Bioteknologjia. Bioteknologjia: për gjërat më të rëndësishme dhe më premtuese në shkencë Çfarë lloj OMGJ është kjo, pasi të gjithë kanë kaq shumë frikë prej saj?

16.03.2024

Termi "bioteknologji" u përdor për herë të parë nga inxhinieri hungarez Karl Ereky në 1917. Disa elementë të bioteknologjisë u shfaqën shumë kohë më parë. Në thelb, këto ishin përpjekje për të përdorur qeliza individuale (mikroorganizma) dhe disa enzima në prodhimin industrial për të lehtësuar shfaqjen e një sërë procesesh kimike.

Kështu, në vitin 1814, akademiku i Shën Petersburgut K. S. Kirchhoff zbuloi fenomenin e katalizës biologjike dhe u përpoq të merrte sheqer nga lëndët e para të disponueshme shtëpiake duke përdorur një metodë biokatalitike (deri në mesin e shekullit të 19-të, sheqeri merrej vetëm nga kallam sheqeri). Në vitin 1891, në SHBA, biokimisti japonez Dz. Takamine mori patentën e parë për përdorimin e preparateve enzimë për qëllime industriale: shkencëtari propozoi përdorimin e diastazës për sakarifikimin e mbetjeve bimore.

Në fillim të shekullit të 20-të, industria e fermentimit dhe mikrobiologjike u zhvilluan në mënyrë aktive. Po këto vite u bënë përpjekjet e para për përdorimin e enzimave në industrinë e tekstilit.

Në vitet 1916-1917, biokimisti rus A. M. Kolenev u përpoq të zhvillonte një metodë që do të bënte të mundur kontrollin e veprimit të enzimave në lëndët e para natyrore gjatë prodhimit të duhanit.

Një kontribut i madh në përdorimin praktik të arritjeve të biokimisë dha Akademiku A. N. Bakh, i cili krijoi një fushë të rëndësishme të aplikuar të biokimisë - biokimi teknike. A. N. Bach dhe studentët e tij zhvilluan shumë rekomandime për përmirësimin e teknologjive për përpunimin e një shumëllojshmërie të lëndëve të para biokimike, përmirësimin e teknologjive për pjekjen, prodhimin e birrës, verën, prodhimin e çajit dhe duhanit, etj., si dhe rekomandime për rritjen e rendimentit të bimëve të kultivuara nga menaxhimin e tyre me procese biokimike.

Të gjitha këto studime, si dhe ecuria e industrive kimike dhe mikrobiologjike dhe krijimi i prodhimit të ri industrial biokimik (çaj, duhan, etj.) ishin parakushtet më të rëndësishme për shfaqjen e bioteknologjisë moderne.

Në terma të prodhimit, industria mikrobiologjike u bë baza e bioteknologjisë në procesin e formimit të saj. Gjatë viteve të pasluftës, industria mikrobiologjike fitoi karakteristika thelbësisht të reja: mikroorganizmat filluan të përdoren jo vetëm si një mjet për të rritur intensitetin e proceseve biokimike, por edhe si fabrika sintetike miniaturë të afta për të sintetizuar përbërjet kimike më të vlefshme dhe komplekse brenda. qelizat e tyre. Pika e kthesës u shoqërua me zbulimin dhe fillimin e prodhimit të antibiotikëve.

Antibiotiku i parë, penicilina, u izolua në vitin 1940. Pas penicilinës, u zbuluan antibiotikë të tjerë (kjo punë vazhdon edhe sot e kësaj dite). Me zbulimin e antibiotikëve, u shfaqën menjëherë detyra të reja: krijimi i prodhimit të substancave medicinale të prodhuara nga mikroorganizmat, puna për uljen e kostos dhe rritjen e disponueshmërisë së barnave të reja dhe marrja e tyre në sasi shumë të mëdha të nevojshme nga mjekësia.

Sintetizimi i antibiotikëve kimikisht ishte shumë i shtrenjtë apo edhe tepër i vështirë, pothuajse i pamundur (nuk është pa arsye që sinteza kimike e tetraciklinës nga shkencëtari sovjetik Akademik M. M. Shemyakin konsiderohet si një nga arritjet më të mëdha të sintezës organike). Dhe më pas ata vendosën të përdorin mikroorganizma që sintetizojnë penicilinë dhe antibiotikë të tjerë për prodhimin industrial të barnave. Kështu lindi fusha më e rëndësishme e bioteknologjisë, bazuar në përdorimin e proceseve të sintezës mikrobiologjike.

Llojet e bioteknologjisë

Bioinxhinieria

Bioinxhinieria ose inxhinieria biomjekësore është një disiplinë që synon avancimin e njohurive të inxhinierisë, biologjisë dhe mjekësisë dhe përmirësimin e shëndetit të njeriut nëpërmjet zhvillimeve ndërdisiplinore që kombinojnë qasjet inxhinierike me përparimet në shkencën biomjekësore dhe praktikën klinike. Bioinxhinieria/inxhinieria biomjekësore është aplikimi i qasjeve inxhinierike për të zgjidhur problemet mjekësore për të përmirësuar kujdesin shëndetësor. Kjo disiplinë inxhinierike fokusohet në përdorimin e njohurive dhe përvojës për të gjetur dhe zgjidhur probleme në biologji dhe mjekësi.

Bioinxhinierët punojnë për të mirën e njerëzimit, duke u marrë me sistemet e gjalla dhe duke aplikuar teknologji të avancuara për të zgjidhur problemet mjekësore. Specialistët e inxhinierisë biomjekësore mund të marrin pjesë në krijimin e pajisjeve dhe pajisjeve, në zhvillimin e procedurave të reja bazuar në njohuritë ndërdisiplinore dhe në kërkime që synojnë marrjen e informacionit të ri për zgjidhjen e problemeve të reja.

Ndër arritjet e rëndësishme të bioinxhinierisë janë zhvillimi i nyjeve artificiale, rezonanca magnetike, pacemakers, artroskopia, angioplastika, protezat e lëkurës të bioinxhinieruara, dializa renale dhe makineritë zemër-mushkëri. Gjithashtu, një nga fushat kryesore të kërkimit bioinxhinierik është përdorimi i metodave të modelimit kompjuterik për krijimin e proteinave me veti të reja, si dhe modelimi i ndërveprimit të komponimeve të ndryshme me receptorët qelizorë me qëllim zhvillimin e farmaceutikëve të rinj (“dizajni i barnave”).

Biomjekësi

Një degë e mjekësisë që studion nga një këndvështrim teorik trupin e njeriut, strukturën dhe funksionin e tij në kushte normale dhe patologjike, gjendjet patologjike, metodat e diagnostikimit, korrigjimit dhe trajtimit të tyre. Biomjekësia përfshin informacionin dhe kërkimin e grumbulluar, në një masë më të madhe ose më të vogël, mjekësinë e përgjithshme, mjekësinë veterinare, stomatologjinë dhe shkencat themelore biologjike, si kimia, kimia biologjike, biologjia, histologjia, gjenetika, embriologjia, anatomia, fiziologjia, patologjia, inxhinieria biomjekësore, zoologjisë, botanikës dhe mikrobiologjisë.

Monitorimi, korrigjimi, inxhinierimi dhe kontrollimi i sistemeve biologjike njerëzore në nivel molekular duke përdorur nan pajisje dhe nanostruktura. Një numër teknologjish për industrinë e nanomjekësisë janë krijuar tashmë në botë. Këto përfshijnë shpërndarjen e synuar të barnave në qelizat e sëmura, laboratorët në një çip dhe agjentë të rinj baktericid.

Biofarmakologjia

Një degë e farmakologjisë që studion efektet fiziologjike të prodhuara nga substancat me origjinë biologjike dhe bioteknologjike. Në fakt, biofarmakologjia është fryt i konvergjencës së dy shkencave tradicionale - bioteknologjisë, përkatësisht, asaj dege të saj, e cila quhet "e kuqe", bioteknologjisë mjekësore dhe farmakologjisë, e cila më parë ishte e interesuar vetëm për kimikatet me molekula të vogla, si rezultat i interesit të ndërsjellë.

Objektet e kërkimit biofarmakologjik janë studimi i biofarmaceutikëve, planifikimi i prodhimit të tyre, organizimi i prodhimit. Agjentët terapeutikë biofarmakologjikë dhe mjetet për parandalimin e sëmundjeve merren duke përdorur sisteme të gjalla biologjike, inde të organizmave dhe derivatet e tyre, duke përdorur bioteknologjinë, domethënë substanca medicinale me origjinë biologjike dhe bioteknologjike.

Bioinformatika

Një grup metodash dhe qasjesh, duke përfshirë:

metodat matematikore të analizës kompjuterike në gjenomikën krahasuese (bioinformatika gjenomike);
zhvillimi i algoritmeve dhe programeve për parashikimin e strukturës hapësinore të proteinave (bioinformatika strukturore);
kërkime mbi strategjitë, metodologjitë e duhura llogaritëse dhe menaxhimin e përgjithshëm të kompleksitetit të informacionit të sistemeve biologjike.

Bioinformatika përdor metoda të matematikës së aplikuar, statistikave dhe shkencave kompjuterike. Bioinformatika përdoret në biokimi, biofizikë, ekologji dhe fusha të tjera.

Bionika

Shkenca e aplikuar për aplikimin në pajisjet dhe sistemet teknike të parimeve të organizimit, vetive, funksioneve dhe strukturave të natyrës së gjallë, domethënë, formave të gjallesave në natyrë dhe analogëve të tyre industrialë. E thënë thjesht, bionika është një kombinim i biologjisë dhe teknologjisë. Bionics shikon biologjinë dhe teknologjinë nga një këndvështrim krejtësisht i ri, duke shpjeguar se çfarë ngjashmërish dhe dallimesh ekzistojnë në natyrë dhe teknologji.

Dalloni:

bionika biologjike, e cila studion proceset që ndodhin në sistemet biologjike;
bionika teorike, e cila ndërton modele matematikore të këtyre proceseve;
bionika teknike, e cila aplikon modele të bionikës teorike për zgjidhjen e problemeve inxhinierike.

Bionika është e lidhur ngushtë me biologjinë, fizikën, kiminë, kibernetikën dhe shkencat inxhinierike: elektronikë, navigacion, komunikim, shkencë detare dhe të tjera.

Bioremediation

Një grup metodash për pastrimin e ujit, tokës dhe atmosferës duke përdorur potencialin metabolik të objekteve biologjike - bimëve, kërpudhave, insekteve, krimbave dhe organizmave të tjerë.

Klonimi

Shfaqja në mënyrë natyrale ose prodhimi i disa organizmave gjenetikisht identikë nëpërmjet riprodhimit aseksual (përfshirë vegjetativin). Termi "klonim" në të njëjtin kuptim përdoret shpesh në lidhje me qelizat e organizmave shumëqelizorë. Klonimi quhet edhe marrja e disa kopjeve identike të molekulave trashëgimore (klonimi molekular). Së fundi, klonimi shpesh referohet edhe si metoda bioteknologjike të përdorura për të prodhuar artificialisht klone të organizmave, qelizave ose molekulave. Një grup organizmash ose qelizash gjenetikisht identike është një klon.

Inxhinieri gjenetike

Thelbi i inxhinierisë gjenetike është krijimi artificial i gjeneve me vetitë e dëshiruara dhe futja e tyre në qelizën e duhur. Transferimi i gjenit kryhet nga një vektor (ADN rekombinante) - një molekulë e veçantë e ADN-së e ndërtuar nga ADN-ja e viruseve ose plazmideve, e cila përmban gjenin e dëshiruar, e transporton atë në qelizë dhe siguron integrimin e tij në aparatin gjenetik të qelizës.

Për të shënuar qeliza të caktuara të organizmave në studimet gjenetike molekulare, përdoret gjeni GFP i izoluar nga kandil deti. Ai siguron sintezën e proteinës fluoreshente, e cila shkëlqen në errësirë.

Inxhinieria gjenetike përdoret gjerësisht si në kërkimin shkencor ashtu edhe në metodat më të fundit të mbarështimit.

Bioteknologjia është një grup metodash industriale që përdoren për të prodhuar substanca të ndryshme duke përdorur organizma të gjallë, procese biologjike ose fenomene. Bioteknologjia tradicionale bazohet në fenomenin e fermentimit - përdorimin e enzimave mikrobike në proceset e prodhimit. Inxhinieria qelizore është një degë e bioteknologjisë që zhvillon dhe përdor teknologji për kultivimin e qelizave dhe indeve jashtë trupit në kushte artificiale. Inxhinieria gjenetike është një degë e bioteknologjisë që zhvillon dhe përdor teknologji për izolimin e gjeneve nga organizmat dhe qelizat individuale, modifikimin e tyre dhe futjen e tyre në qeliza ose organizma të tjerë.

Disa aspekte etike dhe ligjore të përdorimit të metodave bioteknologjike

Etika është doktrina e moralit, sipas së cilës virtyti kryesor është aftësia për të gjetur një terren të mesëm midis dy ekstremeve. Kjo shkencë u themelua nga Aristoteli.

Bioetika është një pjesë e etikës që studion anën morale të veprimtarisë njerëzore në mjekësi dhe biologji. Termi u propozua nga V.R. Potter në vitin 1969

Në një kuptim të ngushtë, bioetika i referohet një sërë problemesh etike në fushën e mjekësisë. Në një kuptim të gjerë, bioetika i referohet studimit të problemeve sociale, mjedisore, mjekësore dhe socio-ligjore që prekin jo vetëm njerëzit, por edhe çdo organizëm të gjallë të përfshirë në ekosisteme. Domethënë ka një orientim filozofik, vlerëson rezultatet e zhvillimit të teknologjive dhe ideve të reja në mjekësi, bioteknologji dhe biologji në përgjithësi.

Metodat moderne bioteknologjike kanë një potencial kaq të fuqishëm dhe të pa eksploruar plotësisht, saqë përdorimi i tyre i gjerë është i mundur vetëm me respektim të rreptë të standardeve etike. Parimet morale që ekzistojnë në shoqëri na detyrojnë të kërkojmë një kompromis midis interesave të shoqërisë dhe individit. Për më tepër, interesat e individit aktualisht po vendosen mbi interesat e shoqërisë. Prandaj, respektimi dhe zhvillimi i mëtejshëm i standardeve etike në këtë fushë duhet të synohet, para së gjithash, në mbrojtjen e plotë të interesave njerëzore.

Futja masive në praktikën mjekësore dhe komercializimi i teknologjive thelbësisht të reja në fushën e inxhinierisë gjenetike dhe klonimit ka sjellë gjithashtu nevojën për krijimin e një kuadri ligjor të përshtatshëm që rregullon të gjitha aspektet ligjore të aktiviteteve në këto fusha.

Le të ndalemi në ato fusha të kërkimit bioteknologjik që lidhen drejtpërdrejt me një rrezik të lartë të shkeljes së të drejtave individuale dhe shkaktojnë debatin më të nxehtë rreth përdorimit të tyre të gjerë: transplantimi i organeve dhe qelizave për qëllime terapeutike dhe klonimi.

Vitet e fundit, ka pasur një rritje të mprehtë të interesit për studimin dhe përdorimin e qelizave burimore embrionale njerëzore në biomjekësi dhe teknikat e klonimit për marrjen e tyre. Siç dihet, qelizat burimore embrionale janë të afta të shndërrohen në lloje të ndryshme qelizash dhe indesh (hematopoietike, riprodhuese, muskulare, nervore, etj.). Ato rezultuan premtuese për përdorim në terapi gjenetike, transplantologji, hematologji, mjekësi veterinare, farmakotoksikologji, testime medikamentesh etj.

Këto qeliza janë të izoluara nga embrionet njerëzore dhe fetuset e zhvillimit 5-8 javësh të marra gjatë ndërprerjes mjekësore të shtatzënisë (si rezultat i abortit), gjë që ngre pyetje të shumta në lidhje me ligjshmërinë etike dhe ligjore të kryerjes së kërkimit mbi embrionet njerëzore, duke përfshirë këtu: :

Sa i nevojshëm dhe i justifikuar është kërkimi shkencor mbi qelizat burimore embrionale të njeriut?
A lejohet të shkatërrohet jeta e njeriut për hir të përparimit mjekësor dhe sa morale është kjo?
A është kuadri ligjor i zhvilluar mjaftueshëm për përdorimin e këtyre teknologjive?

Në një numër vendesh, çdo hulumtim mbi embrionet është i ndaluar (për shembull, në Austri, Gjermani). Në Francë, të drejtat e embrionit mbrohen që nga momenti i konceptimit. Në MB, Kanada dhe Australi, megjithëse krijimi i embrioneve për qëllime kërkimore nuk është i ndaluar, një sistem legjislacioni është zhvilluar për të rregulluar dhe kontrolluar kërkime të tilla.

Në Rusi, situata në këtë fushë është më se e pasigurt: aktivitetet për studimin dhe përdorimin e qelizave staminale nuk janë të rregulluara sa duhet dhe mbeten boshllëqe të konsiderueshme në legjislacion që pengojnë zhvillimin e kësaj fushe. Lidhur me klonimin, në vitin 2002, ligji federal prezantoi një ndalim të përkohshëm (5-vjeçar) për klonimin e njerëzve, por ai skadoi në vitin 2007 dhe çështja mbetet e hapur.

Tregu i bioteknologjisë

IT ka shumë më tepër paralele me bioteknologjinë moderne sesa mund të duket në shikim të parë. Teknologjitë e informacionit nuk u shfaqën më vete; Si rezultat, sot IT është fusha e “starup-eve të lehta”, në të cilën kalon shumë pak kohë nga lindja e një ideje deri në fitimin dhe pak njerëz mendojnë për punën që është bërë deri më sot.

Situata me bioteknologjitë është e ngjashme, ne jemi vetëm tani në një fazë më të hershme, kur mjetet dhe programet janë ende duke u zhvilluar. Bioteknologjitë janë duke pritur për shfaqjen e "kompjuterit të tyre personal", vetëm në rastin tonë nuk do të jetë një pajisje masive e kuptueshme - ne po flasim më shumë për një grup mjetesh efektive dhe të lira.

Mund të themi se situata tani është e ngjashme me atë që ishte në vitet 1990 në IT. Teknologjitë janë ende në zhvillim dhe janë mjaft të shtrenjta. Për shembull, sekuenca e plotë e një personi kushton 1000 dollarë. Kjo është shumë më e lirë se çmimi prej 3.3 miliardë dollarësh i Projektit të Gjenomit Njerëzor, por është ende tepër i lartë për një person mesatar dhe aplikimi i tij për diagnostikimin klinik në një shkallë të gjerë nuk është ende i mundur. Për ta bërë këtë, teknologjia duhet të bjerë në çmim me një faktor tjetër prej 10 dhe të përmirësojë vetitë teknike aq shumë sa gabimet e renditjes të nivelohen. Nuk ka projekte kaq të fuqishme në bioteknologji si Facebook, por Illumina, Oxford Nanopore, Roche janë të gjitha kompani jashtëzakonisht të suksesshme, aktivitetet e të cilave shpesh i ngjajnë Google, i cili blen startup-e interesante. Nanopore, për shembull, u bënë miliarderë para se të hynin në treg falë një kombinimi të një ideje të mirë fillestare, menaxhimit dhe suksesit në mbledhjen e fondeve.

Sot, bioteknologjia është gjithashtu një treg i madh i të dhënave, dhe kjo vazhdon paralelet me IT-në, e cila në këtë rast shërben si një lloj mjeti për bioteknologjinë më të madhe dhe më komplekse. Kompani të tilla si Editas Medicine (një nga krijuesit e teknologjisë së mirënjohur të redaktimit të gjenomit CRISPR/Cas9) e kanë bërë IP-në e tyre bazuar në rezultatet e renditjes së të dhënave gjenomike bakteriale nga burime të hapura. Ata ishin larg nga të parët që korrën përfitimet e informacionit të grumbulluar, nuk ishin as të parët që zbuluan parimin e funksionimit të grupit CRISPR, por ishte Editas Medicine ajo që krijoi produktin bioteknologjik. Sot është një kompani me vlerë më shumë se 1 miliard dollarë.

Dhe ky nuk është i vetmi biznes që do të lindë nga analiza e të dhënave ekzistuese. Për më tepër, nuk mund të thuhet se ka një radhë për të dhëna të tilla - tashmë ka shumë më tepër sesa mund të analizohet, dhe do të ketë edhe më shumë, sepse shkencëtarët nuk ndalojnë sekuencën. Fatkeqësisht, metodat e analizës janë ende të papërsosura, kështu që jo të gjithë janë në gjendje t'i kthejnë të dhënat në një produkt shumë miliardë dollarësh. Por nëse vlerësojmë shpejtësinë e zhvillimit të mjeteve të analizës (indikacion: është shumë i shpejtë), nuk është e vështirë të kuptohet se në të ardhmen do të ketë shumë kompani të tjera që do të vërejnë diçka interesante në të dhënat e mëdha gjenomike.

A mund të bëhet Rusia një vend bioteknologjik?

Problemi kryesor i bioteknologjisë në Rusi nuk është ndalimi i OMGJ-ve, siç mendojnë shumë njerëz, por një numër i madh i barrierave të ndryshme burokratike. Ky fakt vihet re edhe në qeveri. Por edhe barrierat mund të përshtaten. Gjatë 26 viteve të fundit, ne jemi zhvilluar nën presionin e reformave, ndryshimeve të vazhdueshme në rregullat e lojës dhe biznesi ka nevojë për stabilitet dhe besim se nuk do të ketë asnjë goditje.

Nëse nuk ndërhyhet në bioteknologjitë ruse, ato do të fillojnë të zhvillohen. Gjithashtu dua të theksoj se një dëshirë e pamenduar për të ndihmuar, ato investime shtetërore shumë të pamenduara, në fakt çojnë në rezultatin e kundërt - subvencionet u mësojnë kompanive se do të mbështeten vazhdimisht nga shteti. Siç tregon praktika, kompanitë me investime shtetërore bëhen joefektive. Konkurrenca e shëndetshme duhet gjithandej, ndaj kontributet fillestare nuk duhet të vijnë as nga shteti, por nga biznesi, i cili duhet të ndihet i sigurt në të ardhmen, diçka me të cilën kemi ende probleme.

Gjëja më e saktë për shtetin është të investojë në krijimin e një mjedisi optimal për bioteknologjinë. Ne kemi mendje dhe njerëz me energji dhe dëshirë për të krijuar - është e rëndësishme të mos lejojmë që kjo dëshirë të shkojë dëm.

Sot, bioteknologjitë janë në një fazë të rritjes intensive, por tashmë është e mundur të imagjinohet vektori i zhvillimit të tyre. Në fund të fundit, vetë kuptimi i teknologjisë nuk do të ndryshojë, ashtu siç nuk ndryshoi pas ardhjes së kompjuterit: ideja e saj në vitin 1951 nuk ishte shumë e ndryshme nga ajo që qëndron pas kompjuterëve modernë. Vetëm funksionaliteti dhe performanca ndryshojnë ndjeshëm. E njëjta gjë do të ndodhë me bioteknologjitë, dhe shtytësi i zhvillimit të tyre është edhe më i qartë - kjo është dëshira e përjetshme e njerëzve për të qenë të shëndetshëm dhe të jetojnë gjatë, pa respektuar të gjitha rregullat komplekse të një stili jetese të shëndetshëm. Prandaj, në të ardhmen shumë të afërt do të shohim ngritjen e bioteknologjisë, dhe në fund të fundit ky është një lajm i madh për të gjithë njerëzimin.

Ka shumë thashetheme që qarkullojnë rreth ushqimeve të modifikuara gjenetikisht. Mjekët na paralajmërojnë se OMGJ-të shkaktojnë dëm të madh për shëndetin e njeriut. Nga ana tjetër, ka nga ata që pretendojnë se nuk janë bërë kërkime serioze që konfirmojnë rrezikun e OMGJ-ve. Pra, ku është, me të vërtetë?

Produktet e modifikuara gjenetikisht u shfaqën për herë të parë në tregun botëror më shumë se 20 vjet më parë. Në vitin 1994, Shtetet e Bashkuara lejuan zyrtarisht shitjen e domates GM. Që atëherë, janë zhvilluar shumë lloje të reja dhe të përmirësuara të perimeve, frutave dhe kulturave të gjalla.

Çfarë lloj OMGJ është kjo, nëse të gjithë kanë kaq frikë prej saj?

Produktet e modifikuara gjenetikisht quhen gjithashtu transgjenike, pasi ato krijohen duke përdorur inxhinierinë gjenetike. Me fjalë të thjeshta, si ushqimi ashtu edhe organizmat e gjallë mund të modifikohen gjenetikisht. Ato përmbajnë gjene të transplantuara artificialisht nga bimë ose kafshë të tjera. Ky proces në mbarështim quhet "kryqëzimi".

Pse transplantohen gjenet? Dhe në mënyrë që bima të bëhet rezistente ndaj stresit ndaj insekteve, sëmundjeve të ndryshme ose kushteve klimatike. Kjo siguron rritje të jetëgjatësisë, shije të përmirësuar dhe mbrojtje nga dëmtuesit. Shumë vende e zgjidhin problemin e rendimentit në këtë mënyrë. Në fund të fundit, është shumë më e lehtë të rriten dhe të ruhen bimët, frutat dhe perimet e modifikuara gjenetikisht sesa ato konvencionale, të cilat janë shumë të ndjeshme ndaj ndikimeve mjedisore.

Në Amerikë, një varietet luleshtrydhe u edukua me gjenin e një peshku që jeton në detet veriore. Kështu, shkencëtarët kanë arritur rezistencën e tij ndaj ngricave. Por një lektinë, gjenomi i borës, u fut në patate, gjë që e bën frutin rezistent ndaj dëmtuesve. Brazili është i specializuar në rritjen e fasuleve të zeza të modifikuara për të luftuar virusin e mozaikut. Kinezët kultivojnë oriz rezistent ndaj nxehtësisë dhe thatësirës. Në Indi, transgjenet përdoren për të përmirësuar vetitë e bananeve, misrit, lulelakrës dhe kungujve të njomë.

Ndër 18 vendet në të cilat kultivimi i bimëve GM lejohet zyrtarisht, liderët janë Shtetet e Bashkuara, Argjentina, Kanadaja, Brazili, Australia dhe Kina. Në Rusi, lejohen për përdorim: 3 lloje soje, 6 lloje misri, 3 lloje patate, 2 lloje panxhar, 2 lloje orizi dhe 5 lloje kulturash të tjera. Por autoritetet zvicerane ndaluan përdorimin dhe shitjen e OMGJ-ve për 5 vjet. Kontroll i rreptë mbi përdorimin e produkteve GM është futur gjithashtu në MB.

Si fitohen bimët e modifikuara gjenetikisht?

Gjithçka fillon në laborator. Hapi i parë është të izoloni shkencërisht një gjen specifik nga një bimë. Pastaj transplantohet në një qelizë të kulturës së zgjedhur të gjallë. Kjo është bërë për të përmirësuar vetitë e saj. Biologët thonë se bimët e modifikuara gjenetikisht që rezultojnë testohen për sigurinë ushqimore dhe biologjike.

Fakte rreth përfitimeve të OMGJ-ve

Mbështetësit e OMGJ-ve, mes argumenteve të ndryshme, e konsiderojnë gjënë më të rëndësishme furnizimin me produkte bujqësore kryesisht për popullsinë e qyteteve të vogla dhe megaqyteteve.
Rritja e frutave, perimeve dhe drithërave të modifikuara gjenetikisht rezistente ndaj stresit mund të rrisë ndjeshëm rendimentin e kulturave bujqësore.
Rritja e produkteve transgjenike bën të mundur heqjen e pesticideve që spërkaten mbi të mbjellat. Në të ardhmen, kjo do të bëjë të mundur heqjen e sëmundjeve kronike, përfshirë alergjitë.
Një argument tjetër është pohimi se në fakt efekti i produkteve GM në trupin e njeriut ende nuk është vërtetuar.

Fakte për rreziqet e OMGJ-ve

Kundërshtarët e OMGJ-ve argumentojnë se produktet transgjenike janë të dëmshme për trupin e njeriut. Edhe pse nuk ka prova të drejtpërdrejta për këtë. Sidoqoftë, ekspertët fokusohen në sëmundje të tilla si alergjitë, obeziteti, kanceri, aborti dhe të tjera.
Produktet e inxhinierisë gjenetike mund të kontribuojnë në rezistencën ndaj antibiotikëve në trup. Ato përdoren për të krijuar produkte transgjenike për të parandaluar sëmundjet nga prishja e të korrave.
Sipas disa raporteve, konsumimi i OMGJ-ve ndikon në nivelet hormonale të fëmijëve. Ekspertët vërejnë se në trupin e një fëmije në rritje, produktet GM mund të sillen në mënyrë të paparashikueshme.
Frutat dhe perimet e modifikuara gjenetikisht përmbajnë një çekuilibër të vitaminave, aminoacideve, mikroelementeve dhe acideve yndyrore. Kur konsumoni një ushqim të tillë, metabolizmi dhe imuniteti mund të prishen.

Produktet më të zakonshme të modifikuara gjenetikisht

- kokrrat e sojës, farat e rapit, misri, farat e lulediellit dhe derivatet e tyre (përfshirë vajin e lulediellit dhe misrit, kokoshkat, qumështin pluhur të sojës, koktej proteinash dhe bare për atletët);

- patate (patate të skuqura, pure patate të thata, niseshte, produkte gjysëm të gatshme, etj.);

— grurë (produkte buke dhe ëmbëlsirash);

— domate (salca, ketchup, makarona, etj.);

- kungull i njomë, qepë, karrota, panxhar, përfshirë. sheqer panxhari;

- orizi dhe produktet e prodhuara prej tij;

— çokollata, karamel, akullore, pije të gazuara;

— peshku dhe produktet e mishit dhe produktet gjysëm të gatshme;

— majonezë, margarinë, produkte të qumështit, etj.;

- ushqim për fëmijë për të sapolindurit.

Dhe madje edhe ata që rritin perimet dhe frutat e tyre mund të blejnë fara të modifikuara gjenetikisht në treg ose në dyqane të specializuara.

Ka disa mënyra për të dalluar produktet GM nga ato natyrale. Produktet e modifikuara gjenetikisht janë gjithmonë pothuajse të përsosura në formë, të pastra, pa kalbje, pa shenja sëmundjesh apo ngrënjeje nga insektet. Produktet GM, ndryshe nga ato natyrale, nuk prodhojnë lëng të bollshëm kur priten.

Firmat që përdorin produkte GM

Korporatat e mëdha janë veçanërisht aktive në përdorimin e kulturave të modifikuara gjenetikisht. Këtu është një listë jo shteruese e markave të njohura:

Kellogg's, Nestle, Heinz Foods, Hershey, McDonalds, Coca-Cola, Danon, Similac, Lays, Mars, Pepsi Cola, Milka, Lipton, Cadbury, McDonalds.

Zhvillimet shkencore në inxhinierinë gjenetike janë një proces i vazhdueshëm. Shkencëtarët kalojnë dhe rritin diçka gjatë gjithë kohës. Dhe jo vetëm bimët, por edhe mikroorganizmat e gjallë. Sipas statistikave zyrtare, në raftet e dyqaneve tona ka produkte që përmbajnë më shumë se 30% OMGJ. Nga rruga, jo të gjithë prodhuesit ofrojnë informacion të besueshëm mbi paketimin. Për shembull, kam hasur në pako me shenjën "Jo OMGJ" dhe përbërja tregonte niseshte të modifikuar.

Çfarë të besoni: syve tuaj apo një prodhuesi të pandershëm? Mjekët që pretendojnë se OMGJ-të janë të rrezikshme, apo biologët që thonë se dëmi i OMGJ-ve është i ekzagjeruar?

A e dini se pothuajse të gjitha racat e kafshëve dhe bimëve që përdoren në bujqësi janë produkte të inxhinierisë gjenetike, d.m.th. ndërhyrja e drejtpërdrejtë e njeriut në gjenom. Një shembull është një mushkë - një hibrid i marrë duke kryqëzuar një pelë dhe një gomar. Deri në shekullin e njëzetë, proceset e përzgjedhjes zgjatën me vite. Metodat moderne ju lejojnë të arrini rezultate shumë më shpejt - fjalë për fjalë brenda disa muajsh.

Kryerja e studimeve formale

Në fakt, janë kryer studime zyrtare mbi efektet e OMGJ-ve në trupin e njeriut. Drejtori i Përgjithshëm i Komisionit Evropian për Shkencën dhe Informacionin në raportin e tij vuri në dukje sa vijon: bazuar në më shumë se 130 projekte kërkimore të kryera gjatë më shumë se 20 viteve që përfshijnë 500 grupe të pavarura kërkimore, u zbulua se produktet e inxhinierisë gjenetike nuk janë më të rrezikshme se ato tradicionale. teknologjitë në mbarështimin e të korrave.

Kundërshtarët e produkteve të modifikuara gjenetikisht argumentojnë se pasojat e OMGJ-ve në trupin e njeriut nuk do të shfaqen menjëherë. Si përgjigje, shkencëtarët vërejnë se mbi 15 vjet të konsumimit të produkteve GM, asnjë efekt anësor nuk është bërë i njohur deri më sot. Kompanitë e mëdha që prodhojnë ushqime OMGJ (siç është Monsanto) janë detyruar të kryejnë kërkime të pavarura. Pothuajse të gjithë konfirmuan padëmshmërinë e OMGJ-ve. Nuk pati efekte afatgjata në shëndetin e minjve dhe minjve eksperimentalë (këto janë brejtës me një ndryshim të shpejtë brezash). Dhe në hulumtimin e kryer nga kundërshtarët e teknologjisë GM, u bënë shkelje të rënda.

“Bioteknologjia do të bëhet një industri kryesore e shekullit të 21-të”, thotë themeluesi i kompanisë së re Twist Bioscience (San Francisko, SHBA). Objekti së fundmi iu dha rreth 31 milionë dollarë për të krijuar një pajisje të automatizuar shumë efikase për të prodhuar ADN sintetike. Pajisjet duhet të tejkalojnë analogët modernë me njëqind herë për sa i përket efikasitetit. Për zbatimin e projektit të deklaruar janë veçanërisht të interesuara industria kimike, bujqësia dhe farmaceutika.

Bioteknologjia

Materiali biologjik, në veçanti gjenet, bëhen një produkt komercial që porositet nga furnitorë të veçantë. Disa kompani të teknologjisë së lartë në dispozicion mund të sintetizojnë pothuajse çdo kombinim gjenesh për t'iu përshtatur nevojave të çdo klienti. Megjithatë, gjendja aktuale e industrisë mund të ndryshohet rrënjësisht nga zhvillimet inovative të startup-it kalifornian Twist Bioscience.

Javën e kaluar, kompania foli përsëri për tërheqjen e suksesshme të 26 milionë dollarëve në investime kapitale për të zbatuar teknologjinë e sintezës së gjeneve. Twist Bioscience u mbështet nga Agjencia e Projekteve Kërkimore të Avancuara të Mbrojtjes së qeverisë së SHBA (DARPA) me një kontratë me vlerë pothuajse 5 milionë dollarë.

"Në vetëm 10 muaj, ne mblodhëm një ekip të klasit të lartë kërkimor dhe menaxhues dhe krijuam një prototip meshë silikoni me 10 mijë "priza", e cila është e nevojshme për prodhimin e ADN-së sintetike," tha Emily Leprus, drejtoresha e përgjithshme e institucionit. . "Ne do të ofrojmë produktet dhe shërbimet e para deri në fund të 2015."

Sintetizuesi i gjeneve të ardhshme do të jetë me përmasa 1.8 x 1.8 m Pjesa kryesore, "zemra" e pajisjes, do të jetë një pllakë silikoni. Në fillim do të ketë një pjesë të tillë për çdo makinë. Sot ato janë bërë kryesisht prej plastike në një format 8x12 cm, secila prej tyre ka 96 priza në formë koni. Twist Bioscience do t'i bëjë ato nga silikoni dhe do t'i zvogëlojë në madhësinë e një pulle postare. Për më tepër, në secilën prej të ashtuquajturave qeliza do të vendosen 96 pjesë të tjera mikroskopike të ngjashme, domethënë në vetëm një tabelë do të ketë më shumë se 9 mijë lidhje.

Shënim për lexuesin: Nëse keni nevojë për një çerdhe pemësh dhe shkurre, atëherë kontaktoni specialistët në faqen e internetit zm-plants.ru. Jam i sigurt se do të jeni të kënaqur me bashkëpunimin reciprok të dobishëm!

Krahasuar me mostrat moderne, pajisjet Twist Bioscience do të prodhojnë materiale gjenetike njëqind herë më efikase - dhe me një kosto dukshëm më të ulët. "Ajo që po bëjmë është krijimi i një procesi prodhimi që mund të sintetizojë shpejt dhe me çmim të ulët sasi të mëdha gjenesh me cilësi shumë të lartë," tha Emily Leprus. "Ne nuk po kërkojmë për magjepsje, ne po kërkojmë besueshmëri."

Studiuesja mori vendimin për të filluar projektin së bashku me kolegët e saj: Bill Banyai dhe Bill Peck. “Është përtej fuqisë së një personi të formojë 10 mijë gjene të ndryshme. Do të duhet shumë kohë për t'u prodhuar. Do të duhen javë apo edhe muaj për të krijuar ADN-në e plotë,” shpjegoi Leproust.

Duke marrë parasysh rrethana të tilla, u konsiderua e nevojshme zgjerimi i mundësive të sintezës së njëkohshme të gjeneve; të prodhojë një pajisje që do të kontrollonte pompimin e lëngjeve dhe proceset e tjera teknologjike. Vaferat silikoni do të prodhohen në të njëjtat pajisje të përdorura në industrinë elektronike; është tashmë në treg dhe është relativisht i lirë.

Planet e ardhshme: punësimi i 80 punonjësve, përfshirë specialistë të shkencave kompjuterike, inxhinierisë softuerike, kimisë, biokimisë, marketingut, etj. Puna është përpara për krijimin e një sintetizuesi të gjeneve dhe softuerit - ata do të na lejojnë të automatizojmë plotësisht procesin e prodhimit të gjeneve.

Nëse ka sukses, Twist Bioscience mund të mbështetet në klientë nga industri të ndryshme: kimike, bujqësore dhe diagnostikuese. Pajisjet e kompanisë do të bëjnë të mundur prodhimin e mikrobeve të modifikuara gjenetikisht të aftë për të prodhuar amonium nga azoti në ajër. Falë kësaj teknologjie, nuk ka nevojë të plehërohen arat. Një sintetizues i ri gjenesh mund të përshpejtojë shfaqjen e teknologjisë për prodhimin e plastikës nga biomasa, gjë që do të reduktonte ndjeshëm nevojën për naftë. Dhe, përveç kësaj, Twist Bioscience mund t'i bëjë vaksinat dhe ilaçet e personalizuara më të lehta dhe më të lira.

Sipas Emily Leprous, bioteknologjia do të bëhet industria kryesore e shekullit të njëzetë, sepse me ndihmën e saj bota mund të ushqehet, të sigurohet energji dhe të bëhet më e shëndetshme. “Bimët dhe mikrobet do të shpëtojnë botën. Prej tyre do të marrim ushqim dhe shëndet.”

Fillimisht, Twist Bioscience do të përqendrojë prodhimin në San Francisko, por më pas planifikon të shkojë globalisht dhe të krijojë qendra prodhimi në Evropë dhe Azi.

Komik për konkursin "bio/mol/tekst": Inxhinieria gjenetike dhe bioteknologjia, duke qenë një nga drejtimet kryesore të progresit shkencor dhe teknologjik, kontribuojnë në zgjidhjen e problemeve të ndryshme. Falë inxhinierisë gjenetike, është bërë një hap i madh drejt teknologjive të reja. Ky artikull do të flasë për historinë e zbulimit, formimit dhe suksesit të bioteknologjisë, si dhe çështjet mbi të cilat aktualisht po punojnë biologët molekularë dhe bioteknologët.

Sponsor i përgjithshëm i konkursit është kompania Diaem: furnizuesi më i madh i pajisjeve, reagentëve dhe materialeve harxhuese për kërkimin dhe prodhimin biologjik.

Çmimi i audiencës u sponsorizua nga Qendra e Gjenetikës Mjekësore.

"Libri" sponsor i konkursit - "Alpina Non-Fiction"

Inxhinieria gjenetike dhe bioteknologjia, duke qenë një nga drejtimet kryesore të progresit shkencor dhe teknologjik, kontribuojnë mirë në zgjidhjen e problemeve të ndryshme.

Aktualisht, bioteknologjia mund të zgjidhë shumë probleme në mjekësi dhe në krijimin e produkteve ushqimore. Bioteknologjia luan një rol të veçantë edhe në bujqësi. Shkencëtarët janë të angazhuar në krijimin dhe kultivimin e mëtejshëm të bimëve transgjenike dhe sintezën e mjeteve për mbrojtjen e tyre.

Falë inxhinierisë gjenetike, është bërë një hap i madh drejt teknologjive të reja. Megjithatë, zhvillimi i tij ka shkaktuar shumë polemika, duke përfshirë ato në lidhje me OMGJ-të. Pavarësisht të gjitha thashethemeve, përfitimet e OMGJ-ve janë qartë të dukshme. Bimët GM nuk kanë frikë nga të ftohtit, pesticidet apo thatësira. Përveç kësaj, përdorimi i organizmave të modifikuar gjenetikisht mund të përmirësojë cilësinë e jetës së popullsisë së vendeve të botës së tretë.

Molekula më e rëndësishme. Zbulimi i ADN-së

Pa dyshim, molekula e ADN-së zë një vend të veçantë në shkencën biologjike. Në fund të fundit, ADN-ja është bartëse e të gjithë informacionit të trashëguar, e ruan atë dhe ia kalon brezit të ardhshëm. Ishte me zbulimin e spirales së famshme të dyfishtë nga shkencëtarët Francis Crick dhe James Watson (1953) që filloi një raund i ri në historinë e kulturës njerëzore - epoka e gjenetikës, biologjisë molekulare, bioteknologjisë dhe biomjekësisë.

Rëndësia e ADN-së është kolosale, pasi në të gjithë organizmat e gjallë informacioni gjenetik ekziston në formën e një strukture të veçantë - një spirale të dyfishtë. Le të shohim ADN-në nga një këndvështrim kimik. Molekula është një zinxhir mjaft i gjatë blloqesh ndërtimi - nukleotide. Dhe çdo nukleotid përbëhet nga bazë azotike, deoksiriboza(sheqer i veçantë) dhe grupi i fosfatit.

Gjuha e shkencës. Alfabeti gjenetik

Molekula e ADN-së me dy zinxhirë ruan informacionin gjenetik dhe kodi gjenetik është sistemi për regjistrimin e sekuencës së proteinës së koduar nga nukleotidet në një gjen.

Për qartësi, mund të bëhet një paralele midis gjuhës së gjenetikës dhe çdo gjuhe tjetër. Ashtu si teksti më i zakonshëm, i shkruar, për shembull, në rusisht ose anglisht, duke përshkruar një sekuencë veprimesh, regjistrimi i informacionit në një gjen për sekuencën e aminoacideve proteinike përbëhet nga shkronja të renditura logjikisht. Kjo do të thotë, i gjithë informacioni gjenetik në një molekulë shkruhet në një grup prej katër shkronjash - i ashtuquajturi "alfabet". Nukleotidet përcaktohen me shkronja A(adeninë), T(timinë), C(citozinë) dhe G(guaninë). Ato janë të njëjta për të gjithë - nga bakteret te njerëzit. Vetëm sekuenca e këtyre shkronjave do të jetë e ndryshme.

Karakteristikat e kodit gjenetik:

Tripletë. Kodi gjenetik përbëhet nga tre shkronja - trenjake Nukleotidet e ADN-së. Ato kombinohen në sekuenca të ndryshme: HCA, ACG, AAT, etj. Secila prej trinjakëve kodon një aminoacid specifik, që do të thotë se të 20 aminoacidet ekzistuese janë të koduara nga tre nukleotide specifike.
Degjenerimi. Ka 61 treshe që kodojnë aminoacide, por ka vetëm 20 aminoacide, kështu që çdo aminoacid mund të kodohet nga disa treshe.
Padyshim. Çdo treshe korrespondon me vetëm një aminoacid.

Unazë dhe spirale. Shumëllojshmëri formash

Pas zbulimit të strukturës së ADN-së, filloi zhvillimi aktiv i biologjisë molekulare. Sidoqoftë, duke kuptuar strukturën e ADN-së në nivelin e strukturës kimike, askush nuk mund të imagjinonte se kjo molekulë mund të ishte rrethore. Siç dihet tani, bakteret kanë ADN rrethore. Por njerëzit kanë gjithashtu një molekulë unazore, ajo ndodhet në mitokondri.

Struktura rrethore e ADN-së është më efektive për dyfishimin e saj, d.m.th përsëritje. Replikimi rrethor është një proces relativisht i thjeshtë i dyfishimit të një molekule. Zinxhirët e molekulës origjinale ndahen dhe vargjeve të reja u shtohen atyre ekzistuese bazuar në parimin e komplementaritetit. Rezultati është ADN-ja e vajzës që rezulton të jetë kopje identike e origjinalit. Me një strukturë unazore të molekulës, procesi i dyfishimit ndodh më saktë.

Roli i bioteknologjisë. E vërteta rreth OMGJ-ve

Kalimi i biologjisë në nivelin molekular shkaktoi zhvillimin e bioteknologjisë. Thelbi i tij është përdorimi i metodave të inxhinierisë gjenetike për prodhimin në treg të produkteve të rëndësishme biologjike: ilaçe të reja, reagentë për kërkime shkencore dhe ushqim.

Për të krijuar të gjitha sa më sipër, përdorni proteinat rekombinante. Këto janë proteina të krijuara artificialisht me veti të reja, sinteza e të cilave kontrollohet nga gjenet e reja të futura në qeliza.

ADN-ja rekombinante

ADN-ja është materiali kryesor me të cilin punon një inxhinier gjenetik. Por rezultatet e punës do të duhet të kontrollohen dhe produkti rikombinues të prodhohet duke përdorur organizma të gjallë. Kështu, kur krijohet ADN-ja rekombinante, nuk mund të bëhet pa E. coli, e cila është e përshtatshme për prodhimin e disa produkteve bioteknologjike. Dhe kur punoni me gjenet dhe proteinat eukariote, shpesh përdoret maja e bukës. Tipari kryesor i majave është aftësia e tij e shkëlqyer për rikombinim homolog. Maja është gjithashtu e përshtatshme për t'u përdorur në prodhimin e proteinave rikombinante, pasi mund të modifikojë ARN-në e dërguar, produktet e saj janë jo toksike dhe disa specie kanë një rendiment mjaft të lartë produkti.

Mikroorganizmat e mësipërm janë bërë modele për studimin e organizimit molekular dhe zhvillimin e teknikave gjenetike në prokariotët dhe eukariotët. Për të siguruar sigurinë dhe lehtësinë e punës me ADN-në rekombinante, u krijuan mutantët e ndryshëm të Escherichia coli. Për shembull, sa vijon:

nuk mund të transferojë plazmidet në qeliza të tjera;
rezistent ndaj bakterofagëve;
që përmbajnë mutacione për të identifikuar qelizat me ADN rekombinante.

Për inxhinierët gjenetikë, ky bakter është veçanërisht i rëndësishëm sepse:

puna me të nuk kërkon pajisje të shtrenjta dhe komplekse;
është i ndjeshëm ndaj shumicës së antibiotikëve standardë (kjo lehtëson shumë zgjedhjen e shënuesve për klonim);
Gjenomi dhe biokimia e tij janë studiuar mirë dhe një larmi e madhe mjetesh janë zhvilluar për të punuar me të.

Megjithatë, E. coli ka gjithashtu një sërë disavantazhesh:

Produktet e marra gjatë punës mund të kenë veti toksike, prandaj është i nevojshëm monitorimi dhe pastrimi i vazhdueshëm;
ajo nuk di të palos dhe modifikojë në mënyrë të pavarur proteinat e sintetizuara;
ndonjëherë rendimenti i produktit të synuar zvogëlohet për shkak të formimit të proteinave me defekt.

Ndikimi i biologjisë në jetën e përditshme dhe në jetën e njeriut në tërësi u rrit gradualisht. Kjo tërhoqi vëmendjen e të gjithëve tek ajo. Aftësitë në rritje të bioteknologjisë moderne kanë shkaktuar shumë polemika, duke përfshirë ato në lidhje me OMGJ-të.

Njerëzimi ka ndërhyrë në proceset evolucionare për mijëra vjet, duke kryer përzgjedhje artificiale të organizmave me mutacione të dobishme, që ndodhin spontanisht, që janë domethënëse për njerëzit - përzgjedhje. Për shembull, një herë e një kohë misri i njohur (në kuptimin modern) nuk ekzistonte fare. Njerëzit e lashtë po kryqëzonin një të afërm të egër të misrit të sotëm - teosinte. Dhe siç doli si rezultat i hulumtimit, gjenomet e teosintit dhe misrit doli të ishin shumë të ngjashme. Dallimi midis dy specieve u përcaktua nga disa dhjetra mutacione gjenetike.

Edhe shkurtesa "OMGJ" frikëson shumë njerëz, sepse të gjithë vendosin kuptimin e tyre në të, dhe për shumë prej tyre shoqërohet me diçka të keqe, të rrezikshme dhe madje vdekjeprurëse. Me shumë mundësi, OMGJ-të ngjallin frikë tek njerëzit për shkak të mungesës së të kuptuarit të asaj që është.

OMGJ- këto janë organizma gjenomi i të cilëve është ndryshuar duke përdorur inxhinierinë gjenetike. Megjithatë, fakti mbetet se, nëpërmjet proceseve evolucionare, vetë gjenet ndryshojnë në të gjithë organizmat e gjallë. Ka vetëm një ndryshim: në procesin e evolucionit ne nuk mund ta kontrollojmë procesin e ndryshimit të gjenomit, por në laborator, duke përdorur njohuritë dhe teknologjinë moderne, ne jemi në gjendje të ndryshojmë dhe përmirësojmë gjenet.

Nga rruga, shkencëtarët gjenetikë nuk kanë as stimuj dhe as synime për të krijuar diçka që kërcënon shëndetin e të gjithë njerëzimit. Specialistët përpiqen të promovojnë përparimin shkencor dhe të prodhojnë produkte që do t'u duhen njerëzve.

Bioteknologji moderne. Inxhinieria gjenetike sot

Për momentin, shkencëtarët përballen me një sërë sfidash teknologjike. Është e mundur të modifikohen organizmat biologjikë duke përdorur inxhinierinë gjenetike dhe teknikat qelizore për të përmbushur nevojat njerëzore. Për shembull, përmirësoni cilësinë e produkteve, merrni lloje të reja bimësh dhe kafshësh, jepni organizmave të ndryshëm të gjallë veti të përmirësuara dhe krijoni ilaçet e nevojshme përmes metodave të inxhinierisë gjenetike.

Pa dyshim, inxhinieria gjenetike zë një vend të rëndësishëm në bioteknologji, duke bërë të mundur "prerjen dhe qepjen" e gjenomave të organizmave eksperimentalë. Roli i bioteknologjisë është shumë i madh, pasi metodat e saj prodhojnë proteina të modifikuara gjenetikisht (interferone, vaksina kundër sëmundjeve të rënda), substanca për farmakologji (ilaçe, antibiotikë, hormone, antitrupa). Preparate të ndryshme enzimatike përdoren në prodhimin e pluhurave larës dhe alkoolit. Roli i veçantë i bioteknologjisë është sinteza e produkteve për mbrojtjen e bimëve dhe krijimi i bimëve transgjenike

Bimët transgjenike: dëm apo përfitim?

Njerëzit kanë qenë në gjendje të ndryshojnë ADN-në e bimëve për shumë vite. Duke kryqëzuar bimët me vetitë më të mira me njëra-tjetrën, ekspertët vunë re se këto veti do të ruheshin tek pasardhësit. Kështu lindi përzgjedhja.

Puna e specialistëve të mbarështimit u thjeshtua kur ligjet gjenetike të Gregor Mendel filluan të zbatoheshin në shkencë. Më vonë u zbulua se ishte e mundur të përmirësoheshin vetitë e nevojshme të bimëve duke përdorur mutacione. Numri i këtyre mutacioneve mund të rritet nga kimikatet dhe rrezet x. Si rezultat i eksperimenteve të tilla, u morën një numër i madh i varieteteve të ndryshme bimore. Është e rëndësishme të dini se kjo metodë mund të japë rezultate të paparashikueshme, pasi dihet se mutacionet janë spontane.

Sigurisht, ju mund të mësoni për dëmin e supozuar të bimëve transgjenike nga burime të ndryshme informacioni. Dhe një nga detyrat kryesore të organizmave transgjenikë - shpëtimi i popullsisë së Tokës nga mungesa e lëndëve ushqyese të rëndësishme dhe uria - po zbehet në sfond. Ka bimë transgjenike që kanë shpëtuar jetë njerëzore. Një shembull i mirë është orizi i artë.

Orizi i artë është një varietet i modifikuar gjenetikisht i farës së orizit, kokrrat e të cilit përmbajnë një sasi të madhe të beta karoten. Këto kokrra kanë ngjyrë të verdhë të artë. Besohet të jetë kultura e parë që është modifikuar me qëllim gjenetikisht për të përmirësuar vlerën ushqyese.

Në përgjithësi, me kultivim të gjerë, orizi i artë mund të përmirësojë cilësinë e të ushqyerit disa herë në shumë vende (duke përfshirë një numër vendesh të botës së tretë) ku ka mungesë të vitaminës A. Në trupin e njeriut, vitamina A prodhohet nga beta- karoten, i cili vjen kryesisht me ushqime bimore. Dy gjene u përdorën për të modifikuar orizin: gjeni i luleve

Siç e dini, zbulimet më interesante bëhen në kryqëzimin e fushave të dijes.

Një nga fushat më premtuese në shkencat natyrore sot është bërë bioteknologjia, aftësitë e së cilës deri më tani janë studiuar mjaft dobët. Kjo degë e rëndësishme e shkencës biologjike mund të bëhet baza për një përparim teknologjik në të ardhmen e afërt, duke luajtur për shekullin e 21-të të njëjtin rol që luajtën kimia dhe elektronika për shekullin e 20-të.

Bioteknologji - kuptimi i fjalës

Në dekadat e fundit fjala "bioteknologji" gjendet gjithnjë e më shumë në faqet e mediave, në emisionet televizive dhe në internet. Për herë të parë, njerëzit filluan të flasin për bioteknologjinë në mesin e viteve 70 të shekullit të njëzetë në lidhje me metodat e reja për prodhimin e substancave medicinale - lëndë të para për barnat e prodhuara nga industria farmaceutike. Që atëherë, bioteknologjia e ka zgjeruar ndjeshëm fushën e saj.

Sot, kur flasim për bioteknologji, nënkuptojmë metoda për prodhimin e materialeve dhe produkteve që na nevojiten duke përdorur organizma të gjallë, qeliza të kultivuara në një mjedis artificial dhe një sërë procesesh biologjike. Aktualisht, objektet e bioteknologjisë më së shpeshti bëhen mikroorganizma, si dhe qeliza individuale të kafshëve ose bimëve.

Shembulli më i thjeshtë i bioteknologjisë është prodhimi i produkteve të qumështit të fermentuar - kefir, gjizë, etj. - duke përdorur kultura të baktereve të qumështit të fermentuar. Ju gjithashtu mund të mbani mend për pjekjen e bukës me maja duke përdorur maja buke. Këto bioteknologji janë të njohura për njerëzimin për shumë shekuj, por sot biologët përdorin teknika shumë më komplekse për të organizuar proceset që na duhen.

Pse nevojitet bioteknologjia?

Në çdo industri, rezultati i dëshiruar mund të arrihet në mënyra të ndryshme, por shpesh zgjidhja bioteknologjike e problemit që u është caktuar shkencëtarëve rezulton të jetë më efektive, ekonomike dhe e sigurt. Për shembull, për të gdhendur një mbishkrim në mermer, një gurgdhendës i kualifikuar duhet të punojë për disa javë.

Megjithatë, në Greqinë e Lashtë, një lloj kërmilli përdorej për të bërë mbishkrime, mukoza e të cilave është shumë acid. Siç e dini, mermeri është gur gëlqeror i kristalizuar. Duke u zvarritur përgjatë sipërfaqes së gurit, kërmilli, me mukozën e tij, dogji një vrimë në të dhe mjeshtri mund ta drejtonte moluskun vetëm në drejtimin e duhur për të marrë shpejt dhe me lehtësi mbishkrimin e dëshiruar.

Ky shembull i bioteknologjisë më të thjeshtë ilustron në mënyrë të përsosur të gjitha avantazhet e metodave biologjike. Proceset biokimike nuk kërkojnë temperaturë dhe presion të lartë, nuk ndotin mjedisin dhe shpesh janë shumë më të lira se metodat tradicionale. Kështu, bioteknologjia sot përdoret në mënyrë aktive për pasurimin e xeheve të ndryshme dhe nxjerrjen e metaleve të rralla. Funksioni i një agjenti pasurues kryhet nga mikroorganizmat që thithin metalin e kërkuar dhe e grumbullojnë atë në indet e tyre, dhe më pas vdesin, duke formuar një sediment të dendur nga i cili nuk është më e vështirë të nxirret elementi i nevojshëm.

Bioteknologjia bën të mundur përpunimin edhe të xeheve shumë të varfra, duke nxjerrë prej tyre metalet e nevojshme me saktësi të lartë dhe pa kosto të panevojshme.

Të njëjtat procese përdoren gjithashtu për trajtimin efektiv të ujërave të zeza. Nëse përdorni filtrim, pajisjet e trajtimit do të jenë shumë të shtrenjta. Llojet e baktereve të edukuara posaçërisht nxjerrin metale të rënda, përpunojnë dhe i bëjnë produktet e naftës të sigurta. Pastrimi i ujërave të zeza nuk kërkon kosto: mjafton të derdhni ujërat e zeza në një gropë dhe të futni llojet e nevojshme të mikroorganizmave atje, dhe më pas të prisni derisa uji të pastrohet.

Por më shpesh bioteknologjia përdoret për të prodhuar ilaçe të ndryshme. Me ndihmën e tij prodhohen qindra apo edhe mijëra artikuj dhe grupe barnash: antibiotikë, serume, vaksina të ndryshme etj. Një grup i veçantë i barnave janë aditivët e ushqimit - aminoacidet, proteinat, etj.

Fushat e aplikimit të bioteknologjisë

Aktualisht, bioteknologjitë janë duke punuar në mënyrë më aktive në fushat e mëposhtme:

— prodhimi i produkteve ushqimore mbi një bazë cilësore të re;

— zhvillimi dhe prodhimi i barnave që rrisin efikasitetin e bujqësisë;

— zhvillimi dhe prodhimi i barnave, vaksinave, shtesave dietike;

— bioteknologjitë për industrinë minerare dhe sferën e brendshme;

— prodhimi i barnave dhe reagentëve diagnostikues;

— bioteknologji për pastrimin e mjedisit nga ndotja antropogjene.

Ka ende shumë fusha në të cilat përdorimi i bioteknologjisë është i mundur në të ardhmen e afërt ose të largët.

Fushat e bioteknologjisë

Duke përdorur organizmat e gjallë për qëllimet e tyre, njerëzit sot mund të nxjerrin substancat e nevojshme, të përpunojnë mbeturinat në plehra të dobishëm, të trajtojnë sëmundje të ndryshme dhe shumë më tepër. Fushat e mëposhtme të bioteknologjisë po zhvillohen aktualisht në mënyrë më aktive.

— Sinteza mikrobiologjike– prodhimi i substancave dhe substancave të nevojshme duke përdorur mikroorganizma. Tashmë sot, kjo metodë përdoret në prodhimin e alkoolit, enzimave të imobilizuara dhe një sërë substancash të tjera.

— Inxhinieri gjenetike– një lloj “ndërtimi” i gjenomit të një krijese të gjallë për të marrë një organizëm me veti të specifikuara. Metodat e inxhinierisë gjenetike kanë revolucionarizuar fjalë për fjalë bujqësinë në dekadat e fundit, duke krijuar bimë të reja kulture që janë jashtëzakonisht rezistente ndaj fenomeneve negative të jashtme.

— Bioteknologjia hapësinore– një drejtim që aktualisht është në fazën e zhvillimit fillestar. Hulumtimet janë duke u zhvilluar mbi aplikimin e bioteknologjisë në hapësirë dhe po hulumtohen perspektivat për marrjen e proteinave kristalore dhe materialeve të tjera.

— Biohidrometalurgjia– nxjerrja e metalit nga xeherori duke përdorur mikroorganizma. Si rezultat i aktivitetit të baktereve, formohen kripëra metalike të tretshme, të cilat hyjnë në tretësirë dhe më pas nxirren dhe përpunohen në mënyrën e zakonshme.

Në të ardhmen e afërt, proceset bioteknologjike do të jenë në gjendje të zëvendësojnë shumë industri të pista, duke e bërë botën rreth nesh më tërheqëse, të sigurt dhe më të rehatshme për të jetuar.