Bit molekularne biologije jest
da rješava i objašnjava život i njegove procese na razini molekula - proučava
nasljeđivanje i funkcioniranje živih bića tj. proučava molekularnu genetiku.
Jedno od ključnih otkrića bitnih za genetičko inžinjerstvo bilo je da se
molekula DNA može cijepati na manje dijelove, fragmente, pomoću restrikcijskih
enzima koji dijele DNA na točno određenom mjestu, prepoznajući određeni
redoslijed purinskih i pirimidinskih baza u molekuli DNA. To je omogućilo da se
tako nastali fragmenti DNA različite dužine mogu izolirati prema veličini i po
želji povezati in vitro s drugim
molekulama DNA iz potpuno drugih izvora ili živih bića, te tako konstruiraju
hibridne molekule DNA kakve u prirodi ne postoje.
Genetičko inžinjerstvo je
tehnologija rekombinantne DNA, kloniranje gena i sl. Rekombinantna
DNA-tehnologija omogućila je da se konstruiraju molekule DNA po želji, da se
prenose iz jednog organizma u drugi te da se geni proučavaju na jednostavniji
način. Te tehnike omogućile su:
a) jednostavnije proučavanje strukture i funkcije gena te njihove uloge i Brojni primjeri pokazuju
praktičnu korist koju je čovječanstvo dobilo genetičkim inžinjerstvom:
dobivanje inzulina ( liječenje dijabetesa )
Sve te supstancije prijeko su
potrebne ljudskom zdravlju, a količine primjerene za uspješno liječenje bile su
nedostatne ili zbog načina dobivanja, veoma skupe. Njihovo dobivanje genetičkim
inžinjerstvom prijeko je potrebno i jedini način da se dobiju u dovoljnim
količinama biotehnološkim načinom pomoću organizama koji su konstruirani
genetičkim inžinjerstvom, a koji su prilagođeni i promijenjeni tako da
sintetiziraju te proizvode (npr. Esherichia coli s ugrađenim genom za
humani inzulin).
Tehnike rekombinantne DNA
omogućile su da se u epruveti konstruiraju geni koji određuju željena svojstva
i da se unesu u stanice u kojima normalno ne postoje. Takvi se konstrukti mogu
unijeti u stanice mikroorganizama, biljaka ili životinja u čije se nasljedne
osnove (genom) uneseni gen ugradi, pa se cijeli proces zove transgeneza.
Transgena biljka ili životinja je organizam koji u svojem genomu ima ugrađenu
rekombinantnu molekulu DNA, koja se nasljeđuje prema Mendelovim zakonitostima
kao dominantna. I transgeneza ima za cilj dva pravca: A) jednostavnije i lakše
proučavanje funkcije gena u biljaka i životinja i B) dobivanje produkata koji
se teško mogu dobiti iz drugih izvora. Transgene životinje koriste se uglavnom
kao biološki proizvođači terapijskih proteina, uglavnom putem mlijeka ( npr.
humani laktoferin, glikoprotein u majčinu mlijeku, izuzetno potreban dojenčadi
može se dobiti na dva načina: preko mikroorganizma s konstruiranim genom za
humani laktoferin ili pomoću mlijeka transgene životinje ). Dobrobit od
transgenih životinja je neprocijenjiva jer se dobivaju oni rijetki proizvodi
koji se veoma teško mogu dobiti na klasičan način kao npr. hormon rasta,
interleukin, eritropoetin i sl.
Posljednji primjer dostignuća u biologiji je kloniranje sisavaca.
Kloniranje je postupak dobivanja populacije klonskih jedinki. Kloniranje je
treći tip tehnika rada s nasljednim materijalom, ali u ovom slučaju se radi o
prijenosu cijele genetičke strukture (jezgre s kromosomima) u jajnu stanicu
drugog domaćina iz koje je mikrotehnikom izvađena jezgra. Ova se tehnologija u
svijetu sve više primjenjuje i danas imamo brojne klonirane životinje (ovce,
goveda, majmune i dr.). Brojni primjeri pokazuju što se sve možepostići
kloniranjem, npr. u stočarstvu dobivanje stada istovjetnih jedinki željenih
svojstava, umnožavanje vrsta koje su pred izumiranjem i sl.
b) primjene u praktične svrhe kako bi se dobile korisne tvari za čovjeka.
interferoni (protiv različitih virusnih bolesti)
eritropoetin (anemije)
faktori VII i IX (hemofilija)
cjepiva protiv hepatitisa
…
Ksenija Antić
Student 4. godine, smjer: profesor biologije
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb