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4.3 Protein Engineering Un organisme a le matériel génétique des deux parents et il héritera des caractéristiques des deux parents. Les agriculteurs ont eu recours à cette idée depuis des milliers d'années pour aider sélectivement reproduisent de meilleures souches de cultures et d'animaux d'élevage. Des erreurs peuvent se produire lorsque les cellules se divisent et l'information génétique est copié et transmis à la descendance. Les scientifiques se réfèrent à ces erreurs que des mutations spontanées. Parfois, les erreurs peuvent être nocifs, voire mortels, mais parfois ils peuvent donner l'organisme une caractéristique qui est un avantage. Lorsque la caractéristique est un avantage de la mutation se développe dans les générations suivantes. Ceci est une explication moléculaire brève pour la théorie de la sélection naturelle. Les mutations spontanées sont faciles à observer et à exploiter dans les organismes unicellulaires avec des cycles de vie courts. les décideurs et les brasseurs vin se sont appuyés sur des mutations spontanées pour produire des levures qui donnent un vin ou une bière sa saveur caractéristique. Les scientifiques peuvent augmenter la fréquence des mutations aléatoires en exposant les cellules à la lumière ultraviolette. Ils choisissent ensuite les cellules qui ont, par hasard, mutés pour donner des caractéristiques souhaitables. Les scientifiques, cependant, ont récemment mis au point la technologie qui leur permet de transférer des gènes d'un organisme à un autre, même d'une espèce à une autre. Nous appelons cette technologie de l'ADN recombinant ou la modification génétique (génie) et il offre la possibilité de changer la composition génétique d'un organisme rapidement, plus précisément et avec moins de tâtonnements qu'auparavant. La modification génétique peut modifier les micro-organismes afin qu'ils produisent des protéines humaines telles que l'insuline. L'insuline est une hormone protéique qui aide à réguler la façon dont notre corps métabolise le sucre. Les individus sains produisent à partir de cellules dans leur pancréas. Les diabétiques peuvent produire peu ou pas d'insuline et ont besoin d'injections régulières de celui-ci à rester en bonne santé. Ce serait bien si nous pouvions fabriquer de l'insuline dans une usine en extrayant certaines cellules du pancréas humain et les cultiver dans un récipient avec un approvisionnement d'un - aminoacides. Malheureusement, les cellules humaines sont difficiles à cultiver à l'extérieur du corps. Au lieu de cela biochimistes ont permis d'identifier le gène qui porte le code pour l'insuline, retiré de cellules humaines et reliées au matériel génétique dans des micro-organismes. Biotechnologistes utilisent fermenteurs pour encourager ces micro-organismes à croître et à se multiplier rapidement. Les micro-organismes utilisent leurs systèmes chimiques pour la synthèse des protéines pour fabriquer de l'insuline humaine aux côtés de toutes les autres protéines qu'ils feraient naturellement. L'insuline est finalement séparé et purifié. La figure 3 donne une approche générale montrant comment une modification génétique peut produire une protéine. Il existe de nombreuses variantes de cette approche de base, cependant. La figure 3 La modification génétique pour produire une protéine humaine. Biochimistes peuvent maintenant utiliser un raffinement de la technique de modification génétique pour redessiner les protéines. Une fois qu'ils ont isolé le gène codant pour une protéine particulière, ils peuvent modifier son code de telle sorte qu'un changement se produit dans la structure primaire des protéines. Ils intègrent alors le gène modifié dans un micro-organisme où il est décodé comme avant, mais cette fois-ci une nouvelle protéine apparaît. Une permutant un aminoacide dans une protéine peut avoir un effet important sur la façon dont la protéine se comporte. Les biochimistes ont déjà utilisé cette ingénierie des protéines pour modifier l'insuline humaine d'une manière qui le rend devenir absorbé plus rapidement après l'injection. Plusieurs modifications sont nécessaires pour des anticorps (voir le chapitre 7, page 37). techniques de modélisation informatiques permettent des chimistes de protéines de faire des prédictions sur la façon proposée un changement d'acide - amino peuvent changer la structure et l'activité d'une protéine. Vous pouvez en lire plus à ce sujet dans le chapitre 8. La modification génétique et de protéines ont un potentiel énorme. Outre l'insuline, la modification génétique peut produire l'hormone de croissance humaine et le facteur de coagulation sanguine VIII. Le génie génétique peut fournir une alternative aux techniques de sélection végétale dans l'agriculture. En outre, il est déjà possible d'introduire dans une plante de nouveaux gènes qui lui permettent de produire son propre insecticide des protéines ou qui le rendent résistant à la maladie. Vaccin contre l'hépatite B, les bactéries et les bactéries digérant pétrole qui produisent plastique biodégradable sont tous récemment produits des techniques de modification génétique développée. La modification génétique et les produits sanguins Le sang a un système intégré pour brancher rapidement les zones endommagées par des caillots. Si la formation de caillots sanguins trop facilement, cependant, un blocage indésirable de vaisseaux se produit, en coupant l'apport de nutriments et de l'oxygène aux cellules. Cela se produit lorsqu'une forme thrombose coronaire, conduisant à une crise cardiaque. Le sang a un mécanisme finement réglé pour la formation de caillots, mais seulement en cas de besoin. Les protéines solubles, appelées facteurs de coagulation. et les particules, appelées plaquettes. dans le sérum sanguin compenser ce mécanisme. Lorsque les plaquettes détecter les dommages d'une séquence de changements qui se produit, ce qui porte les plaquettes et les protéines pour former un caillot. Les caillot se forme rapidement, dans environ 15 à 30 secondes. Elle se compose d'eau au-dessus de 98% piégée dans un gel polymère de 0,3% de molécules de protéines enchevêtrées. Les personnes qui souffrent d'hémophilie A sont incapables de faire des molécules suffisantes de l'un des facteurs de la coagulation appelé facteur VIII. L'hémophilie A est une maladie génétique, porté par les femmes, mais affectant seulement leurs fils. La reine Victoria était un transporteur célèbre. Les personnes qui souffrent d'hémophilie A doivent injecter une préparation de facteur VIII plusieurs fois par semaine pour maintenir un niveau adéquat dans leur sang. Au début des années quatre-vingt, quand on savait peu de VIH, de nombreux hémophiles ont injecté le facteur VIII qui avait été préparé à partir de dons de sang par des personnes qui ont été infectées par le VIH. Beaucoup sont devenus eux-mêmes le VIH positif. Le VIH peut maintenant être détectée et les dons de sang est traité pour détruire le virus sans nuire au facteur VIII. La modification génétique offre aux scientifiques une solution beaucoup plus propre. Ils ont déjà identifié le gène codant pour le facteur VIII et l'avoir inséré dans le matériel génétique d'un micro-organisme. Le facteur VIII produit par le micro-organisme est entièrement exempt de toute contamination par le VIH. Les personnes qui souffrent d'hémophilie doivent s'injecter avec le facteur VIII.
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