Юный Натуралист 1977-10, страница 16

Этот опыт говорит о возможности смешивать наследственную информацию разных растений, о том, что наследственная информация разных растительных клеток дополняет друг друга. И если немного помечтать, то можно сказать, что со временем ученые научатся получать гибриды из таких растений, которые естественным путем, путем селекции никогда не создать. Научатся придавать растениям не свойственные им признаки, полезные человеку. Например, для сельскохозяйственных культур стойкость к различным заболеваниям, к низким и высоким температурам. Или привить растениям способность усваивать из воздуха азот.

Генная инженерия — особый метод конструирования наследственных признаков живого организма. Она предполагает сознательное, целенаправленное создание никогда ранее не существовавших в природе комбинаций генов. Для этого надо выделить из молекул ДНК нужные гены, осуществить с ними серию сложных манипуляций и затем встроить их в геномы любого другого организма (геном — это полный набор генов, определяющий все особенности строения организма, обмена веществ и так далее).

Такое сознательное объединение разнородных генов может привести к созданию молекул ДНК с непредвиденными свойствами. Теоретически почти нет границ объединению генов, вплоть до сочетания генов животных и бактерий. Ученые всерьез говорят о принципиальной возможности создания в будущем неких «кентавров» — существ, созданных человеком. Но не будем заходить далеко в этих фантазиях, много еще в этой науке неясного и загадочного. Да и задача такая не ставится учеными в ближайшее время. Пока речь идет лишь о создании новых комбинаций генов, о создании таким путем новых видов бактерий.

Годом подлинного рождения генной инженерии можно считать год 1969-й, когда ученые выделили отдельный изолированный ген из ДНК бактерии эшерихии коли — кишечной палочки.

Уже через несколько лет люди научились «разрезать» молекулы ДНК в определенных местах, переставлять полученные кусочки местами и вновь сшивать их. Получались молекулы-гибриды. Были созданы молекулы, состоящие из генов бактерий, растений, многоклеточных животных — лягушки и мухи дрозофилы. Наиболее успешно освоены операции на плазмидах — кольцевых молекулах ДНК, содержащихся в клетках бактерий.

Каким же образом экспериментаторы проводят операции по пересадке генов?

Инструменты генной инженерии — осо

бые вещества — ферменты. В каждой клетке есть полный набор таких молекулярных инструментов. Есть, например, ферменты, охраняющие клетку от вторжения чужеродных генов. Их называют рестриктазами. Они словно ножом разрезают противника — чужую ДНК. Причем только в определенных местах. Разные рестриктазы— в разных местах. Они и используются в качестве скальпелей, расщепляющих молекулы ДНК на части.

Но кусочки хромосом, кусочки ДНК, надо сшить. Их концы, к счастью, обладают свойством прилипать друг к другу. Слипшиеся кончики молекул уже прочно «сшиваются» другим ферментом — лигазой.

Надо еще иметь «пинцет», который может перенести гибридные молекулы в клетки и который встроит ген в разорванную молекулу ДНК. Нелегкой была задача найти такой пинцет. И она была решена довольно остроумно. С помощью вирусов. Вирус живет тем, что присоединяется к какой-то бактерии, вводит в нее свое содержимое и свою молекулу ДНК, которая начинает размножаться в бактерии, давая жизнь новым вирусам. Теперь ученые встраивают нужные гибридные молекулы в вирус (их называют еще фагами), тот проникает в бактерию и отдает ей свой ген. Пинцетом в генной инженерии может быть и плазмида — так называется кольцевая молекула ДНК. Благодаря своим малым размерам она легко отделяется от основной массы бактериальных ДНК. В нее мы можем вшить гены и вновь послать в клетку бактерии.

С тех пор как ученые расшифровали химическую молекулярную структуру гена, их не покидает мысль попробовать создать искусственный ген, попытаться синтезировать его из химических соединений. Другими словами, создать в пробирке частичку живой материи, которая распоряжалась бы образованием белков — основы биологической жизни. Несколько лет назад ученые начали исследования в этой области. Наибольший успех способствовал американцу Хару Го-бинду Корана (индийцу по происхождению).

В 1970 году Корана в своей лаборатории впервые синтезировал ген, состоящий из 85 звеньев нуклеотидов. В нем была записана информация по образованию одной из важнейших биологических молекул — так называемой транспортной РНК у бактерии эшерихии коли.

Однако искусственный ген не работал в клетке. Вскоре выяснилось, что в естественных условиях создается более длинная молекула транспортной РНК, которая потом укорачивается специальным ферментом. Ученые определили, какой была