Современная генетика
beta-globine - оn cromozomul 11. Atвt genele alfa-globine, cвt ?i cele beta-
globine seam?n? mult оntre ele dup? succesiunile nucleotidelor ?i
func?ioneaz? la rвnd оn cursul dezvolt?rii. Apropierea de rudenie a genelor
din genom permite, probabil, s? se dirijeze reglarea lor fin? ?i
coordonat?.
Оn afar? de tipurile de gene enumerate mai sus, оn genomul eucario?ilor
se оntвlnesc ?i alte gene: genele ce se restructureaz? ?i pseudogenele, dar
examinarea lor dep??e?te limitele temei noastre.
Un interes aparte prezint? o alt? grup? numeroas? de gene, care a c?p?tat
diferite denumiri (gene mobile, s?lt?re?e, multiple ?. a. m. d.), pe care
le vom examina acum.
Оn anul 1983 savanta american? B. Mac-Clintock la vвrsta de 82 de ani a
fost distins? cu Premiul Nobel pentru descoperirea «genelor s?lt?re?e» la
p?pu?oi, f?cut? de ea 40 de ani оn urm?. Ea se ocupa cu studierea
mo?tenirii genei care determin? culoarea gr?un?elor din ?tiulete; dac?
aceast? gen? lipse?te sau, оn caz de muta?ie, gr?un?ele sunt decolorate.
Оn timpul experien?elor ea a observat c? оn unele cazuri se оntвlnesc
gr?un?e b?l?ate ?i a presupus c? exist? o a doua gen? care poate cupla sau
decupla gena colora?iei, fapt ce conduce la apari?ia sectoarelor colorate
pe fondul gr?untelui lipsit de culoare. Mai tвrziu s-a constatat c? gena a
doua exist? оn realitate ?i c? ea se afl? al?turi de gena colora?iei
(fig.20).
Оn prezen?a genei a doua, pe care ea a numit-o «disociator cromozomic»,
gena colora?iei nu func?iona. Cвnd, оns?, gena-disociatoare disp?rea, gena
colora?iei оncepea s? ac?ioneze. Dac? aceasta se producea оn perioada de
dezvoltare a unor gr?un?e, ele deveneau b?l?ate.
Pe parcursul urm?toarelor cercet?ri Clintock a descoperit c? exist? ?i o
a treia gen?, dislocat? mai departe de primele dou?. Aceast? gen? ea a
numit-o activator. Ea era necesar? pentru a se produce salturile genei-
disociatore. Gena-activator avea ?i ea capacitatea de a s?ri, precum ?i de
a modifica munca genelor vecine cu ea.
Оn prezent concluziile lui Clintock despre existen?a a dou? tipuri de
elemente mobile, pe care le-a f?cut ea pe baza studierii mo?tenirii culorii
la p?pu?oi, au ob?inut confirmare str?lucit? оn utilizarea metodelor
ingineriei genetice. Ba mai mult, diferi?i autori au dovedit existen?a
celor mai diferite tipuri de gene s?lt?re?e sau mobile la multe obiecte. Оn
ultimii ani оn afar? de restructur?rile cromozomice, cunoscute demult, au
fost descoperite deplas?ri de la un loc la altul оn cromozomi ale unor
fragmente mici de ADN cu pu?inele lor gene. Acest fenomen a fost numit
transpozi?ie a genelor, lui i se atribuie un mare rol оn evolu?ia
aparatului genetic, precum ?i оn reglarea ac?iunii genelor оn cursul
ontogenezei. Pe la mijlocul deceniului al optulea colaboratorii ?tiin?ifici
оn frunte cu G. Gheorghiev (IBM A? URSS) ?i D. Hognes (SUA) au constatat c?
printre genele ce func?ioneaz? activ ale musculi?ei drosofila multe n-au un
loc stabil ?i sunt plasate оn fragmente ale tuturor cromozomilor, adic?
sunt multiple.
Cel mai uimitor a fost, оns?, faptul c? aceea?i gen? la diferite
musculi?e se afl? localizat? la cromozomi оn mod diferit. La mu?tele de
diferite linii deosebirile erau foarte mari, la rude s-au constatat mai
multe coinciden?e, dar, totu?i, la aproximativ o treime din ele genele erau
dislocate absolut diferit.
A devenit limpede c? unele gene n-au dislocare definit? оn cromozom - la
diferi?i indivizi de drosofil? de aceea?i specie ele pot ocupa diferite
pozi?ii.
Оn genomul drosofilei pвn? оn prezent au fost studiate aproximativ 20 de
familii de gene mobile cвte 100-150 copii оn fiecare familie. Num?rul total
al acestor gene este de aproape 1000, ele formвnd aproximativ 5% din
оntregul material genetic. Genele mobile sunt alc?tuite de obicei din 5-10
mii de perechi de nucleotide, dintre care repet?rilor terminale le revin
cвte 300-600 perechi.
S-a constatat c? оn repet?rile acestor gene exist? toate elementele de
conducere: promotorul, terminatorul ?i amplificatorul. Deoarece aparatul de
conducere este dislocat la ambele poluri ale genelor, el poate pune оn
func?iune nu numai elementele mobile, dar ?i genele din vecin?tate cu el.
E fireasc? оntrebarea: de ce avem nevoie de elementele genetice mobile?
Elementele mobile ale genomului sunt purt?tori ai informa?iei referitor
la fermen?i de care au nevoie chiar ele pentru a se disloca ?i a se
оnmul?i.
Majoritatea savan?ilor consider? c? genele mobile sunt ADN «egoist» sau
«parazi?i geneticii», a c?ror sarcin? principal? este autoreproducerea.
Ele toate prezint? un balast pentru celul?: dac? din genom va fi scos vre-
unul din elementele mobile, aceasta nu va influen?a activitatea vital? a
celulei. Оn asemenea caz se isc? оntrebarea: cum influen?eaz? disloc?rile
elementelor mobile asupra vie?ii celulei? Genele mobile оntr-un loc al
genomului exercit? o ac?iune puternic? asupra genelor vecine. Efectul poate
fi diferit: dac? aceste elemente nimeresc оn partea codificatoare a genei
structurale, se modific? оndat? textul оnregistrat pe care оl poart?
aceast? gen?. ?i оnc? o situa?ie tipic?: elementul mobil se insereaz?
al?turi de gen?. Ca urmare se modific? intensitatea func?ion?rii acesteia.
Оn special se poate оncepe o transcrip?ie intens? a genei, care a ni-merit
sub ac?iunea promotorului sau amplificatorului, dislocat la polurile
elementului mobil, iar sub ac?iunea unor asemenea explozii de variabilitate
molecular? se asigur? o adaptare mai bun? a organismelor la condi?iile
schimb?toare ale mediului. ?i cum s? nu ne amintim aici proverbul antic: оn
natur? nimic nu este de prisos!
10.2 Direc?iile principale ale ingineriei genetice
Ingineria genetic? se nume?te, de obicei, genetic? celuar? ?i molecular?
aplicat?, care elaboreaz? metode de interven?ie experimental?, ce permit
restructurarea conform unui plan trasat оn prealabil a genomului
organismelor, modificвnd оn el informa?ia genetic?.
Conform opiniei cunoscutului geneticiian S. Gher?enzon, la ingineria
genic? pot fi referite urm?toarele opera?ii:
- sinteza genelor оn afara organismelor;
- extragerea din celule a unor gene, cromozomi sau nuclee;
- restructurarea dirijat? a structurilor extrase;
- copierea ?i multiplicarea genelor sau a structurilor sintetizate ?i
separate;
- transferul ?i inserarea unor asemenea gene sau structuri genetice оn
genomul ce urmeaz? s? fie modificat;
- оmbinarea experimental? a diferitelor genomuri оntr-o singur? celul?.
A?a dar este vorba de metode de manipulare la nivel molecular, cromozomic
sau celular cu scopul de a modifica programul genetic оn direc?ia dorit?.
Ingineria genic? о?i propune s? introduc? realiz?rile ei revolu?ionare
оntr-o serie de ramuri ale economiei na?ionale. Se a?teapt? ca ea s?
contribuie la asigurarea cu asemenea substan?e biologice active precum sunt
aminoacizii, hormonii, vitaminele, antibioticele ?. a. Exist? mari speran?e
de a m?ri pe aceast? cale diferitele vaccinuri, care sunt utilizate оn
profilaxia bolilor infec?ioase ale oamenilor ?i animalelor, de a lichida
rezisten?a diferi?ilor microbi patogeni la antibiotice ?. a. m. d.
Mari perspective se deschid оn fa?a ingineriei genetice оn fitotehnie. Se
?tie c? soiurile mai roditoare de grвu, orez, porumb, sorg ?i de celelalte
culturi cerealiere, care au marcat epoca «revolu?iei verzi» оntr-un rвnd de
??ri ale lumii, au nevoie de cantit??i enorme de оngr???minte minerale, ?i
оn primul rвnd de cele azotice, de producerea c?rora depinde оn mare m?sur?
economia acestor ??ri.
Totodat? noi tr?im la fundul unui ocean de aer, care con?ine 79 % de
azot. Crearea unor soiuri de plante capabile s? capteze azotul atmosferic
ar face de prisos producerea lui pe cale industrial?, fapt ce ar elibera
mijloace colosale pentru alte nevoi ale ??rii.
Un interes la fel de mare оl prezint? ?i proiectele de creare a unor
specii de alge, care ar avea capacitatea de a absorbi selectiv cationii
diferitelor s?ruri pentru a face potabil? apa marin?.
A face potabil? apa marin? este una dintre problemele cele mai arz?toare,
care se afl? оn centrul aten?iei unui comitet special al ONU. Cu fiece an
pe planeta noastr? se resimte tot mai mult deficitul de ap? potabil?.
Pentru a ne imagina mai bine acest deficit, vom aduce urm?torul exemplu: оn
lacul Baical sunt concentrate peste 20% din rezervele de ap? potabil? din
lume. ?i peste 80% din cele ale fostei URSS. Doar no?iunea de «ap?
potabil?» include to?i ghe?arii, toate rвurile, apele subterane.
Unele din proiectele ingineriei genice enumerate mai sus par a fi
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75
