Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 59. БІОТЕХНОЛОГІЯ ТА ГЕННА ІНЖЕНЕРІЯ ТВАРИН

Пригадайте особливості селекції тварин. Які репродуктивні технології застосовують у селекції тварин? Що таке бластоциста, транс-ген, колаген, фібриноген, інтерферони?

Основні напрями біотехнології сільськогосподарських тварин пов’язані з підвищенням їхньої плодючості (репродуктивні технології); клонуванням і генною інженерією. Пригадаємо: до репродуктивних технологій належать, зокрема, штучне запліднення, запліднення та отримання ембріонів «у пробірці».

Клонування тварин. На малюнку 59.1 зображено схему клонування ягняти Доллі (розгляньте її та пригадайте етапи цього процесу). Так, за допомогою пересаджування ядер соматичних клітин у яйцеклітини, які перед тим позбавляють ядер, отримують особину, генетично повністю ідентичну самці, від якої взято і яйцеклітину, і соматичну клітину (тобто її клон). Ця методика має неабиякий науковий інтерес, але вона ще недосконала і потребує великих витрат.

Мал. 59.1. Схема клонування ягняти Доллі

Цікаво знати

У 1958 р. британський біолог Дж. Гьордон (мал. 59.2) провів експеримент з пересадження в без’ядерні ікринки шпорцевої жаби ядер соматичної клітини пуголовків. З деяких розвинулися нормальні жаби.

Генетично модифікованих тварин отримують: за допомогою мікроін’єкції ДНК у запліднену яйцеклітину (мал. 59.3); уведенням генетично модифікованих ембріональних стовбурових клітин в ембріон на ранніх стадіях його розвитку; пересаджуванням генетично модифікованих ядер соматичних клітин в яйцеклітину; застосуванням векторів, створених на основі ретровірусів.

Після введення ДНК яйцеклітини чи бластоцити імплантують у «сурогатну матір». Після народження тварин ідентифікують на наявність трансгену (у середньому на 100 вагітностей отримують одну трансгенну тварину). Для цього трансгенну тварину схрещують із звичайними. Далі можна схрещувати нащадків такої тварини між собою для отримання чистих трансгенних ліній.

Чималим успіхом є отримання, розведення та офіційний продаж у Канаді та США генномодифікованої сьомги. У її геном додали ген гормону росту іншого, більшого за розмірами представника лососевих - чавичі. У результаті трансгенна риба росте і набирає масу значно швидше, на її розведення потрібно півтора року, а не три, як для звичайної сьомги.

Трансгенних тварин (кіз, овець, свиней, кролів) використовують для синтезу білків, які застосовують у фармакології. Вони виділяються прямо в молоко. Це, наприклад, фактори зсідання крові, фібриноген, колаген, інтерферони та багато інших. Отримано модифікованих птахів, які відкладають яйця, що містять деякі білки людини, наприклад інтерферони.

Мал. 59.2. Джон Гьордон (народ. 1933) - британський біолог. За праці в галузі біології розвитку та отримання індукованих стовбурових клітин у 2012 р. отримав Нобелівську премію з медицини (спільно з японським ученим Син’я Яманака).

Мал. 59.3. Отримання трансгенных тварин за допомогою мікроін’єкції ДНК у овоцити

Важливим напрямом є використання трансгенних тварин як генетичних моделей спадкових захворювань людини. Так, створюють два типи модельних тварин: трансгенні миші, у геном яких уведено ген людини, відповідальний за конкретне захворювання, і миші, у яких утрачено функцію цього гена. Якщо схильність до захворювання залежить від наявності в геномі одного з багатьох алелів, то створюються лінії трансгенних мишей, що несуть різні алелі цього гена. На цих моделях можна досліджувати вплив кількості копій гена та рівня його експресії на прояв захворювання, а також розробляти нові методи лікування. На моделі, у якої ген, що спричиняє захворювання у людини, неактивний, досліджують конкретні функції генів. Це важливо для аналізу причин генних захворювань людини.

Ключові терміни та поняття

клонування тварин, генна інженерія тварин.

Перевірте здобуті знання

1. Які репродуктивні технології використовують у біотехнології тварин? 2. Як здійснюють клонування тварин? 3. Як отримують генетично модифікованих тварин? 4. Які напрями застосування трансгенних тварин найбільш успішні?

Поміркуйте

1. Для яких ще цілей можна використовувати трансгенних тварин? 2. З якими проблемами можуть стикатися дослідники і дослідниці, створюючи трансгенних тварин?