История развития генной инженерии

Генетическая инженемрия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году Эйвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год принято считать годом рождения молекулярной биологии.

На рубеже 50 — 60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.

Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа. генный клонированный плазмид рестриктаза Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование.

• 1938 г.-Г. Шпеманн использует ядра клеток зародыша саламандры для клонирования идентичных близнецов.
• 1945;1950 гг.-выращиваются первые клеточные культуры животных.
• 1953 г.-Р. Бриггс и Т. Кинг сообщили об успешной разработке метода «нуклеотрансфера"-переноса ядра клетки в гигантские икринки африканской шпорцевой лягушки «ксенопус».
• 50-е годы 20 века — выращены первые клеточные культуры человека; проводится искусственное оплодотворение домашнего скота с помощью замороженной спермы; обнаружены плазмиды бактерий.
• 1970 г.-Г. Смит и В. Арбер выделили рестриктазу.
• 1972 г.-П. Берг получил in vitro рекомбинантную ДНК, состоящую из фрагментов ДНК вируса обезьян sv-40, ДНК бактерии E. coli и ДНК фага л.

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

• 1973 г.-Л. Шетлз из Колумбийского университета Нью-Йорка заявил, что он готов произвести на свет первого «бэби из пробирки», после чего последовали запреты Ватикана и пресвитерианской церкви США.
• 1975 г.-Ф. Сэнгер предложил первый прямой метод определения последовательности ДНК.
• 1975 г.-Э. Саузерн и Р. Дейвис разработали метод, который позволяет идентифицировать конкретные гены и другие рестрикционные фрагменты ДНК после их электрофоретического разделения.
• 1977 г.-Дж. Коллинзом и Б. Холманом разработан метод клонирования ДНК с использованием космид.
• 1977 г.-А. Максамом и У. Гилбертом разработан метод секвенирования ДНК.
• 1978 г.-создан генно — инженерный инсулин, который практически полностью идентичен естественному белку. Это открытие позволило спасти миллионы жизней больных диабетом.
• 1978 г.- синтезирован генно-инженерный гормон роста человека.
• 1978 г.- рождение в Англии Луизы Браун, первого ребенка «из пробирки».

Третий этап — начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных. Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli.

• 1979 г.- завершена публикация серии статей о работах профессора Оксфордского университета Дж. Гердона, в ходе которых было клонировано 50 лягушек.
• 1981 г.- К. Илмензе и П. Хоппе получили серых мышей, перенеся ядра клеток серого зародыша в цитоплазму яйцеклетки, полученной от черной самки, после чего эмбрионы были перенесены в белых самок, которые и выносили потомство.
• 4 января 1985 г.- в одной из клиник Лондона родилась девочка у миссис Коттон-первой суррогатной матери («бэби Коттон», как назвали девочку, была зачата не из яйцеклетки миссис Коттон). Был вынесен парламентский запрет на эксперименты с человеческими эмбрионами старше 14 дней.
• 1986 г.- создана генно-инженерная вакцина против гепатита В и генно-инженерный интерферон против различных вирусных заболеваний и злокачественных новообразований.
• 1987 г.- первые полевые испытания генетически модифицированных сельскохозяйственных растений (томат, устойчивый к вирусным заболеваниям).
• 1990 г.- начало международного проекта по созданию генетической карты человека (Human Genom Project).
• 1990 г.- проведена успешная генная терапия, спасшая жизнь четырехлетней девочке, с нарушением иммунитета.
• 1993 г.- генетически измененные продукты допущены на прилавки магазинов мира.
• 1993 г.- К. Мюллис за разработку метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) удостоен звания лауреата Нобелевской премии.
• 1997 г.- журнал «Сайенс» сообщает о рождении шести овец, полученных по рослинскому методу. Три из них, в том числе и овечка Полли, несли человеческий ген «антигемофильного фактора IX».
• 1998 г.- успешно выращиваются эмбриональные стволовые клетки; создана полная генетическая карта животного (секвенирование генома «Круглого червя»).
• 1998 г.- французские ученые объявили о рождении клонированной телочки.
• 2001 г.- создана первая полная генетическая карта сельскохозяйственного растения (риса).
• 2002 г.- почти полностью расшифрован геном человека.