Генетическая инженерия растений

Составной частью биотехнологии является генная или генетическая инженерия. Она возникла в результате стремительного прогресса разных составных частей физико-химической биологии и является собранием технологий, использующих свойства клеток, например, их способность синтезировать различные вещества и заставляющих биологические молекулы, такие как ДНК и белки, работать на достижение целей, поставленных людьми.

Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа:

Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы, касающиеся получения гибридов между различными плазмидами, были выполнены в начале 70-х годов прошлого века Гербертом Бойером и Стэнли Коэном. С помощью ферментов рестриктаз вырезался некий перспективный участок ДНК, прикреплялся к плазмидам, выделенным из бактерий, и такие сконструированные плазмиды доставляли гены в бактерию. Все эти манипуляции с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, получили название рекомбинантной ДНК-технологии.

Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.

Третий этап — начало работ по включению в векторные молекулы (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных.

Суть генной инженерии состоит в том, что процесс рекомбинации производится вне организма и таким образом преодолеваются все ограничения, с которыми сталкиваются ученые, используя приемы классической селекции. Сама генная инженерия возможна потому, что основными составляющими элементами всех живых существ являются клетки. Все клетки имеют сходную структуру, состоят из одних и тех же строительных материалов и функционируют за счет сходных, по существу, процессов. ДНК, являющаяся носителем наследственных признаков, содержит всю информацию, необходимую для синтеза белков, и управляет клеточными процессами, определяя, когда и какие белки синтезируются. Все клетки «разговаривают» на одном и том же генетическом «языке». Содержащееся в ДНК одной клетки «руководство» может быть успешно прочитано и исполнено клетками других живых организмов. Это единообразие жизни на клеточном уровне и обеспечивает основу генетической инженерии.

Объектами генетической инженерии являются самые разнообразные биологические системы: микроорганизмы, клеточные линии насекомых, растений и млекопитающих, вирусы насекомых, растений и млекопитающих, многоклеточные организмы — выбор системы зависит от целей эксперимента. Однако во многих случаях именно генетически модифицированная самовоспроизводящая биологическая единица — микроорганизм, вирус, животное или растение — является конечным коммерческим продуктом генной инженерии.