Метод рекомбинантных ДНК для многих специалистов является краеугольным камнем здания биотехнологии. Создание рекомбинантной ДНК буквально означает объединение (рекомбинирование) двух отрезков ДНК разных видов.
Люди начали избирательно комбинировать генетический материал одомашненных растений и животных одного вида (или, реже, близкородственных видов) уже тысячи лет назад. Для этого они производили отбор особей, обладающих полезными качествами и пригодных для выведения потомства. С помощью скрещивания таких наиболее ценных особей и и отбора (селекции) для дальнейшего размножения лучших из их потомков человек изменил изначальный набор генетического материала одомашненных животных и растений. В настоящее время к методу селективного скрещивания добавился метод комбинирования генов на молекулярном уровне с помощью точнейших методов генной инженерии.
Независимо от того, каким методом она достигается, принцип генетической модификации остается неизменным, однако существует принципиальное различие:
– при селективном скрещивании происходит перенос больших наборов неизвестных генов между родственными организмами;
– в отличие от этого, генная инженерия позволяет перемещать единичные гены, обладающие известными функциями, из одного организма в любой другой, например, от животных к растениям или от микроорганизмов к животным.
Чем более точными становятся проделываемые нами операции и более предсказуемыми получаемые результаты, тем сильнее снижается риск появления организмов с неожиданными и нежелательными характеристиками. Кроме того, при этом отпадает необходимость в трудоемком и длительном методе проб и ошибок, используемом традиционной селекцией. Постепенное увеличение спектра живых оргазмов – источников полезных генов – со временем позволит нам использовать весь потенциал природного многообразия.
Методики повышения предсказуемости и точности селективного скрещивания с течением времени постоянно совершенствуются. В начале 90-хх Гуго де Фриз (Hugo DeVries) в Голандии, Карл Корренс (Karl Correns) в Германии и Эрик Чермарк (Eric Tshermark) в Австрии заново открыли законы наследственности Менделя. В 1953 году Джеймс Уотсон (James Watson) и Френсис Крик (Francis Crick), исходя из результатов экспериментов и построения моделей, создали двухцепочечную модель ДНК. В 1972 году Пол Берг (Paul Berg) с коллегами с помощью рестрикционных ферментов синтезировали первую рекомбинантную молекулу ДНК. Десять лет спустя первый рекомбинантный лекарственный препарат (человеческий инсулин), синтезированный с помощью рекомбинантной ДНК, появился на фармацевтическом рынке. В 2000 году человеческий геном был полностью секвенирован и в настоящее время метод рекомбинантных ДНК в совокупности с методом молекулярного клонирования используется для достижения следующих целей:
– производство новых лекарственных препаратов и безопасных вакцин;
– лечение некоторых генетических заболеваний;
– создание биоконтролирующих агентов для сельского хозяйства;
– повышение урожайности и снижение стоимости продукции;
– снижение аллергенности некоторых продуктов;
– улучшений питательных свойств продуктов;
– разработка биодеградирующих пластмасс;
– снижение уровня загрязненности воды и воздуха;
– замедление скорости порчи пищевых продуктов;
– контроль над вирусными заболеваниями;
– снижение воспалительных реакций.
