Генетическая модернизация: развеиваем мифы о ГМО

Сегодня мы очень много знаем про ДНК

Популярная механикаНаука

Генетическая модернизация: развеиваем мифы о ГМО

Во вселенной стратегической компьютерной игры StarCraft внеземная раса зергов примечательна тем, что научилась усваивать генетический материал других организмов и преобразовывать собственные гены, меняясь и адаптируясь к новым условиям. Эта, на первый взгляд, фантастическая идея намного ближе к реальным возможностям живых организмов, чем кажется.

Александр Панчин

Сегодня мы очень много знаем про ДНК: этой двухцепочечной молекуле посвящено более двух миллионов научных публикаций. Молекулу ДНК можно рассмотреть как текст, написанный с использованием алфавита из четырех букв (нуклеотидов). Совокупность всех нуклеотидов, составляющих хромосомы любого организма, называется геномом. Геном человека насчитывает примерно три миллиарда «букв». Отдельные участки генома представляют собой обособленные гены — функциональные элементы, которые чаще всего отвечают за синтез конкретных белков. У человека около 20 000 кодирующих белки генов. Белки, как и молекулы ДНК, являются полимерами, но состоят не из нуклеотидов, а из аминокислот. «Алфавит» аминокислот, входящих в состав белков, насчитывает 20 молекул. Зная нуклеотидную последовательность гена, можно точно определить аминокислотную последовательность белка, который он кодирует. Дело в том, что все организмы используют один и тот же (с небольшими вариациями) хорошо изученный генетический код — правила соответствия кодонов (троек нуклеотидов) определенным аминокислотам. Подобная универсальность позволяет генам из одного организма работать в другом организме и при этом производить тот же самый белок.

Естественная инженерия

Один из основных методов генной инженерии растений использует агробактерии и разработанный ими механизм модификации растительных геномов (см. «ПМ» № 10'2005). Гены обитающих в почве агробактерий кодируют специальные белки, способные «протащить» определенную молекулу ДНК в растительную клетку, встроить ее в растительный геном и тем самым заставить растение производить нужные для бактерии питательные вещества. Ученые позаимствовали эту идею и нашли ей применение, заменив нужные бактериям гены на те, которые кодируют белки, необходимые в сельском хозяйстве. Например, Bt-токсины, которые производят почвенные бактерии Bacillus thuringiensis, абсолютно безопасные для млекопитающих и ядовитые для некоторых насекомых, или белки, придающие растению устойчивость к конкретному гербициду.

Обмен генами для бактерий, даже не родственных — очень распространенное явление. Именно из-за этого микробы, устойчивые к пенициллину, появились уже через несколько лет после начала его массового применения, а в наши дни проблема устойчивости к антибиотикам стала одной из самых тревожных в медицине.

От вирусов к организмам

Естественной «генной инженерией» занимаются не только бактерии, но и вирусы. В геномах многих организмов, включая человека, есть транспозоны — бывшие вирусы, которые давно встроились в ДНК хозяина и, как правило, не принося ему вреда, могут «перескакивать» с одного места в геноме на другое. Ретровирусы (такие как ВИЧ) умеют встраивать свой генетический материал прямо в геном эукариотических клеток (например, клеток человека). Аденовирусы не встраивают свою генетическую информацию в геномы животных и растений: их гены могут включаться и работать без этого. Эти и другие вирусы активно используются в генной терапии для лечения целого спектра наследственных заболеваний.

Таким образом, естественная генная инженерия очень широко используется в природе и играет огромную роль в адаптации организмов к окружающей среде. Еще важнее то, что все живые организмы постоянно подвергаются генетическим изменениям в результате случайных мутаций. Из этого следует важный вывод: по сути, каждый организм (если не считать клонов) является уникальным и генетически модифицированным по сравнению со своими предками. У него есть как новые мутации, так и новые комбинации существовавших ранее вариантов генов — в геноме любого ребенка обнаруживаются десятки генетических вариантов, которых не было ни у одного из родителей. Кроме возникновения новых мутаций, в ходе полового размножения в каждом поколении возникает новая комбинация уже существующих у родителей генетических вариантов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Кто умнее: кошки или собаки Кто умнее: кошки или собаки

Кто же лучше - собаки, поддающиеся дрессуре, или кошки, хитрые манипуляторы?

Популярная механика, март'20
Шарлиз Терон Шарлиз Терон

Главной «взрывной блондинке» Голливуда снова удалось нас удивить

Elle, апрель'18
Космология через триллион лет: какой она будет Космология через триллион лет: какой она будет

Смогут ли ученые в установить, с чего началось наше мироздание

Популярная механика, март'20
Все тенденции сезона осень–зима 2018/2019, которые пора практиковать уже сейчас Все тенденции сезона осень–зима 2018/2019, которые пора практиковать уже сейчас

10 трендов, до вступления которых в законную силу ждать полгода не обязательно

GQ, март'18
Четыре способа вернуться к себе Четыре способа вернуться к себе

Разные виды психотерапии – разные пути, ведущие к внутренней зрелости

Psychologies, декабрь'18
Путин против всех: какой сигнал президент дал странам Запада Путин против всех: какой сигнал президент дал странам Запада

В ближайшие 6 лет внешняя политика России будет самодостаточной

Forbes, март'18
Новости, проверенные временем Новости, проверенные временем

MAXIM на самом острие мировых событий, открытий, курьезов и тупости

Maxim, апрель'18
Политизация траура Политизация траура

Как акции памяти погибших в Кемерове стали пространством для политической борьбы

СНОБ, март'18
Вышли из доверия: почему Tesla на грани провала и как ее спасти Вышли из доверия: почему Tesla на грани провала и как ее спасти

Компании Tesla срочно требуется свой Генри Форд или Киитиро Тоеда

Forbes, март'18
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Мужчины наконец отдыхают от black tie

GQ, март'18
Словно в кино! Словно в кино!

Путешествия в места, где проходили съемки известных картин

Лиза, март'18
Жизнь без границ Жизнь без границ

Влад и Рита Соколовские: «Мы рушим все стереотипы»

OK!, март'18
Земляне Земляне

Анна и Василий Рябовы открыли питомник растений. И теперь работают на земле

Seasons of life, март'18
Идея Идея

Инвестировать надо в вино, а не в биткоины

Maxim, апрель'18
Цифры из будущего. Россию ждет рост зарплат и сильный рубль Цифры из будущего. Россию ждет рост зарплат и сильный рубль

На какие параметры могут опираться инвесторы в этом году

Forbes, март'18
15 мыслей Фанни Ардан 15 мыслей Фанни Ардан

Фанни Ардан вспоминает своих любимых мужчин: Депардье, Пруста и Франсуа Трюффо

GQ, апрель'18
Две головы, два сердца: в США найдена уникальная змея Две головы, два сердца: в США найдена уникальная змея

На одной из змеиных ферм в штате Флорида родилась необычная змея

National Geographic, март'18
Положительно заряженные Положительно заряженные

Fiat 500 и Smart Forfour доказывают свое право на существование

АвтоМир, март'18
20 лучших интерьеров в кино 20 лучших интерьеров в кино

Апартаменты на Манхэттене в «Энни Холл» и домик на острове в «Большом всплеске»

Vogue, март'18
Последний рывок Последний рывок

Как помочь ребенку закончить учебный год и сохранить остатки здоровья?

Добрые советы, апрель'18
«Я не хочу быть звездой. Я хочу, чтобы свалку закрыли» «Я не хочу быть звездой. Я хочу, чтобы свалку закрыли»

История Тани Лозовой, той самой «девочки из Волоколамска»

Esquire, март'18
Добавь огня Добавь огня

Оборудуй уютную и теплую зону с камином

Лиза, март'18
Поэзия Блока Поэзия Блока

Дизайнеры марки Bloc живут в Карраре и не только создают вещи из камня

Seasons of life, январь'18
6 способов начать разговор с кем угодно 6 способов начать разговор с кем угодно

Больше ты не будешь одиноко стоять в углу на вечеринке филателистов-агностиков!

Maxim, март'18
Вуокатти, или Как выглядит Финляндия за пределами Хельсинки Вуокатти, или Как выглядит Финляндия за пределами Хельсинки

Гид по финскому курорту, где зимой можно найти лето, а летом – зиму.

National Geographic, март'18
Жаба лишилась головы, но продолжает жить: загадка из лесов Коннектикута Жаба лишилась головы, но продолжает жить: загадка из лесов Коннектикута

Земноводное с отсутствующей головой передвигалось как ни в чем ни бывало

National Geographic, март'18
Каким станет Chloé в 2018 году Каким станет Chloé в 2018 году

Интервью Сьюзи Менкес с креативным директором бренда Наташей Рамсей-Леви

Vogue, март'18
Подозрительные люди: в Великобритании начались аресты недвижимости олигархов Подозрительные люди: в Великобритании начались аресты недвижимости олигархов

Британия начала арестовывать имущество неясного происхождения

Forbes, март'18
Редкие киты впервые сняты с дрона: видео Редкие киты впервые сняты с дрона: видео

Ремнезубы – одни из самых малоизученных китообразных

National Geographic, март'18
Он считал себя умнее. Памяти Стивена Хокинга Он считал себя умнее. Памяти Стивена Хокинга

Какой вклад внес Хокинг в теоретическую физику и наши представления о Вселенной

СНОБ, март'18
Открыть в приложении