organismului viu. Această orientare a ingineriei celulare este o cale
sigură de obţinere a viţeilor şi a altor animale agricole,
care prezintă o copie fidelă a părinţilor lor.
13.4 Animale transgenice
F. Bernet, laureat al premiului Nobel, cu aproape cincisprezece ani în
urmă în cartea sa «Genele. Visuri şi realitate» a prezis,
că ingineria genetică la nivelul unui întreg organism nu va
putea fi realizată tehnic decât în secolul XXI.
Într-adevăr, până în prezent toate realizările
ingineriei genice a animalelor se refereau la celule sau embrioni aparte,
crescuţi în afara organismului. Şi erau numai celule somatice,
nu sexuale. Iar obţinerea unui organism animal normal, viabil dintr-o
celulă somatică este o problemă foarte complicată.
După cum am mai menţionat, dificultăţile ţin de
modificările ireversibile din programul ereditar al celulelor somatice
specializate. Chiar şi la plante un organism poate fi obţinut numai
din celule meristematice (ne specializate) sau din celule callus
(dediferenţiate) ale altor organe, cu toate că multe dintre ele,
după cum ştim, se înmulţesc uşor pe cale
vegetativă. Oricum, numai celulele sexuale pot transforma programul
ereditar într-un individ de valoare complecta.
Aceasta înseamnă că dacă vom insera gena necesară
în cromozomul celulei sexuale, individul matur obţinut din ea va
conţine această genă în fiecare celulă a corpului
său şi o va transmite prin ereditate. Succesele obţinute de
microchirurgie la operarea unor celule aparte au făcut ca această
sarcină să devină absolut reală. Dar se cerea
îndrăzneală ca după operaţia de inginerie
genică să se crească un organism viu. Acest lucru l-au realizat
pentru prima dată F. Leisi de la Universitatea Oxford (Anglia). Trebuia
transplantată o genă a unui epure de casă unui şoarece.
Gena globinei a fost în prealabil clonată, adică separată
din cromozomul epurelui de casă şi multiplicată în
componenţa plazmidei inelare. Apoi copii ale acestei gene au fost inserate
cu o micropipetă foarte fină în nucleele ovulelor de
şoarece chiar atunci fecundate. După transpalntare au rămas
viabile jumătate din celule. Ele au fost introduse înapoi în
oviductul femelelor. Numai 15% din ele au evoluat în şoricei de
valoare complectă. Controlul a demonstrat că nu la toate animalele
nou-născute gena străină s-a integrat în cromozomi. Au
fost cercetaţi 24 de şoricei şi numai 9 dintre ei purtau gena
globinică a iepurelui de casă. Trebuia de verificat dacă aceste
gene se transmit prin ereditate. În acest scop masculii, care aveau gena
iepurelui, au fost încrucişaţi cu şoarecii
obişnuiţi. S-a constatat că în toate cazurile gena a fost
moştenită. Iar aceasta însemna că s-a integrat stabil nu
numai în cromozomii celulelor somatice, dar şi în cele
sexuale.
Primele experienţe reuşite au fost urmate de altele. În anul
1981 în presă au apărut comunicări cu privire la inserarea
genelor străine clonate în ovulele fecundate de şoarece, care
apoi se introduceau din nou în uter pentru dezvoltarea lor continuă.
În ovulul fecundat al şoarecilor era inserată o moleculă
de ADN, care conţinea gena globulinei b de iepure de casă şi de
om, gena virotică, fermentul timidinchinaza de codificare, precum şi
gena hormonului de creştere a şobolanului. Ne vom opri mai
amănunţit asupra ultimului exemplu.
Experimentul efectuat de un grup de biologi americani în frunte cu R.
Palmiter şi R. Brinster consta în următoarele. La început
a fost creată gena artificială, compusă dintr-un sector de
reglare – promotor al uneia din genele şoarecelui, şi o genă
structurală, ce codifică hormonul de creştere a
şobolanului. Apoi copiile genei artificiale au fost inserate în
pronucleele feminine ale ovulelor şoarecilor, după care aceste ovule
se implantau şoarecilor, care jucau rolul de mame adoptive. La şapte
din 21 de şoricei nou-născuţi a fost descoperită expresia
genei hormonului de creştere a şobolanului – cu alte cuvinte, genele
şobolanului au început să funcţioneze în organismul
şoarecelui. Numai unul dintre cei şapte şoareci a crescut
până la o mărime normală – ceilalţi erau mult mai
mari şi creşteau mai repede decât cei obişnuiţi. Este
uşor de înţeles: la aceşti şoareci «transgeni
» (cu gene transplantate) în serul sângelui se aflau foarte
mulţi hormoni de creştere – la unii de 800 de ori peste normă!
Astfel, prima dată introducerea ADN-ului străin a provocat un efect
extern foarte pronunţat. Afară de aceasta, deoarece s-a reuşit
să se demonstreze că 10 dintre cei 19 urmaşi ai unuia din
masculii transgeni au moştenit hormonul «străin» de creştere,
aceasta poate servi drept dovadă a faptului că astfel se va putea
obţine moştenirea caracterelor şi proprietăţilor
programate de către savanţi.
Această orientare poate găsi aplicare în practica zootehniei,
bunăoară la stimularea creşterii animalelor şi sporirea
randamentului de lapte. O confirmare a acestui fapt sunt experienţele
efectuate recent asupra oilor.
Savanţii australieni au creat pentru prima dată în lume o oaie
«transgenă», introducând în embrion o genă
responsabilă de producţia hormonului de creştere la oi. A fost
un pas înainte pe calea creării unor animale mai mari, care cresc
repede, precum şi a accelerării procesului de selecţie în
zootehnie.
Gena hormonului de creştere la oi a fost inserată în embrion,
atunci când acesta era compus dintr-o singură celulă. Apoi
celula a fost implantată într-o altă oaie, în care a
crescut mielul. Cercetările de laborator au arătat, conform spuselor
lui T. Scot, conducătorul experimentului, că genele noi s-au inserat
în celulele «transgene».
Dacă experimentul va reuşi, această metodă va permite
să se obţină animale de 1,5 ori mai mari, care cresc de 1,3 ori
mai repede decât de obicei.
Transplantul genetic al lui Scot este rezultatul unei munci de peste trei ani.
El este considerat în sferele ştiinţifice drept un pas
fundamental înainte, care va conduce la o abordare nouă în
principiu în ce priveşte înmulţirea animalelor agricole.
Experienţe asemănătoare se fac şi cu populaţiile
marine. Din cauza micşorării rezervelor de peşte din Oceanul
mondial se studiază posibilitatea creării unei reţele largi de
ferme marine, în care lumea animală a mărilor se va afla sub
controlul omului. Dar principalele obstacole în realizarea acestui scop
sunt: poluarea cu substanţe toxice a apelor litoralului mării, bolile
infecţioase ale peştilor şi creşterea lor relativ
lentă. În legătură cu aceasta D. Pauers şi
colaboratorii săi (SUA) au elaborat metode de inginerie genică
în scopul de a accelera creşterea peştilor, precum şi
pentru a le elabora rezistenţa la temperaturi joase, la substanţe
toxice şi la agenţi patogeni ai bolilor infecţioase. Pentru a
mări viteza de creştere a peştilor se foloseşte gena
clonată a hormonului de creştere a mamiferelor, care
seamănă mult cu gena analogă a peştilor.
Savanţii americani au constatat că introducerea acestei gene în
icrele fecundate ale unor specii de peşti provoacă o sporire
simţitoare a ritmului lor de creştere. Ei au efectuat de asemenea
experienţe de transplantare a genelor, care le acordă peştilor
rezistenţă faţă de temperaturile scăzute. Aceste gene
codifică formarea proteinelor cu proprietăţi de antigen. Una
dintre aceste proteine este în stare să adiţioneze cristale
foarte mici de gheaţă, scăzând astfel cu 1 – 2°CE
temperatura de îngheţare a lichidului. Aceste proteine au fost
separate din ţesuturile speciilor de peşti din Antarctida.
Şi, în sfârşit, a treia orientare este utilizarea genelor
care codifică proteinele metalotioneinei, care fixează compuşii
toxici, de exemplu ionii metalelor grele. Inserarea acestor gene în
icrele fecundate ale peştilor trebuie să sporească
rezistenţa puietului de peşte în caz de prezenţă
în apa mărilor a substanţelor toxice. Conform părerii
autorilor, prezintă perspective mai mari utilizarea genelor clonate ale
metalotioneinelor pentru obţinerea acestor proteine prin metodă
microbiologică şi apoi îndepărtarea cu ajutorul lor a'
metalelor grele din apa marină.
Aşa dar, am examinat rezultatele unor experimente de transferare a genelor
străine în ovulele diferitelor clase de animale. În ultimul
timp în diferite ţări ale lumii se efectuează asemenea.
cercetări, deoarece ele prezintă nu numai o mare importanţă
ştiinţifică, dar şi o mare însemnătate
practică.
În timpul apropiat rezultatele obţinute vor putea fi, probabil,
folosite pentru tratamentul bolilor ereditare ale oamenilor şi animalelor,
provocate de anomaliile congenitale ale aparatului genetic al celulelor.
Inserarea în aparatul genetic al embrionilor de mamifere a genelor
străine respective va putea restabili funcţionarea normală a
unor sectoare anumite ale ADN-ului şi preveni în felul acesta
dezvoltarea bolilor ereditare.
XIV. FONDUL GENETIC AL BIOSFREREI 14.1 Rolul organismelor vii
în natură şi în economia naţională
Lumea vie care ne înconjoară ne frapează prin varietatea sa.
În aceasta constă frumuseţea ei care stimulează munca
creatoare a pictorilor şi sculptorilor, compozitorilor şi
cântăreţilor, scriitorilor şi poeţilor.
Varietatea regnului vegetal şi animal creează un anumit echilibru
în natură, el oglindeşte starea reală a fondului genetic
al populaţiilor şi speciilor, care s-au format timp de milioane de
ani în decursul evoluţiei biologice.
Noţiunea de fond genetic include, de obicei, totalitatea
genelor tuturor indivizilor, care determină formarea celor mai diferite
caractere şi proprietăţi ale fiecărui individ în
parte, precum şi a speciei luate în ansamblu, datorită
cărora ea poate să se adapteze la orice condiţii de
existenţă şi să-şi continue evoluţia.
Populaţiile care se înmulţesc pe cale sexuată au un fond
genetic relativ stabil. Specia luată ca un tot întreg are un fond
genetic unic, care stă la baza procesului de formare a noi rase şi
specii.
Fiecare dintre noi ştie că existenţa oricărei specii este
imposibilă, dacă ea este izolată de toate celelalte la fel
după cum ar fi imposibilă existenţa oricărui om în
afara comunităţii umane. În natură toate speciile se
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
|