Современная генетика

bacterii, ce con?in plazmida R, rezistente la aceste antibiiotice.

Bacteriile manifest? caractere de mare valoare оn lupta pentru existen??

оn condi?ii extremale. Oare nu este aceasta o adev?rat? inginerie genic?,

care are loc оn natur??

Toate aceste unelte ?i subterfugii fine, elaborate de lumea microbilor pe

parcursul luptei crвncene pentru existen??, trebuie оnsu?ite pentru a-i

sili pe muncitorii microlumii s? ac?ioneze spre binele omenirii.

11.3 Ameliorarea microorganismelor

Separarea din natur? a unor noi tulpini de microorganisme prezint? doar

prima etap? a muncii de selec?ionare. Sarcina ulterioar? const? оn

ridicarea gradului de calificare a acestor microbi. Savan?ii caut? s?

оn?eleag? nu numai tehnologia proceselor de sintez? ?i de metabolism din

celulele microbiene, dar ?i s? descopere posibilit??ile de ameliorare, de

perfec?ionare, de modificare a eredit??ii cu ajutorul acestei tehnologii.

Оn prezent industria microbiologic? utilizeaz? mii de tulpini ale multor

sute de specii. Ele au fost izolate de sursele naturale ?i ameliorate prin

intermediul mutagenezei induse ?i selec?iei ulterioare a caracterelor

utile. Pentru antrenarea poten?ialului genetic al unui num?r tot mai mare

de microorganisme, la construirea tulpinilor industriale sunt utilizate

atвt microorganismele «de model», cвt ?i tulpinile folosite оn industria

microbiologic?.

Оn calitate de model de baz? se utilizeaz? cunoscutul bacil coli,

mul?umit? c?ruia biologia molecular? modern? a atins ni?te culmi

nemaiv?zute; de el ?in ?i primele succese importante оn domeniul

biotehnologiei ?i ingineriei genice.

Exist? tulpini de bacili coli produc?tori de hormoni (somatostatin?,

somatotropin?, insulin? ?. a.), de aminoacizi (treonin?, prolin?,

homoserin? ?. a.), de diferi?i interferoni ?. a.

Printre tulpinile utilizate оn industria microbiologic? men?ion?m оn

primul rвnd drojdiile, bacilii, ciupercile inferioare, actinomicetele ?. a.

Ele toate produc substan?e variate de mare valoare biologic?. Men?ion?m c?

оn prezent 70% din antibiotice se produc numai cu ajutorul actinomicetelor.

Este cea mai mare subramur? a industriei microbiologice mondiale, care

aduce un venit anual de 8-9 miliarde de dolari.

Bacteriile de genul pseudomonas con?in plazmide purt?toare ale genelor

degrad?rii biologice a compu?ilor organici, inclusiv a acelora care nu se

оntвlnesc оn natur? (de exemplu, pesticidele), fapt ce deschide mari

perspective оn utilizarea lor pentru protec?ia mediului ambiant.

Selectarea tulpinilor de microorganisme cu оnalt? productivitate a

ob?inut оn unele decenii mari succese pe baza realiz?rilor multor ?tiin?e.

Geneticiienii ?i selec?ionatorii, utilizвnd pentru provocarea muta?iilor

mutagenele chimice ?i radia?iile ionizate, au ob?inut noi tulpini care

оntrec ca productivitate de 100 ?i chiar de mai multe ori formele ini?iale.

Dac? penicilina a devenit оn prezent accesibil? fiec?ruia, aceasta se

explic?, оn primul rвnd, prin faptul c? selec?ionatorii au crescut o

cultur? de microorganisme cu o capacitate de 20-25 mii de unit??i la un

mililitru cub de mediu, оn loc de 100 de unit??i, ob?inute la tulpinile

ini?iale. Conform opiniei lui S. Alihanean, aceasta оnseamn? c? оn loc de

200 de fabrici de penicilin? este destul s? avem doar una singur?.

Prin metoda conjug?rii la pseudomonade a fost realizat? cu succes

transferarea genelor ?i construit? o tulpin? ce are drept surs? de carbon

unul din cei doi componen?i ai «substan?ei de oranj» - un defoliant toxic

pentru oameni, folosit pe larg de SUA оn r?zboiul din Vietnam. Aducem оnc?

un exemplu despre geneticiienii ?i selec?ionatorii care оn colaborare cu

inginerii genici «domesticesc» microbii ?i creaz? pentru industrie noi

tulpini cu caractere proiectate. Este vorba despre crearea de c?tre

savan?ii Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice оn domeniul geneticiii ?i

selec?iei microorganismelor industriale (IUC?) a unei tulpini noi de

bacterii produc?toare de treonin?.

Treonina, la fel ca ?i lizina, este necesar? pentru оmbog??irea

nutre?urilor ?i produselor alimentare. Aminoacizii lizina, metionina,

treonina ?i izoleucina, оn ordinea оn care sunt prezentate aici, sunt

sintetizate de bacterii din acid asparagic. Aici se respect? ordinea

urm?toare: ca s? oprim sinteza, de exemplu, la etapa de lizin?, trebuie s?

оnchidem drumul pentru transform?rile continue ale acidului asparagic оn

metionin?, treonin? ?i izoleucin?. ?i atunci оn bacterie оncepe

suprasinteza, adic? producerea accelerat? a lizinei. Iar dac? este nevoie

de reducerea intens? a treoninei, trebuie blocat? transformarea ei continu?

оn izoleucin?.

Speciali?tii IUC? оn domeniul geneticiii microorganismelor, оn frunte cu

directorul s?u V. Debabov, au ales pentru efectuarea cercet?rilor lor

colibacilul de care ?in multe din succesele ob?inute оn ingineria genetic?.

Sectorul ADN al acestei bacterii, responsabil pentru sinteza treoninei

(acest sector poart? numele de operon), este compus din trei gene ?i din

regiunea reglatoare care le dirijeaz?. Acest operon codific? formarea a

patru fermen?i care transform? succesiv acidul asparagic оn treonin?, iar

apoi оn izoleucin?.

Cu pre?ul unor mari eforturi savan?ii au reu?it s? provoace muta?ii ale

genelor operonului, datorit? c?rora celulele mutante au оncetat a sintetiza

izoleucina, acumulвnd astfel mai mult? treonin?.

Dar ?i aceste celule sintetizau foarte pu?in? treonin?. Atunci оn ele a

fost inserat cu ajutorul fagului o gen? special?, al c?rei produs activiza,

la rвndul s?u, munca genelor responsabile pentru sintetizarea treoninei.

Dup? efectuarea acestei opera?ii celulele colibacilului au оnceput s?

elaboreze cвte 2-3 grame de treonin? la un litru de lichid cultural.

Оnceputul promitea multe, cu toate c? pentru a fi bun? pentru produc?ia

industrial? tulpina trebuia s? produc? cel pu?in de 10--15 ori mai mult

aminoacid de acest fel.

Ce se putea face? ?i aici speciali?tii ?i-au concentrat aten?ia asupra

uneia din particularit??ile foarte importante ale plazmidelor, care,

p?trunzвnd оn bacterie, оncepe s? se reproduc? repede ?i formeaz?, de

obicei, 15-20 de copii. Dac? оns? оn mediul cultural se introduce ?i

cloramfenicolul, оn celul? se opre?te sintetizarea proteinei ?i spore?te

brusc num?rul de copii ale plazmidei. Uneori ele ating cifra de 3000.

Tocmai acest fapt le-a sugerat savan?ilor cum s? procedeze оn acest caz.

Ini?ial, cu ajutorul fermen?ilor respectivi, ei au t?iat din cromozomul

tulpinii de bacterie ob?inute оnainte un fragment de ADN, care con?inea un

operon de tulpin? cu toate cele trei gene ale sale ?i cu sectorul de

reglare. Dup? aceasta, оn laboratorul de inginerie genic?, operonul a fost

inserat оntr-o plazmid?, iar ea - оntr-o alt? bacterie de aceea?i tulpin?.

Plazmida hibrid? s-a оnmul?it acolo ?i a intensificat sinteza treoninei. Оn

48 de ore de fermentare aceast? nou? tulpin? sintetiza aproape 20 grame de

treonin? la un litru de lichid cultural, iar cвnd au fost ameliorate

condi?iile de cultivare a tulpinii, оn 30 de ore au оnceput s? se acumuleze

aproape 30 de grame de treonin?.

Astfel a fost creat? pentru оntвia oar? оn lume o tulpin? industrial? de

microorganisme, care sintetizeaz? treonina, unul din aminoacizii cei mai

importan?i pentru cre?terea animalelor. Pentru оntвia oar? оn lume aceast?

tulpin? a fost ob?inut? printr-o metod? de construire a ingineriei genice

numai оn trei ani; separarea unor noi tulpini prin metodele tradi?ionale de

selectare dura zeci de ani.

11.4 Industria ADN ?i biotehnologia

Pe parcursul ultimilor ani ia na?tere o nou? ramur?, absolut nou?, de

produc?ie material? - biotehnologia, care utilizeaz? procesele ?i sistemele

biologice pentru a ob?ine cele mai diverse produse.

Oamenii au оnsu?it unele metode biotehnologice оnc? din timpurile

str?vechi. ?i procesele de fermenta?ie care permit ob?inerea produselor

acidolactice, pвinii, o?etului ?. a. fac parte din domeniul biotehnologiei.

Оn ultimele dou?-trei decenii, datorit? schimb?rilor radicale ce s-au

produs оn ?tiin?a biologic?, s-a ridicat la un nivel calitativ nou ?i

biotehnologia. Datorit? acestor realiz?ri omul poate azi nu numai s?

foloseasc? microorganismele «gata», dar ?i s? modifice programul genetic al

celulelor lor, s? le imprime caractere cu totul noi: tocmai оn aceasta din

urm? const? sarcina ingineriei genetice moderne.

Datorit? dezvolt?rii biologiei moleculare ?i ingineriei genice,

biotehnologia a devenit o metod? universal? de ob?inere оn orice propor?ii

a celor mai diverse substan?e organice, permi?вndu-ne s? renun??m la

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