Prvky genetického inženýrství
Genetické inženýrství, technologie rekombinantní DNA, genetická modifikace/manipulace (GM) a sestřih genů jsou pojmy, které se vztahují na přímou manipulaci s geny organismu. Genetické inženýrství se liší od tradičního šlechtění, kdy jsou geny organismu manipulovány nepřímo; genetické inženýrství využívá techniky molekulárního klonování a transformace k přímé změně struktury a charakteristik genů. Techniky genetického inženýrství
našly v MICK několik úspěchů v četných aplikacích. Některé příklady jsou ve zlepšování technologie plodin, výrobě syntetického lidského inzulínu pomocí použití modifikovaných bakterií, výrobě erytropoetinu v buňkách vaječníků křečků a produkci nových typů experimentálních myší, jako je onkomouse (rakovinná myš) pro výzkum.
Izolace se dosáhne identifikací sledovaného genu, který chce vědec vložit do organismu, obvykle s využitím stávajících znalostí různých funkcí genů. Informace o DNA lze získat z knihoven cDNA nebo gDNA a amplifikovat pomocí PCR technik. V případě potřeby, tj. pro vložení eukaryotické genomové DNA do prokaryot, lze provést další modifikaci, jako je odstranění intronů nebo ligatura prokaryotických promotorů.
Vložení genu do vektoru, jako je plazmid, může být provedeno, jakmile je sledovaný gen izolován. Mohou být použity i jiné vektory, jako jsou virové vektory, a ty neprokaryotické, jako jsou lipozomy, nebo dokonce přímé vložení pomocí DNA pistolí. Omezující enzymy a ligázy jsou v tomto klíčovém kroku velmi užitečné, pokud jsou vloženy do prokaryotických nebo virových vektorů. Daniel Nathans a Hamilton Smith obdrželi v roce 1978 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu za izolaci restrikčních endonukleáz.
Jakmile je vektor získán, může být použit k transformaci cílového organismu. V závislosti na použitém vektoru může být složitý nebo jednoduchý. Například použití surové DNA s DNA pistolemi je poměrně přímočarý proces, ale s nízkou úspěšností, kdy je DNA pokryta molekulami, jako je zlato, a vystřelena přímo do buňky. Jiné složitější metody, jako je bakteriální transformace nebo použití virů jako vektorů, mají vyšší úspěšnost.
Po transformaci lze GMO izolovat od těch, kterým se nepodařilo různými způsoby přenášet.
I když v posledních dvaceti letech došlo v biologických vědách k revoluci, zbývá toho ještě mnoho objevit. Dokončení sekvenování lidského genomu, stejně jako genomů většiny zemědělsky a vědecky významných živočichů a rostlin, nesmírně zvýšilo možnosti genetického výzkumu. Účelný a nenákladný přístup ke komplexním genetickým datům se stal realitou s miliardami sekvenovaných nukleotidů, které jsou již online a opatřeny poznámkami.
Schéma zelené fluorescenční proteinové stuhy. Z PDB 1EMA.
Lidské genetické inženýrství může být použito k léčbě genetických onemocnění, ale je rozdíl mezi léčbou onemocnění u jedince a změnou genomu, který se předává potomkům této osoby (zárodečné genetické inženýrství).
Lidské genetické inženýrství se již v malém měřítku využívá k tomu, aby neplodné ženy s genetickými vadami mitochondrií mohly mít děti. Používají se zdravá lidská vajíčka od druhé matky. Takto vyprodukované dítě má genetickou informaci od dvou matek a jednoho otce. Provedené změny jsou změnami zárodečné linie a pravděpodobně se budou předávat z generace na generaci, jedná se tedy o trvalou změnu lidského genomu.
Lidské genetické inženýrství má potenciál změnit vzhled, přizpůsobivost, inteligenci, charakter a chování lidských bytostí. Může být potenciálně použito při vytváření dramatičtějších změn u lidí. Kolem této technologie je mnoho nevyřešených etických otázek a obav a zůstává kontroverzním tématem.
Římskokatolická církev pod papežstvím Benedikta XVI. odsoudila některé konkrétní případy genetického inženýrství v instrukci Dignitas Personae a uvedla, že v těchto situacích je to v rozporu se základní pravdou rovnosti mezi všemi lidskými bytostmi.