Inginerie geneticTermenul de Inginerie genetic prea, acum ceva timp, ca fiind desprins din domeniul tiinifico-fantastic. Astzi, a devenit o realitate bine conturat i cu rezultate promitoare n toate domeniile vieii cotidiene.

Ingineria genetic reprezint un ansamblu de metode de lucru prin care se manipuleaz materialul genetic la nivel molecular i celular. Astfel se obin microorganisme, plante i animale reprogramate genetic, n al cror genom sunt incluse gene strine, utile, exprimabile i transmisibile stabil la descendeni.Ingineria genetic utilizeaz metode de cultur in vitro a celulelor i esuturilor animale i vegetale i tehnologia ADN-ului recombinat. Pe aceste metode se bazeaz hibridarea somatic la plante i animale, haploidia prin androgenez i ginogenez experimental, precum i clonarea.

Hibridarea somatic la animale

Primele ncercri au fost fcute n anul 1960 de ctre Georges Berski i colaboratorii si, care au folosit celule de oarece, aparinnd la dou linii diferite, cultivate n amestec; ei au descoperit c acestea pot fuziona i forma celule hibride. Aceste celule prezint caracteristici morfologice, fiziologice i biochimice diferite de cele ale celulelor fuzionate, dar nglobeaz numrul total de cromozomi ai genitorilor. Hibridarea celular, la animale, reuete dac sunt rezolvate dou impedimente:

gsirea unui agent inductor care s grbeasc fuzionarea celulelor; este utilizat virusul Sendai inactivant; selectarea celulelor hibride din cultur.

S-au gsit medii de cultur selective n care celulele hibride se multiplic, iar celulele genitorilor sunt eliminate.

O dat ndeplinite aceste condiii, are locr fuzionarea celulelor somatice diferite i formarea heterocarionului.Ulterior, are loc fuzionarea nucleilor, urmat de diviziuni mitotice succesive. n final, se formeaz celulele hibride somatice. Aceste celule nu pot regenera organisme animale hibride. Ele formeaz clone celulare hibride, la care sunt eliminai preferenial cromozomii uneia dintre speciile genitoare. Astfel, n culturile celulare hibride om-oarece, se elimin o parte din cromozomii umani. Drept urmare, n descendena hibrid exist o variaie semnificativ a numrului de cromozomi.Importana practic a acestui fenomen const n faptul c pot fi realizate hri cromozomale umane, care permit o identificare precis a genelor normale i mutante pe cromozomi.Celulele hibride care conin restructurri cromozomale sunt testate ulterior, pentru prezena sau absena enzimelor specifice. Astfel, sunt identificate cu precizie genele ce determin apariia maladiilor ereditare umane.n prezent, se produc cibrizi, hibrizi celulare rezultai din formarea enucleate cu o celul nucleat. Clonarea organismelor reprezint un ansamblu de procedee prin care se cultiv o singur celul i se obine o colonie de celule identice. n urma clonrii rezult clone (celule i organisme pure, identice, ce provin dintr-un singur printe).

La plante (care prezint fenomenul de totipoten), clonarea se realizeaz prin androgenez i ginogenez. La animale, se realizeaz transplantul de nuclei strini n ovule la care s-au ndeprtat nuclei.

Metoda clonrii prezint avantajul c, de la un singur organism adult, se pot obine copii perfect identice, din punct de vedere genetic, ale organismului donator.

Tehnologia ADN-ului recombinant

Aceast tehnologie grupeaz tehnicile care permit sinteza chimic sau izolarea genelor unor organisme, urmat de ineria acestora n genomul unor celule aparinnd altei specii. Gazda va copia ADN-ul strin inserat artificial i-l va transmite descendenei. Rezult astfel organisme reprogramate genetic. Avantajul acestei tehnici const n faptul c toate depi barierele de specie (poate transfera ADN-ul de la o specie la alta).

Etapele acestei tehnologii sunt: izolarea ADN-ului corespunztor unei anumite gene; multiplicarea sa; construirea unor molecule de ADN hibride; transferul de la o specie la alta.

Pentru a obine ADN recombinat se folosesc microorganisme (colibacili, drojdie de bere, Argobacterium sp.), enzime specifice i vectori.Sinteza artificial a genelorPrima realizare n domeniu, dateaz din anul 1970, cnd Har Gobind Khorana i colaboratorii si au sintetizat artificial la drojdia de bere gena care determin sinteza de ARN-t ce transfer aminoacidul alanina la locul sintezei proteice.

Ulterior, s-au realizat sinteze artificiale de gene att la procariote ct i la eucariote. Astfel, s-au sintetizat artificial genele care intervin n producerea hemoglobinei la iepure, ovalbuminei la gin, insulinei, hormonului de cretere, somatostatinei i interferonului la om.

n prezent, pentru a sintetiza artificial gene, se pornete de la ARN-m folosit ca matri pentru sinteza ADN-ului. De exemplu, pentru artificial a genei ce determin producerea hormonului de cretere uman s-a extras ARN-m din hipofiz i s-a introdus n Escherichia coli care s-a cultivat industrial. Aceasta a produs cantiti crescute de hormon.Beneficiile ingineriei genetice

Folosindu-se de ingineria genetic omenirea ar putea nltura multe din problemele sale actuale. Plante cu o rezisten i o productivitate mai mare ar putea eradica foamea i ar putea salva multe din zonele naturale, att de afectate de extinderea terenurilor agricole. Inserndu-se anumitor plante gene umane, rspunztoare de producerea anumitor substane precum hormonii sau anticorpii, aceste plante ar putea produce astfel de substane, att de necesare celor care sufer de anumite afeciuni.

De asemenea, ingineria genetic ar putea:

corecta diverse deficiene ale unor persoane, care le pun pe acestea n poziie de inferioritate fa de alte persoane;

ar putea mbunti anumite caliti omeneti, dnd astfel un ascendent unora asupra altor persoane;

s-ar putea "crea" caliti unor persoane care sunt foarte rare la om sau care au o intensitate mult inferioar celei posibile prin intervenia ingineriei genetice.