Question

Прошу помогите. Проблемы и перспективы клеточной и генной инженерии.

Answer 1

Клеточная инженерия – это один из основных разделов современной биотехнологии, основанный на выделении и культивировании тканей и клеток высших многоклеточных организмов. Культивирование тканей и клеток происходит вне организма – in vitro («в пробирке, в колбе, в стеклянной посуде» ) , в специально подобранных условиях.
Значение клеточной инженерии:
1. Применение клеточных культур позволяет преодолеть многие проблемы биоэтики (биологической этики) , связанные с умерщвлением животных. Поэтому культуры клеток широко используются в научных исследованиях.
2. В культуре можно выращивать строго определенные клетки в неограниченном количестве. Поэтому культуры клеток и тканей, выделенные из природного материала, широко используются при промышленном производстве биологически активных веществ. В частности, на клеточно-тканевом уровне выращиваются женьшень, родиола розовая и другие лекарственные растения.
3. Из апикальных меристем путем микроклонирования получают посадочный материал ценных сортов растений, свободный от многих болезней (например, от вирусов и микоплазм) , в частности, безвирусный посадочный материал цветочных и плодово-ягодных культур. На питательной среде размножают и каллусные ткани, которые в дальнейшем дифференцируются с образованием целостных растений.
4. Решаются проблемы получения отдаленных гибридов растений. Во-первых, путем соматической гибридизации можно скрещивать растения, которые не скрещиваются обычным путем. Во-вторых, полученные отдаленные гибриды можно воспроизводить, минуя семенное размножение и мейотический фильтр.
5. На культурах клеток получают вакцины, например, против кори, полиомиелита. В настоящее время решается вопрос крупномасштабного производства моноклональных антител на основе гибридомных культур.
6. Сохраняя культуры клеток, можно сохранять генотипы отдельных организмов и создавать банки генофондов отдельных сортов и даже целых видов, например, в виде мериклонов (культур меристем) .
7. Манипуляции с отдельными клетками и их компонентами используются для клонирования животных. Например, ядра из клеток кишечного эпителия головастика внедряются в энуклеированные яйцеклетки лягушки. В результате из таких яйцеклеток развиваются особи с генетически идентичными ядрами.

Генная инженерия представляет собой совокупность методов, позволяющих создавать синтетические системы на молекулярно- биологическом уровне.
Генная инженерия дает возможность конструировать функционально активные структуры в форме рекомбинантных ДНК вне биологических систем (in vitro), а затем вводить их в клетки.
Практические достижения современной генной инженерии заключаются в следующем:
– Созданы банки генов, или клонотеки, представляющие собой коллекции клонов бактерий. Каждый из этих клонов содержит фрагменты ДНК определенного организма (дрозофилы, человека и других) .
– На основе трансформированных штаммов вирусов, бактерий и дрожжей осуществляется промышленное производство инсулина, интерферона, гормональных препаратов. На стадии испытаний находится производство белков, позволяющих сохранить свертываемость крови при гемофилии, и других лекарственных препаратов.
– Созданы трансгенные высшие организмы (некоторые рыбы и млекопитающие, многие растения) в клетках которых успешно функционируют гены совершенно других организмов. Широко известны генетически модифицированные растения, устойчивые к высоких дозам определенных гербицидов, а также Bt-модифицированные растения, устойчивые к вредителям.
– Разработаны методы клонирования строго определенных участков ДНК, например, метод полимеразной цепной реакции. ПЦР-технологии применяются для идентификации определенных нуклеотидных последовательностей, что используется при ранней диагностике некоторых заболеваний, например, для выявления носителей ВИЧ-инфекции.
В настоящее время интенсивно изучается возможность коррекции генома человека (и других организмов) при генетических и негенетических заболеваниях.

Answer 2

Клеточная и генная инженерия представляют собой области науки и технологий, связанные с изменением и модификацией клеток и генов в организмах. Обе эти области имеют большой потенциал и вызывают интерес ученых и медицинских специалистов по всему миру. Рассмотрим проблемы и перспективы каждой из них.

Проблемы клеточной инженерии:

1. Эффективность и безопасность: Создание желаемых изменений в клетках является сложной задачей. Эффективность и безопасность методов клеточной инженерии всегда являются предметом внимательного изучения и испытаний.

2. Доступность: Внедрение технологий клеточной инженерии в клиническую практику сталкивается с преградами, связанными с доступностью и стоимостью этих методов. Одна из главных задач - сделать процессы клеточной инженерии более доступными и экономически эффективными.

3. Этические вопросы: Разработка методов клеточной инженерии может вызывать этические дилеммы, особенно в контексте генетической модификации эмбрионов или создания измененных генетических линий.

Перспективы клеточной инженерии:

1. Регенеративная медицина: Использование клеточной инженерии для восстановления поврежденных тканей и органов является одним из главных направлений исследований. Это может потенциально привести к разработке новых методов лечения таких заболеваний, как болезни сердца, диабет, болезнь Паркинсона и других.

2. Клеточная терапия: Клеточная инженерия открывает новые возможности для лечения различных заболеваний путем использования генетически модифицированных клеток. Это может охватывать иммунотерапию рака, лечение генетических нарушений и другие подходы.

3. Биологическое исследование: Клеточная инженерия позволяет ученым лучше понимать основы биологических процессов. Модификация клеток и генов позволяет исследов