El proceso de desarrollo de la ingeniería genética
Debido a la influencia del desarrollo de la biología molecular y la genética molecular, el estudio de la biología genética y molecular también ha logrado avances sin precedentes. Sentó una sólida base teórica para el nacimiento de la ingeniería genética. Estos logros incluyen principalmente tres aspectos: primero, en la década de 1940, se determinó el portador de la información genética, es decir, el portador molecular de los genes es el ADN en lugar de las proteínas, aclarando así la base material de la herencia; Se reveló que el modelo de estructura de doble hélice y el mecanismo de replicación semiconservativo de las moléculas de ADN se han desarrollado para resolver el problema de la autorreplicación y transmisión de genes. En tercer lugar, a finales de los años cincuenta y principios de los sesenta, se propusieron uno tras otro el dogma central y las teorías del operón, y se descifró con éxito el código genético, aclarando así el flujo y la expresión de la información genética.
Al aplicar procedimientos similares a la tecnología de ingeniería para transformar activamente las características genéticas de los organismos y crear nuevos organismos con características excelentes, es teóricamente posible hacer realidad los deseos de larga data de las personas.
Sin embargo, al nivel de desarrollo tecnológico de la década de 1960, todavía existen algunos problemas en la implementación real de la ingeniería genética:
Para aprender más sobre las proteínas codificadas por el ADN y la relación entre el ADN y los genes Para comprender la relación, primero debemos comprender la estructura general de la secuencia de nucleótidos del ADN y cómo aislar un solo gen, de modo que podamos realizar una investigación en profundidad sobre su estructura y función in vitro, que Es un vínculo muy importante para la manipulación genética. En la década de 1970, dos tecnologías clave: la tecnología de corte y unión de moléculas de ADN y la tecnología de análisis de secuencias de nucleótidos de ADN resolvieron fundamentalmente el problema del análisis de la estructura del ADN.
El uso de endonucleasas y ADN ligasas para cortar y conectar moléculas de ADN in vitro es una importante tecnología de manipulación genética desarrollada a finales de los años 1960 y principios de los 1970. Algunos incluso dicen que es una tecnología central del ADN. La enzima de restricción endonucleasa EcoRI, descubierta por primera vez en 1972 por el laboratorio de H.W. Boyer en San Francisco, es de gran importancia. En 1967, cinco laboratorios de todo el mundo descubrieron la ADN ligasa casi simultáneamente. En 1970, un equipo del laboratorio de H.G. Khorana en la Universidad de Wisconsin-Madison descubrió que la ADN ligasa T4 tenía una mayor actividad de ligación y, a veces, incluso podía catalizar la unión de los extremos de dos moléculas de ADN completamente separadas. A finales de 1972 se dominaban varios métodos para unir moléculas de ADN de doble cadena.
En la década de 1970, el fenómeno de transformación consistente en introducir moléculas extrañas de ADN en E. coli tuvo éxito. S. Cohen, de la Universidad de Stanford, informó en 1972 que las células de E. coli tratadas con oxicloruro de calcio también podían absorber ADN plasmídico. Desde entonces, E. coli se ha convertido en un buen receptor de transformación para la clonación molecular. En menos de cuatro años se registró y estableció la primera empresa de ingeniería genética del mundo, "Genetech", lo que significa que la aplicación práctica de la ingeniería genética ha entrado en el umbral de la operación comercial.
A principios de los años 70, la recombinación del ADN era teórica y técnicamente posible. En 1972, el equipo de investigación dirigido por el Dr. P. Berg de la Universidad de Stanford tomó la iniciativa de completar con éxito el primer experimento de recombinación de ADN in vitro del mundo y, por lo tanto, compartió el Premio Nobel de Química de 1980 con W. Gilbert y F. Sanger.
La ingeniería genética es una ciencia biotecnológica completamente nueva que nació sobre la base del desarrollo integral de la biología molecular y la genética molecular en la década de 1970. En términos generales, la ingeniería genética se refiere a la ingeniería genética a nivel genético. Extrae artificialmente el material genético de un organismo donante: macromoléculas de ADN, lo corta con una enzima herramienta adecuada in vitro, lo conecta a la molécula de ADN como portador y luego lo introduce junto con el portador en las células receptoras que son más fáciles de cultivar. y reproducirse. El material genético exógeno se "asienta" en él, se replica y se expresa normalmente, y así se obtiene. Esta definición muestra que la ingeniería genética tiene las siguientes características importantes: primero, las moléculas de ácido nucleico exógenas pueden reproducirse en diferentes organismos huéspedes, pueden cruzar la barrera de las especies naturales y poner genes de cualquier organismo en nuevos organismos no pueden tener nada que ver. protozoos. Esta capacidad es la primera característica importante de la ingeniería genética.
La segunda característica es que un pequeño fragmento de ADN se amplifica en una nueva célula huésped, de modo que una pequeña cantidad de muestra de ADN puede "copiar" una gran cantidad de ADN, y una gran cantidad de moléculas de ADN absolutamente puras no quedan contaminadas por ninguna otra. Secuencias de ADN. Los científicos llaman a la tecnología de cambiar el ADN de las células germinales humanas "terapia con células germinales", mientras que la llamada "ingeniería genética" tiene como objetivo cambiar las células germinales de animales y plantas. Cualquiera que sea el nombre, cambiar el ADN de las células germinales de un individuo probablemente produzca los mismos cambios en su descendencia.