А знаете ли вы какие гены встраивают растениям?

Создать генноизмененное растение на данном этапе развития науки для генных инженеров не составляет большого труда. Существует несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения чужеродной ДНК в геном растения.

МЕТОД 1:

Итак, задача, которую надо решить при создании трансгенного растения — организма с такими генами, которые ему от природы «не положены», — это выделить нужный ген из чужой ДНК и встроить его в молекулу ДНК данного растения. Процесс этот весьма сложен.

Более четверти века назад были открыты ферменты рестриктазы, разделяющие длинную молекулу ДНК на отдельные участки — гены, причем эти кусочки приобретают «липкие» концы, позволяющие им встраиваться в разрезанную такими же рестриктазами чужую ДНК.

Самый распространенный способ внедрения чужих генов в наследственный аппарат растений — с помощью болезнетворной для растений бактерии Agrobacterium tumefaciens. Эта бактерия умеет встраивать в хромосомы заражаемого растения часть своей ДНК, которая заставляет растение усилить производство гормонов, и в результате некоторые клетки бурно делятся, возникает опухоль. В опухоли бактерия находит для себя отличную питательную среду и размножается. Для генной инженерии специально выведен штамм агробактерии, лишенный способности вызывать опухоли, но сохранивший возможность вносить свою ДНК в растительную клетку.
Нужный ген «вклеивают» с помощью рестриктаз в кольцевую молекулу ДНК бактерии, так называемую плазмиду. Эта же плазмида несет ген устойчивости к антибиотику. Лишь очень небольшая доля таких операций оказывается успешной. Те бактериальные клетки, которые примут в свой генетический аппарат «прооперированные» плазмиды, получат кроме нового полезного гена устойчивость к антибиотику. Их легко будет выявить, полив культуру бактерий антибиотиком, — все прочие клетки погибнут, а удачно получившие нужную плазмиду размножатся. Теперь этими бактериями заражают клетки, взятые, например, из листа растения. Опять приходится провести отбор на устойчивость к антибиотику: выживут лишь те клетки, которые приобрели эту устойчивость от плазмид агробактерии, а значит, получили и нужный нам ген. Дальнейшее — дело техники. Ботаники уже давно умеют вырастить целое растение из практически любой его клетки.

Однако этот метод «работает» не на всех растениях: агробактерия, например, не заражает такие важные пищевые растения, как рис, пшеница, кукуруза. Поэтому разработаны другие способы.

МЕТОД 2:

Например, можно ферментами растворить толстую клеточную оболочку растительной клетки, мешающую прямому проникновению чужой ДНК, и поместить такие очищенные клетки в раствор, содержащий ДНК и какое-либо химическое вещество, способствующее ее проникновению в клетку (чаще всего применяется полиэтиленгликоль).

МЕТОД 3:

Иногда в мембране клеток проделывают микроотверстия короткими импульсами высокого напряжения, а через отверстия в клетку могут пройти отрезки ДНК. Иногда применяют даже впрыскивание ДНК в клетку микрошприцем под контролем микроскопа.

МЕТОД 4:
Несколько лет назад было предложено покрывать ДНК сверхмалые металлические «пули», например шарики из вольфрама диаметром 1-2 микрона, и «стрелять» ими в растительные клетки. Проделываемые в стенке клетки отверстия быстро заживляются, а застрявшие в протоплазме «пули» так малы, что не мешают клетке функционировать. Часть «залпа» приносит успех: некоторые «пули» внедряют свою ДНК в нужное место. Дальше из клеток, воспринявших нужный ген, выращивают целые растения, которые затем размножаются обычным способом.

ЧЬИ ГЕНЫ ЕДИМ

Этот список далеко не полон: новые трансгенные линии появляются на свет постоянно. Самые популярные культуры уже имеют сотни ГМ-разновидностей, а у некоторых «доноров» – например, кишечной палочки – обнаружились гены, пригодные для решения самых разных задач.

Генетический материал микроорганизмов используется чаще всего. Например, чтобы защитить огурец от мозаичного вируса, в растение встраивают ген вирусной оболочки – и так со многими другими культурами.

СОЮ делают устойчивой к гербицидам, внедряя ген кишечной палочки или агробактерии.

КАРТОФЕЛЬ становится несъедобным для вредителей, если в него внедрен ген тюрингской палочки либо подснежника. А ген растения амарант позволяет повысить массу клубней.

В ПОМИДОРЫ для холодоустойчивости встраивают ген североатлантической камбалы либо медузы. Правда, вкус отчего-то водянистый получается.

Чтобы КУКУРУЗА переносила гербициды, ее улучшают геном петунии. А ген крысы делает эту культуру высокобелковой, а что бы её не пожирали вредители, ей могут «привить» очень активный ген, полученный из яда змеи;

В САЛАТ, ШПИНАТ и ДРУГУЮ ЗЕЛЕНЬ встраивают ген крысиной печени – чтобы витаминов было больше.

ПШЕНИЦА становится устойчивой к засухам благодаря гену скорпиона.

ЯБЛОНЯ сопротивляется болезням с помощью гена моли.

БАНАН и другие тропические плоды содержат ген хищного насекомого либо насекомоядного растения. Он отвечает за фермент, разрушающий хитин, вредители это чувствуют – и не лезут.

В ЙОГУРТЕ можно обнаружить молочнокислые бактерии с генами других микроорганизмов. Они обеспечивают быстрое сквашивание, улучшают органолептические свойства продукта и устойчивы к консервантам, которые всю прочую живность убивают.

Но даже на этом фоне одна из последних разработок способна шокировать: чтобы сделать РИС питательней, в него встроили ген человека, отвечающий за выработку молока…

По материалам http://www.newagent.spb.ru/, http://www.consumerinfo.org.ua