Inżynieria genetyczna

**Inżynieria genetyczna** – świadoma, kontrolowana przez człowieka ingerencja (zwana inżynierią) w **materiał genetyczny** organizmów w celu zmiany ich właściwości dziedzicznych.

Celem inżynierii genetycznej jest modyfikacja organizmów i komórek poprzez wprowadzenie określonego fragmentu **kwasu nukleinowego** pobranego z organizmu zwanego dawcą, do komórek innego organizmu, czyli biorcy.

## Historia

Pierwszym wydarzeniem uznawanym za poważny sukces inżynierii genetycznej było przeniesienie w 1973 roku przez Stanleya Cohena i Herberta Boyera ludzkiego **genu** kodującego insulinę do komórek bakterii, w wyniku czego te zaczęły produkować ludzki hormon. Dzięki tym badaniom wykazano, że podstawowy kod genetyczny jest zapisany w ten sam sposób we wszystkich organizmach. Ponadto rozkodowanie i wykorzystanie informacji genetycznej do wytwarzania białek odbywa się identycznie nawet w przypadku tak daleko spokrewnionych ze sobą organizmów, jak człowiek i bakteria.

## Metoda działania

Konkretny fragment DNA wycina się za pomocą „molekularnych nożyc”, czyli **enzymów restrykcyjnych**, które umożliwiają przecięcie nici DNA w ściśle określonych miejscach. Wyróżnia się wiele różnych typów tych enzymów. Odpowiednio je dobierając, można otrzymać wybrany fragment kwasu nukleinowego. Następnie wyizolowany fragment trzeba włączyć do DNA organizmu, który ma być zmodyfikowany. Służą do tego **ligazy** – enzymy, których nazwa pochodzi od łacińskiego słowa *ligare*, czyli włączać. Biorą one udział w tworzeniu wiązań między fragmentami kwasu nukleinowego i łączą pocięte uprzednio fragmenty. Zmodyfikowany DNA przenosi się do komórek biorcy. W wyniku tego zmienia się ich **materiał genetyczny** i w konsekwencji nabywają one nowe, pożądane przez człowieka cechy.

## Zastosowanie

Jako że inżynieria genetyczna polega na wprowadzaniu zmian do genomów organizmów w celu nadawania im nowych, pożądanych cech, to geny, które są szkodliwe z punktu widzenia człowieka – mogą być eliminowane, zaś te korzystne – dodawane.

Zmodyfikowane bakterie znajdują zastosowanie w medycynie, ponieważ są w stanie syntetyzować leki. Dawniej insulinę pozyskiwano z trzustki cieląt. Ilość otrzymywanego w ten sposób hormonu była niewielka, a sama metoda bardzo kosztowna. Przeniesienie genu ludzkiej insuliny do genomu bakterii zmusiło je do produkcji tego hormonu, który następnie się odzyskuje, oczyszcza i udostępnia chorym.

Inżynieria genetyczna znajduje również zastosowanie w rolnictwie. Dzięki niej możliwe jest uzyskiwanie zmodyfikowanych roślin o unikatowych cechach, np. zbóż odpornych na niekorzystne warunki środowiska lub na choroby. W ten sposób powstają **organizmy modyfikowane genetycznie** zwane w skrócie **GMO**. Przekształcane są głównie te rośliny, które mają duże znaczenie w rolnictwie – zboża i rośliny paszowe. W procesie modyfikacji otrzymują nowe cechy: ich owoce charakteryzują się większą trwałością, lepszym smakiem, bardziej intensywnym zapachem, a same rośliny odpornością na szkodniki i choroby. Za pomocą technik inżynierii genetycznej można również wytworzyć na przykład zmodyfikowane zwierzęta o intensywniej działającym hormonie wzrostu, szybko osiągające duże rozmiary, co w dłuższej perspektywie pozwala obniżyć koszty ich hodowli.

Inżynieria genetyczna ma ponadto duże znaczenie w rozwoju **genetyki**. Umożliwia bowiem poznanie funkcji pełnionych przez poszczególne geny.

## Powiązane pojęcia

* enzymy restrykcyjne;
* gen;
* genetyka;
* genom;
* kwas deoksyrybonukleinowy;
* kwasy nukleinowe;
* ligazy;
* organizm zmodyfikowany genetycznie (**GMO**);
* reakcja łańcuchowa polimerazy;

#### Osoby:

* Herbert Boyer (1936—);
* Stanley Cohen (1922—2020).

## Źródła

#### Netografia:

* O inżynierii genetycznej w serwisie *epodreczniki.pl*.