¡Artículos sobre el desarrollo, situación actual y aplicaciones de la ingeniería genética!
La tecnología de ingeniería genética desarrollada a principios de la década de 1970 se ha convertido en el contenido central de la biotecnología después de más de 30 años de progreso y desarrollo. Muchos científicos predicen que la biología se convertirá en la disciplina más importante del siglo XXI, y que la ingeniería genética y las industrias relacionadas se convertirán en una de las industrias líderes del siglo XXI. La investigación y aplicación de la ingeniería genética involucra muchos campos como la agricultura, la industria, la medicina, la energía y la protección del medio ambiente.
Tecnología de ingeniería genética; perspectivas; estado
Primero, la aplicación de la ingeniería genética en plantas
La agricultura es uno de los campos más utilizados de la tecnología genéticamente modificada. . El propósito de la biotecnología de cultivos es aumentar el rendimiento de los cultivos, mejorar la calidad y mejorar la resistencia de los cultivos al estrés, las plagas y enfermedades. La ingeniería genética ha logrado logros notables en estos campos.
Debido al desarrollo de la biología molecular de los virus vegetales, la ingeniería genética de resistencia a las enfermedades de las plantas también se ha lanzado por completo. Desde el descubrimiento de que el gen de la proteína de la cubierta del virus del mosaico del tabaco se introdujo en el tabaco, el tiempo de aparición en las plantas transgénicas se retrasó significativamente o los síntomas se redujeron. La capacidad antiviral de las plantas se ha mejorado mediante la introducción de proteínas de la cubierta del virus de las plantas, y se han realizado experimentos. llevado a cabo con una variedad de virus vegetales. También se han logrado grandes avances mediante la ingeniería genética para mejorar la resistencia de las plantas a enfermedades bacterianas y fúngicas. La resistencia de las plantas al estrés siempre ha sido una preocupación para los biólogos vegetales. Gracias a la cooperación de fisiólogos vegetales, genetistas y biólogos moleculares, también han tenido éxito nuevas variedades (líneas) de cultivos genéticamente modificados que son resistentes al anegamiento, la sal, la sequía y el frío. La resistencia al frío de las plantas es especialmente importante para su crecimiento y desarrollo. Los científicos han descubierto que hay algunas proteínas especiales en los peces polares que pueden inhibir el crecimiento de cristales de hielo, evitando así daños por congelación a bajas temperaturas y viviendo normalmente en las frías regiones polares. Aislando este gen de la proteína anticongelante del genoma del pez e introduciéndolo en plantas, se pueden obtener plantas transgénicas. Actualmente, este gen ha sido transferido a tomates y pepinos.
Con la mejora del nivel de vida, la gente presta cada vez más atención a rasgos de calidad como el sabor, la textura, el contenido nutricional y el valor de apreciación. La práctica ha demostrado que el uso de la ingeniería genética puede mejorar eficazmente la calidad de las plantas, y cada vez más plantas genéticamente modificadas han entrado en el campo de la producción comercial. En los últimos años, se han logrado grandes avances en el uso de la ingeniería genética para mejorar la calidad de los cultivos. Por ejemplo, los científicos del Instituto Internacional de Investigación Botánica de Estados Unidos obtuvieron genes de síntesis de proteínas de la soja y los introdujeron con éxito en las patatas, creando una variedad de patata rica en proteínas con un contenido de proteínas cercano al de la soja. Esto mejoró enormemente el valor nutricional. y fue ampliamente acogido por agricultores y consumidores. También se han realizado muchas investigaciones para mejorar el color, la fragancia floral y la apariencia de las flores.
2. Aplicación de la ingeniería genética en la medicina
En la actualidad, la industria de aplicaciones de ingeniería genética dominada por los fármacos de ingeniería genética se ha convertido en una de las industrias de más rápido crecimiento en el mundo, con un gran desarrollo. perspectivas amplias. Los medicamentos modificados genéticamente incluyen principalmente citocinas, anticuerpos, vacunas, hormonas y oligonucleótidos. Desempeñan un papel importante en la prevención de tumores humanos, enfermedades cardiovasculares, enfermedades genéticas, diabetes y diversas enfermedades infecciosas, incluido el SIDA y la enfermedad reumatoide. En muchos campos, especialmente en enfermedades difíciles, los medicamentos genéticamente modificados han desempeñado un papel que los medicamentos químicos tradicionales no pueden desempeñar. El interferón (IFN) con el que estamos más familiarizados es una citocina multifuncional desarrollada mediante tecnología de ingeniería genética. Se ha utilizado clínicamente para tratar la leucemia, la hepatitis B, la hepatitis C, la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, etc.
En la actualidad, la vacuna contra el SIDA desarrollada mediante ingeniería genética ha completado las pruebas piloto y ha entrado en la etapa de verificación clínica; en un futuro próximo también se desarrollarán con éxito "misiles genéticos tumorales" utilizados específicamente para tratar tumores. Puede encontrar y matar tumores a propósito, lo que hará posible curar el cáncer. La inyección biológica genética somática desarrollada especialmente por científicos de China, Estados Unidos y Alemania y seis instituciones de investigación nacionales y extranjeras para el tratamiento de la hepatitis B, la enfermedad hepática crónica, la hepatitis crónica, la hepatitis C y la cirrosis finalmente resolvió el problema del corte. y separándose para la fagocitosis del hígado. El virus de la hepatitis intracelular repara y promueve todo el proceso de regeneración de las células hepáticas. Después de 4 años de ensayos clínicos, está abierto a pacientes con hepatitis en todo el país. El resultado de esta investigación genética es un logro médico revolucionario en el campo del tratamiento internacional de enfermedades hepáticas después del interferón y otros fármacos.
En tercer lugar, la aplicación de la ingeniería genética en la protección del medio ambiente
La contaminación ambiental causada por el desarrollo industrial y otros factores provocados por el hombre ha superado con creces la capacidad de purificación de los microorganismos naturales y se ha convertido en un problema. de gran preocupación. La tecnología de ingeniería genética puede mejorar la capacidad de los microorganismos para purificar el medio ambiente.
Estados Unidos utilizó tecnología recombinante de ADN para conectar cuatro genes bacterianos que degradan hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos terpenoides, hidrocarburos aromáticos policíclicos e hidrocarburos alifáticos, y los transfirió a cierto tipo de bacteria para crear una "superbacteria" que puede degradar cuatro tipos simultáneamente. Utilícelo para limpiar manchas de petróleo y puede degradar dos tercios de los hidrocarburos de las manchas de petróleo en unas pocas horas, mientras que las cepas naturales tardan un año. Alguien expresó con éxito el gen de la proteína Bt en Bacillus sphaeroides. Mata mosquitos y plagas, pero es inofensivo para humanos y animales y no contamina el medio ambiente. Las bacterias genéticamente modificadas que se han desarrollado incluyen bacterias que purifican el pesticida DDT, bacterias que degradan los tintes en el agua, bacterias que degradan el benceno organoclorado y los clorofenoles en el medio ambiente, bacterias que degradan los explosivos TNT en el suelo, bacterias que absorben compuestos tóxicos inorgánicos (plomo, mercurio, cadmio, etc.) bacterias y plantas genéticamente modificadas. ). La tecnología de ADN recombinante que surgió a finales de la década de 1990 puede innovar genes, dar nuevas funciones a productos de expresión y crear nuevos microorganismos. Por ejemplo, todos los genes de diferentes bacterias que degradan un contaminante pueden clonarse mediante tecnología de PCR, luego procesarse y recombinarse in vitro mediante tecnología de recombinación genética y finalmente introducirse en un vector adecuado. Varios tipos de bacterias con extraordinaria capacidad de degradación de súper cepas, mejorando así en gran medida la eficiencia de degradación.
Cuatro. Perspectivas
Debido a que la ingeniería genética utiliza tecnología de recombinación molecular del ADN, se pueden crear muchas nuevas combinaciones de genes y nuevos productos con rasgos genéticos novedosos basados en diseños prediseñados por las personas, lo que mejora la iniciativa subjetiva y la previsión de las personas en la transformación de animales y plantas. También ha desempeñado un papel revolucionario en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades humanas y ha hecho enormes contribuciones a la calidad de la población y la protección del medio ambiente. Por lo tanto, los gobiernos de todo el mundo y algunas grandes empresas conceden gran importancia a la investigación, el desarrollo y la aplicación de la tecnología de ingeniería genética para alcanzar estas alturas de mando de la alta tecnología. Sus perspectivas de aplicación son muy amplias. La tecnología de ingeniería genética de China todavía está por detrás de la de los países desarrollados, por lo que debemos acelerar el desarrollo y no perder nunca la oportunidad.
Sin embargo, cualquier ciencia y tecnología es un "arma de doble filo", que no solo trae beneficios a la humanidad, sino que también trae ciertos desastres a la humanidad. Por ejemplo, los medicamentos genéticos no sólo pueden curar enfermedades hereditarias, tumores malignos y enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, sino que también pueden modificar la inteligencia, el físico, la personalidad y la apariencia de las personas a voluntad, si no se restringe la tecnología de la clonación y se le permite desarrollarse libremente; , eventualmente puede conducir a la destrucción de la humanidad. Además, aunque no se ha descubierto que los animales y plantas genéticamente modificados sean dañinos para los humanos, eso no significa que los animales y plantas genéticamente modificados sean seguros. Después de todo, estas cosas todavía son nuevas y deben probarse lentamente en la práctica. Los organismos modificados genéticamente son lo mismo que las variedades genéticas convencionales. Sobre la base de las variedades originales, se modifican algunos de sus rasgos o se agregan nuevos rasgos o se eliminan los rasgos desfavorables originales. Sin embargo, el mejoramiento convencional se realiza mediante selección natural y endogamia. La supervivencia de los más fuertes no es la adecuada para los que son eliminados. Sin embargo, los OGM van mucho más allá del alcance de las relaciones genéticas y falta conocimiento y experiencia sobre si las posibles nuevas combinaciones y rasgos afectarán la salud humana y el medio ambiente. Según el nivel actual de la ciencia, no es posible predecir con total precisión. Por lo tanto, debemos aprovechar la oportunidad y desarrollar vigorosamente la tecnología de ingeniería genética. Al mismo tiempo, debemos gestionar estrictamente y prestar total atención a la seguridad de los organismos genéticamente modificados.
Referencias
Lou Shilin, Yang, Long Minnan, et al. Ingeniería genética [M Beijing Science Press 2002].
Dong, Shi Bing. Avances de la investigación sobre genes de resistencia a insectos de plantas [J]. Ciencia y tecnología forestal, 2002, 27 (2): 22 26.
También hay un artículo /biology/Bess/exercise-collection/2006 54 38+0a/gene/DD htm.