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