменения ДНК в геноме организма.

Это может означать изменение одной пары оснований, составляющих молекулу ДНК, удаление целого участка ДНК или введение дополнительной копии гена. В список методов генной инженерии также включают извлечение ДНК из генома другого организма и объединение ее с ДНК текущего.

Генная инженерия используется учеными для улучшения или изменения характеристик отдельного организма. Ее методы могут быть применены к любому организму, от вируса до овцы. Например, генная инженерия может быть использована для получения растений, обладающих более высокой пищевой ценностью или способных переносить воздействие гербицидов.

Как работает генная инженерия?

Чтобы объяснить процесс генной инженерии, рассмотрим модификацию инсулина — белка, который помогает регулировать уровень сахара в нашей крови. Обычно инсулин вырабатывается в поджелудочной железе, но у людей с диабетом 1 типа существует проблема с выработкой инсулина.

Поэтому людям с диабетом приходится вводить инсулин, чтобы контролировать уровень сахара в крови. Генная инженерия использовалась для получения инсулина, очень похожего на наш собственный, из дрожжей и бактерий, таких как E. coli. Этот генетически модифицированный инсулин под названием Humulin был одобрен в 1982 году и сегодня применяется повсеместно.

Процесс генной инженерии

  1. Небольшой кусочек кольцевой ДНК, называемый плазмидой, извлекается из бактериальной или дрожжевой клетки.
  2. Затем небольшой участок вырезается из круглой плазмиды специальными ферментами — «молекулярными ножницами».
  3. Ген человеческого инсулина вставляется в щель в плазмиде. Эта плазмида теперь генетически модифицирована.
  4. Генетически модифицированная плазмида вводится в новую бактериальную или дрожжевую клетку.
  5. Затем эта клетка быстро делится и начинает вырабатывать инсулин.
  6. Чтобы создать большое количество клеток, генетически модифицированные бактерии или дрожжи выращивают в больших ферментационных сосудах, которые содержат все необходимые им питательные вещества. Чем больше клеток делится, тем больше вырабатывается инсулина.
  7. Когда ферментация завершена, смесь фильтруют, чтобы отделить выработанный инсулин.
  8. Полученное вещество очищается и упаковывается во флаконы и ампулы для доставки пациентам с диабетом.

Что такое клеточная инженерия?

Клеточная инженерия представляет собой процесс целенаправленного добавления, удаления или модификации генетических последовательностей в живых клетках для достижения целей биологической инженерии, таких как изменение метаболизма клеток, изменение скорости их роста и пролиферации (деления), добавление или удаление функций клеток и многое другое. 

Клеточная инженерия часто использует технологию ДНК-редактирования для этих модификаций, а также тесно связанные методы тканевой инженерии. Клеточную инженерию можно охарактеризовать как промежуточный уровень во все более специфичных дисциплинах биологической инженерии, которые включают в себя органную инженерию, тканевую инженерию, белковую инженерию и генную инженерию.

Можно сказать, что генная инженерия — это подвид клеточной, которая объединяет в себе несколько методов. Но, если быть точнее, клеточная инженерия, хоть и во многом пересекается с генной, имеет несколько другие задачи. В частности, при помощи ее методов ученые могут пересаживать клетки одних организмов другим, выращивать ткани и модифицировать стволовые клетки.

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Поделиться