речовини, які споживають рослини для росту, потрібно вводити в грунт для підвищення і

збільшення врожайності і розробив перші штучні мінеральні добрива. Сучасні землі

неможливо уявити собі без використання все збільшуючи кількостей різних мінеральних

добрив. Одні лише азотні, наприклад, вносять у великих масштабах; теперішні сорта

пшениці витягають до 90 кілограм на гектар, а всього у світі випускається до 70 мільйонів

тон в рік. Незважаючи на всі плюси, азотні добрива мають 2 суттєвих недостатка: їх

виробництво обходиться дорого, а крім того, і це, мабуть, головне, велика частина нітратів

не встигає попасти рослини, а вимивається дощами, попадає у прісні водойми,

викликаючи бурхливе розмноження споживаючих ними одноклітинних водоростей, так

зване “цвітіння води”. При цьому водорості “з’їдають” весь кисень, що міститься у воді, в

результаті вода стає мертвою, розриваються екологічні зв’язки, і вона втрачає здібність до

самоочищення.

Добре було б взагалі відмовитись від використання добрив, створивши

самоудобряючі рослини, але для цього потрібно зрозуміти і використати молекулярний

механізм засвоєння азоту живими організмами і які контролюють його ген. Краще вивчені

в цьому відношенні бобові рослини. Вони синтезують із атмосферного азоту і водню аміак

і найбільш складні азотовмісні з’єднання – нітрати. Здібністю до азотфіксації бобові

зобов’язані життю з ними в симбіозі бактеріям із роду ризобій. Бактерію постачають в

рослини нітрати, так що ті можуть жити на бідних ґрунтах, а рослини забезпечують

бактерії водою і органічними речовинами – продуктами фотосинтезу. Бактерії ці строго

18

специфічні – один вид існує в симбіозі з клевером, другий з люцерною, третій – з горохом

і т.д.

Вчені із Бразилії і Індонезії разом відкрили нові азотофіксуючі бактерії, які

мешкають в кореневій системі цукрової тростини. Їх було названо цукробактеріями.

Зв’язок бактерій з рослинами взаємовигідний. Бактерії споживають сахарин і продукують

із нього потрібні для їхньої життєдіяльності речовину – глюкуронову кислоту. Рослини, в

свою чергу, мають можливість використовувати атмосферний азот.

Звичайно, не виключається і можливість прямого введення генів азотфіксації із

бактерій в злаки, але це найбільш тяжкий шлях і потрібно ще багато взнати і про гени

азотфіксації, і про механізм симбіотичних взаємовідношень, щоб можна було б з

впевненістю говорити, що така корінна перестройка одного з найбільш істотних процесів

життєдіяльності рослин не призведе до непердбачуваних поки що і не бажаним наслідкам.

3.3. Генетична інженерія тварин

Підвищення продуктивності тварин – результат ціле напрямленої діяльності

людини на основі використання об’єктивних законів природи. Продуктивність тваринною

формується результаті взаємодії генотипу і середовища, тобто за рахунок створення умов

середовища, необхідних для проявлення потенціальної продуктивності і удосконалення їх

генотипів, які дозволяють отримати більше кінцевого продукту. Це головні фактори, які

формують організм і його ознаки, а також, і його продуктивність.

Кожний вид тварини має тільки йому властивий набір генів, які і визначають

видові ознаки. Але у різних тварин одного і того ж виду одна і та ж ознака може

виражатися по-різному як в морфологічному або функціональному відношенні, так і в

кількісному відношенні. У першому випадку це відбувається тому, що існує декілька

варіантів одного і того ж гену (алелі), в другому тому, що функціонує різне число

однозначних генів.

Говорячи про штучне перенесення генів або окремих блоків ДНК, необхідно

вказати на існування ще одного ефекту, пов’язаного з інтеграцією. Річ іде про мутантну

дію ДНК, відкритою в 1939 році С.М. Гершензоном. Мутації проходять за рахунок

включення окремих фрагментів ДНК, які не несуть інформації наслідування, в хромосоми

господаря. Ця подія була відкрита на плодовій мушці при скормлю ванні ДНК із тимусу

теляти і інших тканин. Акцентується увага на цій події з тим, щоб підкреслити, що ефект

трансформації можливий тільки в тому випадку, якщо інтегрується цілісний ген, а не його

19

окрема частина. В цьому випадку може утворитися мутація, тобто змінений ген, а і тому

ознака.

Переніс генів можливий між різними сільськогосподарськими тваринами

незалежно від таксономічної приналежності і степні родинності, оскільки код синтезу

білків універсальний.

Головні переваги генетичної інженерії заключаються в тому, що з її допомогою

можна отримати трансгенних тварин, які постійно передають трансформовані ознаки із

покоління в покоління. Тому стало очевидним, що пересадку генів у

сільськогосподарських тварин необхідно проводити безпосередньо в статеві клітини або

зиготи ранніх стадій розвитку.

Перші результати подібних експериментів були отримані в 1980 році Гордоном.

Він з допомогою мікроманіпулятора вводив гени ферменту тимидикпінази (ТК) в

запліднені яйцеклітини. Точніше в один із пронуклеусів. Гени ТК вірусу герпеса

виділялися із плазміди, в якій вони клонувалися. Вся процедура заключалася в тому, що

спочатку із яйцеводу виливали яйцеклітини на стадії двох пронуклеусів і поміщали їх в

каплю рівноважного розчину. В ньому і проводили ін’єкцію розчину ДНК в чоловічий

пронуклеус в об’ємі одного мікролітру. Після цього всі зиготи транспортували в яйцевід

реципієнту. Число введених копій гена складало від 500 до 12000 молекул. Всього

родилось 187 мишенят, із яких тільки два несли донорську ДНК.

Австралійські генетики в 1986 році повідомили, що їм вдалося отримати транс

генну овечку. Спочатку був видалений і нароблений ген гормон росту овечки. Потім він

був введений в геном зиготи, отриманої від овечки, після чого зигота була повернута в

порожнину матки тварини. Через три роки після народження транс генної овечки в 1,5

рази перебільшила по масі своїх ровесників. Як рахують дослідники, цей метод дозволить

в майбутньому вирощувати овечок в 1,5 рази крупніше і які ростуть 1,3 рази швидше, ніж

звичайні. Це перший випадок в світовій практиці успішної пересадки гена гормону

сільськогосподарським тваринам.

Зараз вчені працюють над пересадкою нових генів, які кодують два ферменти

відповідальних за синтез сіркоутримуючих амінокислот. Це насамперед лише метіонін –

амінокислота, яка необхідні для росту волокон шерсті. Вона попадає в організм з

кормами. Генетики ставлять ціль отримати овечку, яка сама синтезувала би цю

амінокислоту.

Радянськими дослідниками