Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
_Прикладная генетика 229
за собой ряд этических и экологических проблем (рис. 25.12).
Ниже перечислены некоторые ключевые задачи селекции сельскохозяйственных растений и животных, которые можно решить альтернативным путем, создавая трансгенные организмы:
1) повышение продуктивности;
2) улучшение качества продукта (например, растительного масла, жира и белка);
3) повышение устойчивости к вредителям и болезням — гены устойчивости можно переносить из одних видов в другие;
4) повышение устойчивости к стрессовым воздействиям внешней среды, таким как засуха, холод, жара, скученность (для животных); закисленность, засоленность, заболоченность почв (для растений). Гены, контролирующие стрессовые ответы, можно выделять и переносить из одного организма в другой;
5) повышение скорости роста, т. е. времени от рождения (или посадки) до зрелости; ареал распространения некоторых сельскохозяйственных культур можно, по-видимому, расширить за счет уменьшения времени их роста;
6) повышение устойчивости к гербицидам (разд. 25.4.4).
Эксперты опасаются экологических и этических последствий применения генной инженерии
Прорыв В клонировании — Ученые обеспечат у>
сигнал этической опасности нас овощами, п^°Фепп
защищающими *То (-On ^
человекуже клонирован?
ЧЄЛ0ВЄ1І j w приветствуют эксперименты ГЩцщ
по клонированию овец
Рис. 25.12. Заголовки статей в «Тайме», «Сан» и «Ивнинг Стандарт», посвященных проблемам генной инженерш.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
К сожалению этот метод долгое время был неприменим к однодольным растениям, к которым относятся такие важные сельскохозяйственные культуры, как кукуруза и пшеница. Однако сейчас эта проблема решена. Метод трансформации используется для улучшения сортов томатов, картофеля и многих древесных растений.
С помощью техники клонирования, описанной в разд. 21.3, из одной трансформированной клетки можно получить целое растение. Для этого клетки сначала выращивают в жидкой культуре, затем образовавшуюся недифференцированную массу, называемую каллусом, помещают на питательный агар. При правильном соотношении гормонов формируются побеги, корни и вырастает новое растение. Другой способ получения трансформированных растений подразумевает использование Agrobacterium. Диски, нарезанные из листьев, заражают бактерией и раскладывают на питательном агаре. В процессе роста трансформированные клетки формируют корни и побеги.
Использование вирусов
В генной инженерии бактерий роль векторов обычно играют бактериофаги (вирусы бактерий); вероятно, для трансформации растений можно использовать растительные вирусы.
Использование «ружья»
Неожиданно эффективным оказалось введение чужеродной ДНК в клетки растений с помощью специального ружья. Нужная ДНК упаковывается в золотые или вольфрамовые бусинки диаметром 1 мм. Их размещают на кончике пластиковой пули, которую вставляют в ствол специально сконструированного ружья. В первоначальном варианте пуля выстреливалась обычным способом, т. е. с помощью взрывного заряда, однако сейчас для выстрела используют сжатый газ. Пуля разрывается в камере на поверхности, имеющей микроскопические отверстия. Некоторые из частичек упакованной ДНК попадают через эти отверстия в мишень, которой являются растительные клетки или ткани. Выстрел производится в вакууме, поэтому частички ДНК не оседают.
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
230 Глава 25__
Преимущества генноинженерного способа улучшения сельскохозяйственных растений и животных состоят в следующем:
1) ген с нужной характеристикой можно идентифицировать и клонировать;
2) все положительные характеристики имеющегося сорта или породы могут быть сохранены, к ним просто добавляется желаемый ген;
3) создание трансгенных организмов занимает гораздо меньше времени, чем традиционная селекция.
25.4. Трансгенные растения 25.4.1. Введение новых генов в растения
Использование Agrobacterium
Самый эффективный метод переноса генов в растения — использование в качестве вектора почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens. Эта бактерия содержит плазмиду, в которую можно встроить необходимый для переноса ген. Agrobacterium tumefaciens заражает большинство двудольных растений и вызывает у них образование больших наростов, называемых корончатыми галлами, которые представляют собой подобие раковой опухоли (рис. 25.13). В норме в ответ на повреждение растение выделяет химические вещества, стимулирующие клеточное деление; при этом образуется группа клеток, называемых каллусом, которые быстро закрывают рану. Химические вещества, выделяемые поврежденными клетками растения, стимулируют и клетки Agrobacterium, которые заражают рану и вызывают образование галла. Этот процесс контролируется бактериальной плазмидой (Ті-плазмида; от англ. tumor-inducing). Она проникает в растительную клетку и встраивается в ДНК растения. Это приводит к нерегулируемому росту. Сама бактерия не попадает в клетки, но может жить между ними, используя питательные вещества, которые производят растительные клетки под контролем плазмидной ДНК. Клетки растений, содержащие встроенную в их геном Ті-плазмиду с чужеродным геном, называются трансформированными.