Romatoid artritin temel hastalık modifiye edici antiromatizmal ilaçlarla (PDMD) tedavisi

Romatoid artrit tedavisinde eklem erozyonunun ilerlemesini yavaşlatmak için ilaçlar kullanılır. Bunlar, genel tedavi programının önemli bir bileşeni olan temel hastalık modifiye edici antiromatizmal ilaçlardır (DMP). Bu ilaçlar nelerdir ve nasıl çalışırlar?

Hastalık modifiye edici ilaçlar, adlarının geldiği romatoid artritin ilerlemesini yavaşlatmak için bağışıklık sistemine etki eder. DMARD kategorisine giren birçok farklı ilaç vardır, ancak bazıları en yaygın olarak kullanılanlardır:

Romatex (metotreksat)- BPRP kategorisindeki ana ilaç. Diğer ilaçlarla aynı şekilde çalışır ve birçok durumda daha etkilidir. Ayrıca nispeten ucuzdur ve çoğunlukla güvenlidir. Diğer PDO'lar gibi metotreksatın da bir takım yan etkileri vardır: mide rahatsızlığına neden olabilir, karaciğer veya kemik iliği için toksik olabilir ve hamileliği etkileyebilir. Nadir durumlarda, solunum güçlüğüne neden olur. Metotreksat alırken iyi dolaşım şarttır. Folik asidin eşzamanlı kullanımı bazı yan etkileri azaltabilir. Metotreksatın en önemli avantajı uzun süre kullanılabilmesidir. İlaç çocuklara da uygulanabilir.

Biyolojik ajanlar: Enbrel (etanercet), Humira (adalimumab), Kineret (anakinra), Orentia (abatacet), Remikad (infliximab) ve Rituxan (rituximab). Bunlar, subkutan veya intravenöz olarak uygulanan romatoid artrit tedavisi için en yeni ilaçlardır. Eklemlere zarar veren bağışıklık sisteminin aktivitesini nötralize ederler. Metotreksat ile birleştirildiğinde, bu ilaçlar çoğu insanın romatoid artrit semptomlarının üstesinden gelmesine yardımcı olur. Çalışmalar, bu ilaçların diğer PDO'lardan daha az yan etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Komplikasyonlardan biri, akut bulaşıcı hastalıklara karşı artan bir duyarlılıktır. Bu ilaçlar karaciğeri ve kan koşullarını olumsuz etkileyebilir ve kronik kalp rahatsızlıklarının varlığında dikkatli kullanılmalıdır. Diğer olası yan etkiler ancak ilaçların uzun süreli kullanımından sonra ortaya çıkabilir.

Plaquenil (hidroksiklorokin) ve azulfidin(sülfasalin ) orta dereceli romatoid artrit için kullanılır. Diğer PDO'lar kadar güçlü değiller, ancak daha az yan etkileri var. Nadir durumlarda, Plaquenil'in gözler üzerinde olumsuz bir etkisi vardır. Bu ilacı alan hastalar her yıl bir göz doktoru tarafından muayene edilmelidir.

Minosin (Minosiklin) RA'da inflamatuar süreci durdurabilen bir antibiyotiktir. Etkisi birkaç ay sonra ortaya çıkar. Diğer durumlarda, tüm yan etkilerin ortaya çıkması bir yıl sürer. Uzun süreli kullanımda minosiklin cilt pigmentasyonuna neden olabilir.

Arava (leflunomid) metotreksat gibi davranır ve onunla kombinasyon halinde daha etkilidir. İlaçların benzer yan etkileri vardır. Arava ishale neden olabilir, bu durumda kesilmelidir. Arava fetüs üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olduğundan, hamilelik sırasında kadınlarda kontrendikedir.

Neoral (azatioprin) romatoid artrit dahil olmak üzere iltihaplanmanın eşlik ettiği çeşitli hastalıklar için kullanılır. Bununla birlikte, böbrek fonksiyonu üzerindeki olumsuz etkisi ve diğer yan etkileri nedeniyle, genellikle diğer ilaçların etkisiz kaldığı romatoid artrit alevlenmelerini tedavi etmek için kullanılır.

İmunar (azatioprin) romatoid artrit dahil olmak üzere çeşitli inflamatuar durumlar için kullanılır. En sık görülen yan etkiler bulantı ve kusma, bazen mide ağrısı ve ishaldir. Azatiyoprinin uzun süreli kullanımı kanser geliştirme olasılığını artırır.

DMARD'lar, romatoid artritin ilerleme hızını yavaşlatır ve birçok insanın yaşam kalitesini iyileştirmesine yardımcı olur. Bazı durumlarda, remisyon meydana gelebilir. Temel olarak ilaçlar hastalığın ilerleme hızında bir yavaşlama sağlar.

Tek bir PDRP veya bunların kombinasyonunun kullanılması, romatoid artritin asemptomatik seyrini uzatabilir ve hastalığın akut belirtilerini hafifletebilir. Eklemlerinizin sabahları sallanması için daha az zamana ihtiyacı olacaktır. Bir sonraki kontrolünüzde romatologunuz size son röntgenlerinizde yeni lezyon olmadığını söyleyebilir. Ayrıca, BPRP'nin düzenli kullanımı, eklemlerde uzun süreli yıkıcı bir süreç olasılığını azaltır.

BPRP'ler güvenli mi? Tüm FDP'ler ABD Gıda ve İlaç Dairesi tarafından onaylanmıştır. Birçok insan bu ilaçları kesinlikle hiçbir yan etkisi olmadan alır.

Bununla birlikte, romatoid artrit semptomları üzerinde hareket ederek, PDBM'ler tüm vücudu etkiler, güçlü etkileri kural olarak bazı yan etkilere neden olur. PDBM'nin aşağıdaki tipik yan etkileri vardır:

Mide bozukluğu. DMARD'lar genellikle mide bulantısına, bazen kusmaya ve ishale neden olur. Bu semptomlar diğer ilaçlarla tedavi edilebilir. Vücudunuz ilaca alıştıkça komplikasyonlar da ortadan kalkar. Semptomlar rahatsız ediciyse, romatologunuz başka bir ilaç reçete edecektir.

Karaciğer fonksiyon bozukluğu. Bu komplikasyon hazımsızlıktan daha az yaygındır. Karaciğer hasarını kontrol etmek için düzenli kan testleri yaptırmanız gerekecektir.

Kan durumu. DMARD'lar bağışıklık sistemi arızalarına neden olabilir ve bulaşıcı hastalık riskini artırabilir. Ayrıca vücudu enfeksiyonlardan koruyan beyaz kan hücrelerinin seviyesini de düşürebilir. Düşük kırmızı kan hücresi sayısı (anemi) yorgunluğu artırır. Düzenli olarak yapılan basit bir test, kırmızı kan hücrelerinizi kontrol altında tutmanıza yardımcı olacaktır.

Makalenin yayın tarihi: 08.08.2016

Makale güncelleme tarihi: 28.01.

Artrit, çeşitli kökenlerden inflamatuar nitelikteki bir grup eklem hastalığının genel adıdır. Aynı anda bir veya birkaç eklemin iltihabı, hem bağımsız bir hastalık hem de vücudun sistemik patolojisinin bir tezahürü olabilir.

En basit anlamıyla artrit nedir? Basit bir ifadeyle, bu kıkırdak, sinovyal zar, kapsül, eklem sıvısı ve eklemin diğer elemanlarının iltihaplanmasıdır.

10'dan fazla artrit türü vardır (onlar hakkında daha fazlası - makalenin ilerleyen bölümlerinde). Bazı nüanslar dışında, farklı hastalık türlerinin gelişim mekanizması neredeyse aynıdır.

Patoloji, hastanın yaşam kalitesini, ana semptomlarını olumsuz etkiler: ağrı sendromu, etkilenen bölgenin şişmesi ve kızarıklığı, lokal sıcaklık artışı, hareket kısıtlaması, eklem deformasyonu. Bir kişinin günlük aktiviteleri gerçekleştirmesi zorlaşır ve hastalığın şiddetli seyri durumunda, temel hareketler bile. Kronik uzun süreli artrit genellikle bir sakatlık grubunun kaydı ile kısmi veya tam immobilizasyona yol açar.

Herhangi bir artrit türü tedavi edilebilir(bazı türler daha iyi ve daha kolay tedavi edilir, bazıları daha kötü), özellikle şu anda (makale 2016'da yazılmıştır), sadece semptomların semptomlarıyla değil, etkili bir şekilde savaşmanıza izin veren birçok tedavi yönteminin geliştirildiği ve başarıyla uygulandığı zaman. hastalık değil, aynı zamanda nedeni ve etkisi.

Artrit, aşağıdaki üç uzmanlık alanından doktorlar tarafından tedavi edilebilir: romatolog, artrolog, ortopedik travmatolog. Eklem iltihabı, tüberküloz, sifiliz, bruselloz veya diğer enfeksiyonların arka planına karşı geliştiyse, sırasıyla bir phthisiatrician, bulaşıcı hastalık uzmanı veya dermatolog tarafından ele alınan altta yatan hastalığın tedavisine vurgu yapılır. -zührevi uzmanı.

Aşağıda artritin türlerini, nedenlerini ve semptomlarını ayrıntılı olarak anlatacağım, modern teşhis yöntemleri ve hastalığı tedavi etme yöntemleri hakkında konuşacağım.

artrit türleri

Artriti kategoriye göre derecelendirme	Görüntüleme
inflamatuar artrit	psoriatik
	Romatizmal
	romatoid
	reaktif
	bulaşıcı
	tüberküloz
dejeneratif artrit	Travmatik
	Kireçlenme
Gelişimin nedenini ve mekanizmasını dikkate alarak	Birincil - ankilozan spondilit, Still hastalığı, yalancı gut, romatizmal, psoriatik, septik, jüvenil artrit, çeşitli spesifik bulaşıcı artrit türleri (viral, dizanteri veya gonore).
	İkincil - örneğin, kötü huylu bir tümör, osteomiyelit, otoimmün hastalıklar, sarkoidoz, hepatit, borreliosis, bazı kan hastalıkları, akciğerler veya gastrointestinal sistem gibi altta yatan bir patolojinin arka planında ortaya çıkar.
Etkilenen eklem sayısına göre	Monoartrit - sadece bir eklemin izole iltihabı, genellikle büyük
	Oligoartrit - en fazla 3 eklemin etkilenmesi
	Poliartrit - aynı anda hem büyük hem de küçük eklemlerin 3-6 iltihabı

Meydana gelen değişikliklerin doğası gereği, artrit ayrılır:

• inflamasyon varlığı ile karakterize edilen inflamatuar,
• dejeneratif, ilk başta kıkırdakta yetersiz beslenme, distrofi, etkilenen eklemin görünümünde bir değişiklik ve ardından deformasyonu olduğunda.

Artrit, akut, subakut ve kronik formlarda ortaya çıkar. Akut veya subakut bir seyir, inflamatuar bir lezyonun en karakteristik özelliğidir, dejeneratif-distrofik için kronik olanıdır.

Akut bir enflamatuar süreç: doğada seröz, seröz lifli, pürülan.

Sinovyal torbada seröz (şeffaf) sıvının oluşumu ve birikmesi ile en "zararsız" iltihaplanma, sinovit - eklem zarının iltihabı ile ortaya çıkar.

Özellikle şiddetli artrit cerahatlidir. Bununla birlikte, iltihaplanma, eklem torbasına ek olarak, bitişik dokuları etkiler ve patojenik mikroorganizmaların aktif üremesi nedeniyle eklem sıvısında irin görülür. Pürülan bir sürecin gelişimi, kapsüler bir balgam oluşumu ile doludur (pürülan bir süreç tüm eklemi kapladığında).

Hastalığın nedenleri

Ortak (ana) nedenler

• kalıtım;
• travma;
• obezite;
• vücutta metabolik bozukluklar;
• sık hipotermi;
• enfeksiyonlar;
• fiziksel aktivitenin mantıksız dağılımı: ya uzun oturma pozisyonu ya da aşırı fiziksel aktivite;
• akut bakteriyel, viral veya mantar enfeksiyonları;
• sinir sistemi hastalıkları;
• otoimmün hastalıklar.

Ek nedenler

• Eklem ameliyatı,
• ilerlemiş yaş,
• doğum,
• zayıflamış bağışıklık
• aşı,
• alerji,
• çoklu kürtaj,
• yanlış beslenme,
• olumsuz ekolojik durum,
• mineral ve vitamin eksikliği.

Yanlış beslenme gut artritinin ana nedenidir

Belirli artrit türlerinin nedenleri

(tablo tam olarak görünmüyorsa sağa kaydırın)

artrit türleri	nedenler
Travmatik	Eklem elemanlarında yaralanmalar: morluklar, eklemlenecek kemiklerin kırıkları, eklem bölgesinde yırtılmalar vb.
titreşimli	Eklemler üzerinde düzenli aşırı stres, onları ağır yük altında hareket yapmaya zorluyor
reaktif	Ureaplasma, klamidya, mikoplazma, dizanteri basili, klostridia, salmonella, influenza virüsleri vb.'nin neden olduğu çeşitli enfeksiyonlar.
romatoid	Tam olarak kurulmamış, ancak kalıtımın etkisinin olasılığı yüksektir; otoimmün hastalıklar; herpes virüsleri (Epstein-Barr virüsü, herpes simpleks, sitomegalovirüs); hepatovirüsler, retrovirüsler
psoriatik	Enfeksiyonlar
	Genetik ve otoimmün mekanizmalar
Kireçlenme	Vücuttaki metabolik bozukluklar sonucu kıkırdağın yetersiz beslenmesi
	Displaziler - eklem elemanlarının gelişiminde konjenital anomaliler
	Sistemik hastalıklar - skleroderma, lupus, vb.
	Hormonal Bozukluklar
	Eklem yapılarının spesifik ve spesifik olmayan iltihabı. Birincisi - tüberküloz, bel soğukluğu, dizanteri arka planına karşı. İkincisi - patojenlerin katılımı olmadan bağımsız bir yenilgi olarak
	Yenilgi, Perthes hastalığı, osteokondrit ile eklemlerin yok edilmesi
	Hemofili - kalıtsal bir kanama bozukluğu
gut hastalığı	kalıtım
	Özel maddeler açısından zengin gıdaların aşırı tüketimi ile yetersiz beslenmenin arka planına karşı protein metabolizmasının ihlali - pürinler (uskumru, ringa balığı, sardalye, et)
	Aşırı vücut ağırlığı

Romatoid artrit gelişimi, bağışıklık sisteminin başarısızlığından etkilenir. Bilinmeyen bir nedenle, bağışıklık sisteminin özel hücreleri eklemlerin kendi dokularına "saldırmaya" başlar. Sonuç olarak, bağların, eklem yüzeylerinin hasar görmesi, kıkırdak ve bunların altındaki kemiklerin tahrip olması nedeniyle tümör benzeri bir gelişme ile agresif dokunun büyümesiyle ilerleyen otoimmün iltihaplanma başlar. Bu, sonuç olarak fibroz, skleroz, erozyonların gelişmesine yol açar - kontraktürlere, subluksasyona, eklemin kalıcı hareketsizliğine - ankiloz.

Tipik semptomlar

Artritin önde gelen semptomu bir veya daha fazla eklemde ağrıdır.İlk başta, zayıftırlar ve pratik olarak bir kişinin sıradan yaşamını etkilemezler. Zamanla, ağrı sendromu büyür: ağrı doğada dalgalı hale gelir, hareketle yoğunlaşır, gece ve sabaha yakın. Ağrının yoğunluğu, hafiften çok şiddetliye kadar değişir ve herhangi bir hareketi önemli ölçüde engeller.

İkincil semptomlar:

• sabah tutukluğu
• şişme,
• cildin kızarıklığı,
• iltihaplanma alanında yerel sıcaklıkta bir artış,
• hastanın motor aktivitesinde bozulma,
• hareketliliğinin kısıtlanması,
• eklemlerin kalıcı deformitelerinin oluşumu.

Sürecin gidişatına bağlı olarak, etkilenen eklemlerin işlevselliğinin sınırlandırılması, uzuvun olası tamamen hareketsiz kalmasıyla birlikte hem hafif hem de şiddetli olabilir.

Bazı artrit türlerinin semptomlarına daha yakından bakalım.

travmatik artrit

Eklem elemanlarına travmatik hasara inflamatuar bir reaksiyon eşlik eder ve eğer patojenik mikroplar boşluğa girmişse, o zaman eklem sıvısının ve bursanın pürülan iltihabı, yavaş yavaş yakındaki eklem dokularına geçer.

Romatoid Artrit Belirtileri

Bu tip artrit, diz, bilek, dirsek, ayak bileği eklemlerinin simetrik lezyonlarının yanı sıra el ve ayak parmaklarının küçük eklemleri ile karakterizedir. Kalça, omuz ve omurilik eklemlerinin iltihaplanması daha az yaygındır, ancak aynı zamanda mümkündür.

Hastalığın akut veya subakut seyrinde, kişi sabahları kaslarda ve eklemlerde keskin ağrılar, şiddetli halsizlik, ateş, küçük eklemlerde sertlikten rahatsız olur.

Hafif ağrı ile kronik halsiz bir süreç meydana gelir, eklem değişikliklerinde kademeli bir artış, genellikle uzuvların fonksiyonlarında önemli bir sınırlama eşlik etmez.

Yavaş yavaş, iltihap eklemin bitişiğindeki kaslara yayılır. Sonuç olarak, odak iltihabı gelişir, kas gücü ve tonu azalır, hasta normal fiziksel efordan sonra kas zayıflığı, şiddetli yorgunluk hisseder.

Tipik bir semptom, çapı 2 cm'den fazla olmayan yuvarlak şekilli subkutan nodüllerin ortaya çıkmasıdır, ayrıca kalbin kapakçıklarında ve akciğerlerde de oluşabilirler.

Bu hastalık türü, aynı anda 2 veya 3 eklemin yenilgisinin asimetrisi ile karakterizedir. Ayrıca, önce ayak parmaklarının ve ellerin küçük eklemleri iltihaplanır, daha sonra büyük olanlar - dizler, dirsekler, omuzlar vb.

Oligoartrit gelişimine (en fazla 3 eklemin iltihabı), tendonların etrafındaki zarların iltihaplanması, iltihaplı bölgenin sıcaklığındaki artış ve cildin kızarıklığı, eklemlerin şişmesi ve ağrısı eşlik eder.

Ağrı sendromu istirahatte veya gece ifade edilir, sabah tutukluğu ve ağrı gün boyunca kaybolur.

teşhis

Doğru bir teşhis koymak, bir dizi klinik belirtiye, bir doktor muayenesinden elde edilen verilere ve artritin varlığını doğrulayan laboratuvar teşhis sonuçlarına dayanır (teşhis verileri ayrıca sürecin tipini, evresini ve aktivite derecesini belirlemeye yardımcı olur).

Görsel muayene ve rahatsız edici eklemlerin palpasyonu ile muayene sırasında, doktor, dokunulamayacak kadar sıcak olan cildin şişmesini, kızarıklığını not eder; ihmal edilmiş bir hastalıkta, eklemde gözle görülür bir deformasyon vardır.

Aşağıdaki tablo, artritten şüpheleniliyorsa yapılması gereken spesifik test türlerini göstermektedir:

(tablo tam olarak görünmüyorsa sağa kaydırın)

Laboratuvar tanı yöntemleri	Enstrümantal teşhis yöntemleri
Klinik kan testi	2 projeksiyonda eklemin röntgeni
Kanın "biyokimyası" (göstergeler - ürik asit, sialik asitler, protein fraksiyonu, CRP, fibrin, haptoglobin, vb.)	Dijital Mikrofokus Radyografi, doğrudan büyütmeli bir X-ray görüntüsüdür, dijital görüntüleme sistemi ise yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlar. Yöntem, kemik yapılarındaki minimum değişiklikleri tespit etmenizi sağlar.
romatoid faktör	Artrografi - eklem boşluğuna bir kontrast madde enjekte edildikten sonra röntgen çekmek
antistreptolizin-O	Etkilenen eklemlerin ultrasonu
Sinovyal sıvının sitolojik ve mikrobiyolojik muayenesi	Sintigrafi - radyoaktif bir izotopun vücuda girmesinden sonra patolojik alanın iki boyutlu bir görüntüsünün elde edilmesi
Gerekirse eklem zarı biyopsisi yapılır ve ardından incelenir.	Tanısal artroskopi, minyatür bir video kameralı bir artroskop aracılığıyla eklem yapılarını incelemenin oldukça bilgilendirici bir yöntemidir.

Tedavi yöntemleri

Herhangi bir artrit tipinin birkaç gelişim aşaması vardır. Her biri için belirli tedavi yöntemleri seçilir: birinci ve ikinci için konservatif tedavi yeterlidir, üçüncüsü için ve komplikasyonların varlığında cerrahi müdahale gerekebilir.

Tablo, artrit için genel bir tedavi rejimini göstermektedir.

(tablo tam olarak görünmüyorsa sağa kaydırın)

Tedavi yöntemleri	Detaylar
İlaç tedavisi	Steroid olmayan antienflamatuar ilaçlar ağız yoluyla, kas içinden ve / veya eklem içinden.
	Oral ve eklem içi kortikosteroidler.
efferent terapi	Kriyoaferez, hastadan alınan plazmanın soğuk veya özel kimyasallarla tedavisine dayanan tıbbi bir tekniktir. Daha sonra hastaya tekrar enjekte edilir.
	Plazma kaskad filtrasyonu (plazmaferez), plazmanın vücuttaki seviyesi keskin bir şekilde artan toksinlerden, antikorlardan, hormonlardan ve diğer maddelerden arındırılmasıdır.
Fizyoterapi ve masaj (akut inflamatuar süreç geçtikten sonra)	Amplipulse tedavisi, fonoforez, elektroforez, manyetik ve lazer tedavisi, ozokerit ve parafin ile uygulamalar, UFO, UHF.
Fizyoterapi	Egzersiz terapisinin egzersizleri, fonksiyonel bozuklukların ve kontraktürlerin gelişiminin önlenmesini amaçlar.
Ameliyat	Tipler: artrotomi, sinovyal membranın eksizyonu (sinovektomi), artrodez, eklem rezeksiyonu, tıbbi artroskopi, keilektomi. Eklem tahrip olduğunda, rekonstrüktif artroplasti veya artroplasti (eklem replasmanı) endikedir.

artrit tedavileri

Farklı artrit türleri için tedavi yöntemleri çok benzerdir, farklılıklar yalnızca belirli nüanslardadır, örneğin:

• Spesifik artrit ile, altta yatan hastalık tedavi edilir (tüberküloz ile, vurgu anti-tüberküloz ilaçları üzerindedir).
• Psoriatik artritin aktivitesini azaltmak için, yukarıdaki yöntemler kanın ultraviyole veya lazer ışınlaması, hemosorpsiyon ile desteklenir. Ve fizyoterapiden, PUVA tedavisi etkilidir, özel bir ışığa duyarlılaştırıcı ilacın yutulmasını uzun dalgalı ultraviyole ışınlarına dış maruz kalma ile birleştirir.

Özet

Sadece doktorun tavsiyelerine titizlikle uyarak artriti yenebilirsiniz. Prognoz genellikle olumludur, ancak tamamen bir uzmanla iletişim kurmanın ve tedaviyi sona erdirmenin zamanına bağlıdır. Modern teknikler, eklem üzerinde bir operasyon gerçekleştirerek en ihmal edilen durumu bile düzeltmeyi mümkün kılar.

Sitenin ve içeriğin sahibi ve sorumlusu: Afinogenov Alexey.

Devamını okuyun, beğeneceksiniz:

Sen köle değilsin!
Seçkin çocuklar için kapalı eğitim kursu: "Dünyanın gerçek düzeni."
http://noslave.org

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Romatoid artrit tedavisinde kullanılan temel ilaçların çoğu (hepsi değil) ayrıca, muhtemelen veya otoimmün bir yapıya sahip olduğu kanıtlanmış bazı diğer hastalıklarda da aktiviteye sahiptir. Bu tür hastalıklar şunları içerir: ülseratif kolit, Crohn hastalığı, sedef hastalığı, otoimmün glomerülonefrit, kronik aktif hepatit. Farklı otoimmün hastalıklarda, etyoloji ve patogenezindeki farkı yansıtabilecek "temel" ilaçlardan farklı ilaçların yardımcı olduğunu belirtmek oldukça ilginçtir. Romatoid artrit ve diğer otoimmün hastalıklarda temel ilaçların etkinliği, spesifik anti-inflamatuar ve immünosupresif aktiviteleri ile ilişkilidir. Aynı zamanda, temel antiromatizmal ilaçlar, glukokortikoidler ve steroid olmayan anti-inflamatuar ilaçların aksine, patogenezinde belirli spesifik otoimmün mekanizmaların dahil olmadığı inflamasyon için "geleneksel" anti-inflamatuar ilaçlar olarak uygun değildir. "Gerçek" immünosupresan olmayan temel ilaçlar (metotreksat, azatioprin veya siklosporin gibi temel ilaçlar), örneğin organ ve dokuların allotransplantasyonu gibi otoimmünite ile ilişkili olmayan durumlarda immünosupresyon için kullanılamaz. Salazopiridazin veya klorokinin immünosupresif aktivitesi bunun için çok zayıftır ve ayrıca otoimmünite için spesifiktir. Tüm temel ilaçların ortak bir özelliği, birkaç ay tedavi gerektirebilecek etkinin yavaş, kademeli gelişimidir. Romatoid artrit ve diğer otoimmün hastalıklarda semptomatik iyileşmeyi hızlı bir şekilde sağlamak için, temel tedavinin etkisini beklerken glukokortikoidler, nonsteroid antiinflamatuar ilaçlar reçete edilir. Şiddetli bir romatoid artrit seyri veya örneğin Crohn hastalığı ile, farklı gruplardan, farklı etki mekanizmalarına sahip iki veya daha fazla temel ilacın kombine kullanımı gerekebilir. Bu durumda, belirli kombinasyonlarla tedavinin toksisitesini artırma olasılığını hesaba katmak çok önemlidir. Örneğin metotreksatın sülfasalazin veya salazopiridazin ile kombinasyonu metotreksatın hematolojik toksisitesinde bir artışa yol açar, çünkü metotreksat gibi sülfonamidler sadece bakterilerde değil insan hücrelerinde de dihidrofolat redüktaz inhibitörleridir. Metotreksatın siklosporin ile kombinasyonu, immünosupresyon derecesinde bir artışa ve buna bağlı olarak tedavinin enfeksiyöz ve neoplastik komplikasyon riskinde bir artışa yol açar. sınıflandırma Temel antiromatizmal ilaçlar birkaç gruba ayrılır: İmmünosupresif ilaçlar: Infliximab ("Remicade") Levamizol ("Dekaris") Leflunomid ("Arava") Merkaptopurin ("Puri-Netol") Siklosporin (Sandimmun Neoral) Siklofosfamid - yüksek toksisite nedeniyle nadiren kullanılır Altın hazırlıkları: Auranofin # ("Auropan", "Ridaura") Sodyum aurotiyosülfat # ("Sanocrizin") Aurotioprol # ("Krizanol") D-Penisilamin ("Cuprenil") 5-aminosalisilik asit türevleri: 4-aminokinolin türevleri: Klorokin (Delagil) Hidroksiklorokin ("Plaquenil") Matriks metalloproteinaz inhibitörleri: # - 2015 için ilaç Rusya'da kayıtlı değil : yanlış veya eksik resim Bu makale eksik bilgi. Bilgiler doğrulanabilir olmalıdır, aksi takdirde sorgulanabilir ve silinebilir. .php?title =% D0% %91 D0% BE% D0% BB% D0% B5% D0% B7% D0% BD% D1% 8C-% D0% BC% D0% BE% D0% B4% D0% B8 % D1% %84 D0% B8% D1% %86 D0% B8% D1% %80 D1% %83 D1% 8E% D1% %89 D0% B8% D0% B5_% D0% B0% D0% BD% D1 % 82% D0% B8% D1% 80% D0% B5% D0% B2% D0% BC% D0% B0% D1% 82% D0% B8% D1% 87% D0% B5% D1% %81 D0% BA % D0% B8% D0% B5_% D0% BF% D1% 80% D0% B5% D0% BF% D0% B0% D1% 80% D0% B0% D1% 82% D1% 8B & eylem = düzenle ] Bu makaleye bağlantılar ekleyerek. Bu işaret ayarlandı 29 Eylül 2009. [[K: Wikipedia: Kaynaksız makaleler (ülke: Lua hatası: callParserFunction: "#property" işlevi bulunamadı. )]] [[K: Wikipedia: Kaynaksız makaleler (ülke: Lua hatası: callParserFunction: "#property" işlevi bulunamadı. )]]

"Hastalığı değiştiren antiromatizmal ilaçlar" makalesi hakkında bir inceleme yazın

Notlar (düzenle)

Hastalığı modifiye eden antiromatizmal ilaçları karakterize eden alıntı

Magdalene, Radomir'in emrini yerine getirmek için kendinden emin, toplanmış ve güçlü hissetmesi gerektiğini biliyordu. Ama o sadece yaşarken, en derin kederine kilitlendi ve delicesine yalnızdı ...
Radomir olmadan, hayatı boş, değersiz ve acı hale geldi ... Artık çok uzaklarda bir yerde yaşıyordu, ruhunun ulaşamadığı yabancı ve harika bir Dünyada ... Ve onu bir insan olarak, bir kadın olarak delice özlüyordu. ! .. Ve ne yazık ki kimse ona hiçbir şekilde yardım edemezdi.
Sonra onu tekrar gördük...
Magdalena, tamamen kır çiçekleri ile büyümüş, yüksek bir uçurumda tek başına oturdu, dizlerini göğsüne bastırdı ... Zaten alışılmış olduğu gibi, gün batımını gördü - Radomir'siz başka bir normal gün yaşadı ... bunun gibi daha birçok gün... çok fazla. Ve buna alışması gerektiğini biliyordu. Tüm acı ve boşluğa rağmen, Magdalena önünde uzun ve zorlu bir hayatın beklediğini ve bunu yalnız yaşamak zorunda kalacağını çok iyi anlamıştı... Radomir olmadan. Şimdiye kadar neyi hayal edemiyordu, çünkü o her yerde yaşıyordu - her hücresinde, rüyalarında ve uyanıklığında, bir zamanlar dokunduğu her nesnede. Çevredeki tüm alan Radomir'in varlığına doymuş gibiydi... Ve istese bile bundan kurtuluş yoktu.
Akşam sakin, sakin ve sıcaktı. Günün sıcağından sonra yeniden canlanan doğa, ısınmış çiçekli çayırların ve iğnelerin kokularıyla kasıp kavuruyordu... Magdalena sıradan orman dünyasının monoton seslerini dinledi - şaşırtıcı derecede basit ve çok sakindi!.. yaz sıcağında, yakınlardaki çalılıklarda arılar yüksek sesle vızıldıyordu. Çalışkan onlar bile günün yakıcı ışınlarından uzaklaşmayı tercih ediyorlardı ve şimdi akşamın canlandırıcı serinliğini mutlu bir şekilde emiyorlardı. İnsan iyiliğini hisseden minik renkli kuş, Magdalena'nın sıcak omzuna korkusuzca oturdu ve minnetle gür gümüşi trillere fırladı ... Ama Magdalene bunu fark etmedi. Radomir'in hala yaşadığı rüyalarının tanıdık dünyasına tekrar uçtu ...
Ve onu tekrar hatırladı ...
İnanılmaz nezaketi... Hayata karşı duyduğu coşkun susuzluk... Parlak, sevecen gülümsemesi ve mavi gözlerinin keskin bakışları... Ve seçtiği yolun doğruluğuna olan inancı. Hala bir çocuk olan, zaten bütün kalabalığı kendisine boyun eğdiren harika, güçlü bir adamı hatırladım! ..
Sevgisini hatırladım... Koca yüreğinin sıcaklığı ve sadakati... Bütün bunlar şimdi sadece onun anısında yaşıyor, zamana yenik düşmeden, unutulmaya yüz tutmuyordu. Hepsi yaşadı ve ... acıttı. Bazen ona bile görünüyordu - sadece biraz daha ve nefes almayı bırakacaktı ... Ama günler geçti. Ve hayat hala devam ediyordu. Radomir'in bıraktığı GÖREV tarafından mecbur bırakıldı. Bu nedenle, elinden geldiğince, duygularını ve arzularını hesaba katmadı.
Delicesine özlediği oğlu Svetodar, Radan'la birlikte uzak İspanya'daydı. Magdalene biliyordu - onun için daha zordu ... Hala böyle bir kayıpla başa çıkmak için çok gençti. Ama aynı zamanda, en derin kederde bile, zayıflığını yabancılara asla göstermeyeceğini de biliyordu.
Radomir'in oğluydu...
Bu da onu güçlü olmaya mecbur ediyordu.
Yine birkaç ay geçti.
Ve şimdi, azar azar, en korkunç kayıpta bile olduğu gibi, Magdalene yeniden canlanmaya başladı. Görünüşe göre, yaşama dönmek için doğru zaman geldi ...

Vadideki en büyülü kale olan küçük Montsegur'u seçtikten sonra (diğer dünyalara "geçiş noktasında" durduğu için), Magdalene ve kızı çok geçmeden oraya yavaş yavaş hareket etmeye başladılar. Yeni, hala tanıdık olmayan House'a yerleşmeye başladılar ...
Ve son olarak, Radomir'in ısrarlı arzusunu hatırlayarak, Magdalena yavaş yavaş ilk öğrencilerini toplamaya başladı... Bu, muhtemelen en kolay görevlerden biriydi, çünkü bu harika toprak parçasındaki herkes az çok yetenekliydi. Ve neredeyse herkes bilgiye susamıştı. Bu nedenle, çok yakında Magdalene'in zaten birkaç yüz çok çalışkan öğrencisi vardı. Sonra bu rakam bine ulaştı ... Ve çok geçmeden tüm Sihirbazlar Vadisi onun öğretileriyle kaplandı. Ve acı düşüncelerinden kaçmak için mümkün olduğu kadar çok insanı aldı ve Oksitanyalıların Bilgiye hevesle ulaşmalarına tarif edilemez bir şekilde memnundu! Radomir'in yüreğinin derinliklerinde bundan mutlu olacağını biliyordu... ve daha da fazla aday topladı.
- Üzgünüm Sever, ama Magi buna nasıl katıldı?! Sonuçta, Bilgilerini herkesten çok dikkatli bir şekilde koruyorlar mı? Vladyka buna nasıl izin verdi? Magdalene herkese öğretti, sadece inisiyeleri seçmedi mi?
- Vladyka bununla asla aynı fikirde değildi, Isidora ... Magdalene ve Radomir iradesine karşı geldi ve bu bilgiyi insanlara açıkladı. Ve hala hangisinin gerçekten doğru olduğunu bilmiyorum ...

5315 0

Başlıca formları romatoid artrit (RA), yaygın bağ dokusu hastalıkları (DBTD), sistemik vaskülit, seronegatif ve mikrokristal artropatiler olan inflamatuar romatizmal hastalıklar, kronik insan patolojisinin en şiddetli formları arasındadır. Bu hastalıkların farmakoterapisi modern klinik tıbbın en zor sorunlarından biri olmaya devam etmektedir.

Birçok hastalığın etiyolojisi bilinmemektedir, bu da etkili etiyotropik tedavinin yürütülmesini imkansız kılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda patogenezlerinin deşifre edilmesinde, öncelikle bağışıklık sisteminin yapısal ve işlevsel özellikleri, bağışıklık tepkisinin ve iltihaplanmanın gelişme mekanizmaları hakkındaki bilgilerin genişlemesinden kaynaklanan bariz bir ilerleme olmuştur.

Şu anda, romatizmal hastalıkların tedavisi için, ortak özelliği iltihaplanma gelişimini baskılama yeteneği olan farklı kimyasal yapılara ve farmakolojik etki mekanizmalarına sahip çok sayıda ilaç kullanılmaktadır. Bunlar arasında steroid olmayan antienflamatuar ilaçlar, antienflamatuar aktiviteye sahip glukokortikoidler ve bağışıklık sistemi üzerinde daha derin bir etkiye sahip olduğuna inanılan temel antiromatizmal ilaçlar (altın tuzları, antimalaryal ilaçlar, sitotoksik ilaçlar vb.) ve romatizmal hastalıkların altında yatan inflamatuar süreçler. İmmünoterapötik yöntemlerin kullanımına dayalı yeni tedavi yaklaşımları yoğun bir şekilde geliştirilmektedir.

Ülkemizde romatizmal hastalıkların farmakoterapisi üzerine birçok monograf yayınlanmıştır (V.A.Nasonova, Ya. A. Sigidin. Patogenetic Therapy of romatology, 1985; V.A.A. Sigidin, NG Guseva, MM Ivanova. Diffuse Konnektif Doku Hastalıkları, 1994). ). Ancak son yıllarda hem daha önce bilinen antiromatizmal ilaçların hem de yeni ilaç ve tedavi yöntemlerinin etki mekanizmaları, kullanım taktikleri ve etkinlikleri hakkında çok büyük miktarda yeni klinik ve deneysel veri ortaya çıkmıştır.

Kitap, en önemli anti-inflamatuar ilaçlar hakkında sistematik olarak modern bilgiler sunar, ancak asıl görev, inflamatuar romatizmal hastalıkların farmakoterapisinin geliştirilmesindeki yeni trendleri tanımaktı.

Kitabın romatizmal hastalıkları olan hastaların tedavisinde uygulayıcılar için faydalı olacağını ve tıp, immünologlar, biyokimyacılar ve farmakologların teorik problemlerinin geliştirilmesinde yer alan uzmanlar arasında romatolojinin farmakolojik yönlerine olan ilgiyi teşvik edeceğini umuyoruz.

En yaygın ve şiddetli romatizmal hastalıklardan biri, tedavisi için tüm antiromatizmal ilaçlar ve tedavi yöntemlerinin kullanıldığı RA'dır (V.A.Nasonova ve M.G. Astapenko, 1989). Bu nedenle RA tedavisindeki yeri açısından antiromatizmal ilaçların sınıflamaları geliştirilmektedir.

Farmakolojik özelliklerdeki farklılıklara dayalı olarak, antiromatizmal ilaçlar, anti-inflamatuar analjezikler (NSAID'ler) olarak sınıflandırılır; anti-inflamatuar glukokortikoidler (GC), immünomodülatör / immünosupresif ajanlar (altın tuzları, antimalaryal ilaçlar, sitotoksik ilaçlar vb.). Başka bir sınıflandırmaya göre, NSAID'ler, hastalığın etyopatogenezini etkilediğine inanılan hastalığı modifiye edici veya yavaş etkili antiromatizmal ilaçların aksine, hastalığın gelişim mekanizmalarını etkilemeyen semptomatik olarak kabul edilir.

Antiromatizmal ilaçları sınıflandırmak için, her şeyden önce, birinci, ikinci ve üçüncü sıradaki ilaçlara bölündüklerine göre toksisitelerini hesaba katan bir yaklaşım da kullanıldı. Antiromatizmal ilaçların, terapötik etkinin başlama hızına ve tedavinin kesilmesinden sonraki süresine göre sınıflandırılması önerildi. NSAID'ler ve GC'ler, hastalık modifiye edici/yavaş etkili antiromatizmal ilaçların aksine, etkilerini çok çabuk gösterirler (birkaç saat veya gün içinde). Ek olarak, NSAID'lerin ve GC'lerin kesilmesinden sonra alevlenme oldukça hızlı gelişirse, yavaş etkili antiromatizmal ilaçların etkisinin daha uzun süre devam ettiği varsayılmıştır.

Bununla birlikte, geleneksel sınıflandırmaların hem terminoloji hem de farmakolojik kategorilere ayrılma açısından modern gereksinimleri karşılamadığı artık ortaya çıkmıştır. Aslında, sadece NSAID'ler ve GC'ler, ilaç grubunun farmakolojik ve terapötik aktivitesi açısından nispeten homojendir.

1991'den bu yana, WHO ve Uluslararası Romatizmal Hastalıklara Karşı Lig'in himayesinde, bu ilaçlara göre yeni bir antiromatizmal ilaç sınıflandırması oluşturulmuştur (HE Paulus ve diğerleri, 1992; JP Edmonds ve diğerleri, 1993). iki ana kategoriye ayrılır:

I. Enflamatuar sinovitin semptomları ve klinik belirtileri üzerinde olumlu etkisi olan semptom değiştirici antiromatizmal ilaçlar:
1) steroid olmayan antienflamatuar ilaçlar
2) glukokortikoidler
3) yavaş etkili ilaçlar: antimalaryal, altın tuzları, antimetabolitler, sitotoksik ajanlar
II. Aşağıdaki gereksinimleri karşılaması gereken, RA'nın seyrini etkileyen hastalık kontrol edici antiromatizmal ilaçlar:
a. inflamatuar sinovit yoğunluğunda bir azalma ile birlikte eklemlerin fonksiyonel kabiliyetini iyileştirmek ve sürdürmek;
B. eklemlerdeki yapısal değişikliklerin ilerleme hızını önler veya önemli ölçüde azaltır.

Bu durumda, listelenen etkiler tedavinin başlangıcından itibaren en az 1 yıl boyunca kendini göstermelidir; ilaç sınıflandırma sürecinde, terapötik etkisinin listelenen kriterleri karşıladığı süre (en az 2 yıl) belirtilmelidir.

Bu sınıflandırma, RA'da ilaçların terapötik etkinliğini değerlendirmek için daha gerçekçi bir yaklaşımla öncekilerden farklıdır. Mevcut tüm antiromatizmal ilaçların ortak kanıtlanmış özelliğinin, klinik iyileşmeye neden olma yeteneği olduğu, ancak romatoid sürecin ilerlemesini ve sonuçlarını etkileme yeteneklerinin kesin olarak kanıtlanamayacağı artık açıkça ortaya çıktı. Bu nedenle, şu anda hiçbir antiromatizmal ilaç "hastalık kontrolü" olarak sınıflandırılamaz.

Ancak bu, daha fazla araştırma sürecinde bazı ilaçların birinci gruptan ikinci gruba aktarılması olasılığını dışlamaz. Tedavinin etkinliği için kriterlerin geliştirilmesi ve yeni, daha etkili antiromatizmal ilaçların veya bunların rasyonel kombinasyonlarının yaratılması açısından romatolojide farmakolojik ve klinik araştırmaların genişlemesine katkıda bulunması gerektiğinden, bu pozisyon temel görünmektedir. .

E.L. Nasonov

Genetik mühendisliği ve ilaçlar

İlaçların mikrobiyolojik üretimi

Rekombinant DNA teknolojisinin ortaya çıkmasından önce, insan proteinlerine dayalı birçok ilaç sadece küçük miktarlarda elde edilebiliyordu, üretimleri çok pahalıydı ve biyolojik etki mekanizması bazen iyi anlaşılmamıştı. Yeni teknolojinin yardımıyla, hem etkili testler için hem de klinikte kullanım için yeterli miktarlarda bu tür ilaçların tamamı elde edilir. Bugüne kadar, çeşitli insan proteinlerinin 400'den fazla geni (çoğunlukla cDNA formunda) klonlanmıştır ve bunlar ilaç haline gelebilmektedir. Bu genlerin çoğu halihazırda konakçı hücrelerde ifade edilmiştir ve ürünleri artık çeşitli insan hastalıklarını tedavi etmek için kullanılmaktadır. Her zamanki gibi, önce hayvanlar üzerinde test edilirler ve ardından sıkı klinik deneyler yapılır. İnsan proteinlerine dayalı ilaçlar için dünya pazarının yıllık hacmi yaklaşık 150 milyar dolar ve sürekli büyüyor. Rekombinant proteinlere dayalı ilaçlar için dünya pazarının hacmi yılda %12-14 oranında artmakta ve 2000 yılında yaklaşık 20 milyar doları bulmaktadır.

Öte yandan, terapötik ajanlar olarak spesifik antikorların kullanımı umut vericidir. Toksinleri nötralize etmek, bakterilerle, virüslerle savaşmak ve kanseri tedavi etmek için kullanılırlar. Antikor, yabancı bir ajan olan "davetsiz misafiri" nötralize eder veya belirli bir hedef hücreyi yok eder. Umut verici fırsatlara rağmen, antikorlar hastalığı önlemek ve tedavi etmek için hala nadiren kullanılmaktadır. Ve sadece rekombinant DNA teknolojisinin gelişmesi ve monoklonal antikorlar üretme yöntemlerinin geliştirilmesi ve immünoglobulinlerin moleküler yapısının ve fonksiyonunun deşifre edilmesiyle, çeşitli hastalıkların tedavisi için spesifik antikorların kullanımına yönelik ticari ilgi yeniden ortaya çıktı.

Birçok insan hastalığının önlenmesi ve tedavisi için yeni yöntemlerin geliştirilmesi, 20. yüzyılda insan refahının büyümesine büyük katkı sağlamıştır. Ancak, bu süreç tamamlanmış olarak kabul edilemez. Sözde "eski" hastalıklar, örneğin, sıtma, tüberküloz vb., önleyici tedbirler zayıfladığı veya dirençli suşlar ortaya çıktığı anda kendilerini tekrar hissettirebilir. Bu konuda tipik bir durum Ukrayna ve Rusya'dadır.

İlk GDO'lu ürünler antibiyotiklerdir

Antibiyotikler, kimyasal yapıları farklı olan düşük moleküler ağırlıklı maddeleri içerir. Bu bileşiklerin ortak özelliği, mikroorganizmaların hayati aktivitesinin ürünleri olarak, ihmal edilebilir konsantrasyonlarda diğer mikroorganizmaların büyümesini spesifik olarak bozmalarıdır.

Çoğu antibiyotik ikincil metabolitlerdir. Toksinler ve alkaloidler gibi, mikroorganizmaların büyümesi ve gelişmesi için kesinlikle gerekli maddeler olarak sınıflandırılamazlar. Bu temelde, ikincil metabolitler, varlığında mikroorganizmanın ölümünün meydana geldiği birincil metabolitlerden farklıdır.

Antibiyotiklerin biyosentezi, diğer ikincil metabolitler gibi, genellikle büyümeyi durduran (idiyofaz) hücrelerde meydana gelir. Üretici hücrelerin hayati aktivitesini sağlamadaki biyolojik rolleri tam olarak araştırılmamıştır. Antibiyotiklerin mikrobiyolojik üretimi alanında biyoteknolojinin beklentilerini inceleyen uzmanlar, elverişsiz koşullarda rakip mikroorganizmaların büyümesini engellediklerine ve böylece bir veya başka bir antibiyotiğin mikrop üreticisinin hayatta kalması için daha uygun koşullar sağladığına inanmaktadır. Bir mikrobiyal hücrenin yaşamında antibiyotik üretim sürecinin önemi, streptomisetlerde, genomik DNA'nın yaklaşık %1'inin, uzun süre eksprese edilemeyen antibiyotik biyosentez enzimlerini kodlayan genler tarafından açıklanması gerçeğiyle doğrulanır. Bilinen antibiyotiklerin üreticileri esas olarak altı cins filamentli mantar, üç cins aktinomiset (neredeyse 4000 farklı antibiyotik) ve iki cins gerçek bakteridir (yaklaşık 500 antibiyotik). Filamentli mantarlardan, beta-laktam antibiyotikler - penisilinler ve sefalosporinler üreten Cephalosporium ve Penicillium cinsinin küflerine özel dikkat gösterilmelidir. Tetrasiklinler de dahil olmak üzere antibiyotik maddeleri sentezleyen çoğu aktinomiset, Streptomyces cinsine aittir.

Bilinen 5000-6000 doğal antibiyotik maddeden sadece 1000 kadarı tüketicilere satılmak üzere üretilmektedir.Penisilinin antibakteriyel etkisinin ve ilaç olarak kullanılma olasılığının ortaya çıktığı dönemde (HW Flory, EB Chain et al., 1941 ), küfün laboratuvar suşunun üretkenliği - 1 litre kültür sıvısı başına 2 mg preparasyon - antibiyotiğin endüstriyel üretimi için açıkça yetersizdi. Orijinal Penicillium chrisogenum suşunun X-ışını ve ultraviyole ışınlama gibi mutajenlere, spontan mutasyonlar ve en iyi üreticilerin seçimi ile birlikte nitrojen hardal gazı gibi mutajenlere tekrar tekrar sistematik olarak maruz kalması, mantarın verimliliğini 10.000 kat artırmak mümkün oldu ve kültür sıvısındaki penisilin konsantrasyonunu %2'ye getirin.

Rastgele mutasyonlara dayalı ve klasikleşen antibiyotik üreten suşların etkinliğini artırmanın yolu, devasa işçilik maliyetlerine rağmen halen kullanılmaktadır. Bu durum, bir antibiyotiğin proteinden farklı olarak belirli bir genin ürünü olmamasından kaynaklanmaktadır; antibiyotik biyosentezi, karşılık gelen sayıda farklı gen tarafından kodlanan 10-30 farklı enzimin birleşik etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Ek olarak, mikrobiyolojik üretimi kurulmuş birçok antibiyotik için biyosentezlerinin moleküler mekanizmaları henüz çalışılmamıştır. Antibiyotiklerin biyosentezinin altında yatan poligenik mekanizma, bireysel genlerdeki değişikliklerin başarıya yol açmamasının nedenidir. Mutantların üretkenliğini analiz etmek için rutin tekniklerin otomasyonu, on binlerce işleyen suşun çalışılmasını mümkün kılar ve böylece klasik genetik tekniği kullanarak seçim prosedürünü hızlandırır.

Antibiyotik süper üretici suşlarının kullanımına dayanan yeni biyoteknoloji, üreticinin kendisi tarafından sentezlenen antibiyotikten korunma mekanizmalarının iyileştirilmesi anlamına gelir.

Kültür ortamındaki yüksek konsantrasyonlarda antibiyotiklere dirençli suşlar yüksek verimlilik gösterir. Bu özellik, süper üretici hücreler tasarlanırken de dikkate alınır. 1920'lerin sonlarında penisilinin keşfinden bu yana, farklı spesifikliklere ve farklı etki mekanizmalarına sahip çeşitli mikroorganizmalardan 6.000'den fazla antibiyotik izole edilmiştir. Bulaşıcı hastalıkların tedavisinde yaygın kullanımları milyonlarca hayatın kurtarılmasına yardımcı olmuştur. Mantarlar ve diğer gram pozitif ve gram negatif bakteriler de bunları üretse de, büyük antibiyotiklerin büyük çoğunluğu gram pozitif toprak bakterisi Streptomyces'ten izole edilmiştir. Dünya çapında yılda 100.000 ton antibiyotik üretiliyor ve bu, hayvan yemlerine katkı maddesi veya büyüme hızlandırıcı olarak eklenen 100 milyon dolardan fazla antibiyotik de dahil olmak üzere tahmini S milyar dolar değerinde.

Bilim insanlarının, öncelikle benzersiz antibiyotikleri sentezleyecek binlerce farklı mikroorganizmayı bulmak için kapsamlı araştırma programları aracılığıyla her yıl 100 ila 200 yeni antibiyotik keşfettikleri tahmin ediliyor. Yeni ilaçların üretimi ve klinik denemeleri çok pahalıdır ve yalnızca büyük terapötik değere ve ekonomik ilgiye sahip olanlar pazarlanmaktadır. Tespit edilen tüm antibiyotiklerin %1-2'sini oluştururlar. Burada rekombinant DNA teknolojisinin etkisi büyüktür. İlk olarak, belirli mikroorganizmalar üzerinde daha güçlü bir etkiye sahip olan ve minimum yan etkilere sahip benzersiz bir yapıya sahip yeni antibiyotikler oluşturmak için kullanılabilir. İkincisi, antibiyotiklerin verimini artırmak ve buna bağlı olarak üretim maliyetlerini azaltmak için genetik mühendisliği yaklaşımları kullanılabilir.

Klinik biyoteknolojinin 40'lı yıllarda endüstriyel penisilin üretiminin başlamasıyla ortaya çıktığını varsayabiliriz. ve tedavide kullanımı. Görünüşe göre, bu ilk doğal penisilin kullanımı, morbidite ve mortalitenin azaltılmasını diğer herhangi bir ilaçtan daha fazla etkiledi, ancak diğer yandan biyoteknoloji yardımıyla tekrar çözülebilecek bir dizi yeni sorun ortaya çıkardı.

İlk olarak, penisilinin başarılı kullanımı bu ilaca büyük bir ihtiyaç duyulmasına neden oldu ve bunu karşılamak için üretimi sırasında penisilin verimini önemli ölçüde artırmak gerekiyordu. İkincisi, ilk penisilin - C (benzilpenisilin) ​​- esas olarak gram-pozitif bakterilere (örneğin, Streptococci ve Staphylococci) etki etti ve hem gram-negatifleri enfekte eden daha geniş bir etki ve / veya aktivite spektrumuna sahip antibiyotikler elde etmek gerekiyordu. E. coli ve Pseudomonas gibi bakteriler. Üçüncüsü, antibiyotikler alerjik reaksiyonlara neden olduğundan (çoğunlukla deri döküntüsü gibi küçük, ancak bazen daha şiddetli, yaşamı tehdit eden anafilaksi belirtileri), bir kişinin eşit derecede etkili ilaçlar arasından seçim yapabilmesi için bir dizi antibakteriyel maddeye sahip olması gerekiyordu. hastada alerjiye neden olmayacak bir şey. Dördüncüsü, penisilin midenin asidik ortamında kararsızdır ve ağızdan uygulanamaz. Son olarak, birçok bakteri antibiyotik direnci kazanır. Bunun klasik bir örneği, penisilin beta-laktam halkasındaki amid bağını farmakolojik olarak inaktif penisilinik asit oluşturmak üzere hidrolize eden penisilinaz enziminin (daha doğrusu beta-laktamaz) stafilokoklar tarafından oluşmasıdır. Üretimi sırasında penisilin verimini artırmak, esas olarak orijinal Penicillium chrysogenum türünün bir dizi mutantının tutarlı kullanımı ve ayrıca yetiştirme koşullarının değiştirilmesi nedeniyle mümkün olmuştur.

Bir antibiyotiğin biyosentez süreci düzinelerce enzimatik reaksiyondan oluşabilir, bu nedenle biyosentezinin tüm genlerini klonlamak kolay bir iş değildir. Bu tür genlerin eksiksiz bir setini izole etmeye yönelik yaklaşımlardan biri, bu antibiyotiği sentezleyemeyen bir veya birkaç mutant suşun, vahşi tip bir suşun kromozomal DNA'sından oluşturulan bir klon bankası ile transformasyonuna dayanır. Klon bankasının mutant hücrelere eklenmesinden sonra, antibiyotiği sentezleyebilen transformantların seçimi gerçekleştirilir. Daha sonra, önceden karıştırılmış işlevsel bir antibiyotik geni (yani, mutant suş tarafından kaybedilen işlevi geri kazandıran bir gen) içeren bir klonun plazmit DNA'sı izole edilir ve vahşi tipteki başka bir kromozomal DNA klon bankasını taramak için bir sonda olarak kullanılır. sonda dizisi ile örtüşen nükleotid dizileri içeren klonlar. Böylece, tamamlayıcı diziye bitişik DNA elemanları tanımlanır ve daha sonra klonlanır ve antibiyotik biyosentez genlerinin tam kümesi yeniden oluşturulur. Tarif edilen prosedür, bu genlerin kromozomal DNA'nın bir bölgesinde gruplandığı duruma atıfta bulunur. Biyosentez genleri farklı bölgelerde küçük kümeler şeklinde dağılmışsa, kümelerin kalan genlerini tanımlamak için kullanılabilecek DNA klonlarını elde etmek için küme başına en az bir mutanta sahip olmanız gerekir.

Genetik veya biyokimyasal deneyler kullanılarak, bir veya birkaç anahtar biyosentetik enzimi tanımlayabilir ve daha sonra izole edebilir, N-terminal amino asit dizilerini belirleyebilir ve bu verilere dayanarak oligonükleotit problarını sentezleyebilir. Bu yaklaşım, izopenisilin N sentetaz genini Penicillium chrysogenum'dan izole etmek için kullanıldı.Bu enzim, penisilin sporları, sefalo biyosentezinde anahtar bir ara ürün olan 5-(1_-a-aminoadipilN-sisteinil-P-valinin oksidatif yoğunlaşmasını katalize eder) ve sefalosporinler.

Eşsiz özelliklere ve özgüllüğe sahip yeni antibiyotikler, halihazırda bilinen antibiyotiklerin biyosentezinde yer alan genlerle genetik olarak tasarlanmış manipülasyonlar gerçekleştirilerek elde edilebilir. Yeni bir antibiyotiğin elde edildiği ilk deneylerden biri, antibiyotik biyosentezinin biraz farklı iki yolunu bir mikroorganizmada birleştirmekten ibaretti.

32.5 kb'lik bir S.coelicoior kromozomal DNA parçası taşıyan Streptomyces plazmitlerinden biri olan plJ2303, izokromankinon antibiyotik ailesinin bir üyesi olan asetattan antibiyotik aktinorodin biyosentezinden sorumlu enzimlerin tüm genlerini içerir. 32.5 kb fragmanın (örneğin, plJ2315) parçalarını taşıyan bütün plazmit ve çeşitli alt klonlar, ya ilgili antibiyotik medermisin sentezleyen Streptomyces sp.T'nin AM-7161 suşuna, ya da sentezleyen B1140 ya da Tu22 S. violaceoruber suşuna dahil edildi. ilgili antibiyotikler granatisin ve dihidrogranatisin.

Bu antibiyotiklerin tümü, ortamın pH'ına bağlı olarak büyüyen kültüre karakteristik bir renk veren asit-baz göstergeleridir. Ortamın pH'ı (ve rengi), hangi bileşiğin sentezlendiğine bağlıdır. Actino rodinum sentezleyemeyen ebeveyn soyunun S.coelicoior mutantları renksizdir. AM-7161 Streptomyces sp suşunun transformasyonundan sonra rengin görünümü. veya aktinorodin biyosentezinin enzimlerini kodlayan genlerin tamamını veya birkaçını taşıyan B1J40 veya Tu22 S. violaceoruber plazmidi, yeni bir antibiyotik Transformants suşu AM-7161 Streptomyces sp. ve plazmid pM2303 içeren soy-6 1140 S. violaceoruber, hem plazmit hem de kromozomal DNA tarafından kodlanan antibiyotikleri sentezler.

Bununla birlikte, S. violaceoruber suşu Tu22'nin plazmit plJ2303 ile transformasyonu üzerine, aktinorodin ile birlikte yeni bir antibiyotik olan dihidrogranatirodin sentezlenir ve suş AM-7161 Streptomyces sp. PlJ2315 plazmiti, başka bir yeni antibiyotik olan mederrodin A'yı sentezler.

Yapısal olarak, bu yeni antibiyotikler aktinorodin, medermisin, granatisin ve hidrogranatisinden çok az farklıdır ve muhtemelen bir biyosentetik yolun ara ürünü, başka bir yoldaki bir enzim için bir substrat görevi gördüğünde oluşur. Antibiyotiklerin çeşitli biyosentetik yollarının biyokimyasal özellikleri ayrıntılı olarak incelendiğinde, karşılık gelen enzimleri kodlayan genleri manipüle ederek yeni, benzersiz, yüksek düzeyde spesifik antibiyotikler oluşturmak mümkün olacaktır.

Modern poliketid antibiyotikler elde etmek için yeni yöntemlerin geliştirilmesi.

"Poliketid" terimi, asetat, propiyonat ve butirat gibi karboksilik asitlerin sıralı enzimatik yoğunlaştırılmasından kaynaklanan bir antibiyotik sınıfını belirtir. Bazı poliketid antibiyotikler bitkiler ve mantarlar tarafından sentezlenir, ancak çoğu aktinomisetler tarafından sekonder metabolitler şeklinde oluşturulur. Poliketid antibiyotiklerin biyosentezi için enzimleri kodlayan genleri manipüle etmeden önce, bu enzimlerin etki mekanizmasını bulmak gerekiyordu.

Saccharopolyspora erythraea hücrelerinde eritromisin biyosentezinin genetik ve biyokimyasal bileşenlerini ayrıntılı olarak inceledikten sonra, bu antibiyotiğin biyosentezi ile ilişkili genlerde spesifik değişiklikler yapmak ve diğer özelliklere sahip eritromisin türevlerini sentezlemek mümkün oldu. İlk olarak S. erythraea DNA fragmanının birincil yapısı belirlendi. 56 kbp, ery gen kümesini içeren, daha sonra eritromisin poliketid sentazı iki farklı şekilde modifiye edilmiştir. Bunu yapmak için 1) beta-ketoredüktazı kodlayan DNA bölgesi çıkarıldı veya 2) enoil redüktazı kodlayan DNA bölgesinde bir değişiklik yapıldı. Bu deneyler, belirli bir poliketid antibiyotiğin biyosentez enzimlerini kodlayan bir gen kümesinin tanımlanması ve karakterize edilmesi durumunda, bunlarda spesifik değişiklikler yaparak, antibiyotiğin yapısını yönlü olarak değiştirmenin mümkün olacağını deneysel olarak göstermeyi mümkün kılmıştır.

Ek olarak, DNA'nın belirli bölümlerini kesip birleştirerek, poliketid sentaz alanlarını hareket ettirmek ve yeni poliketid antibiyotikler elde etmek mümkündür.

Antibiyotik üretimini iyileştirmek için DNA teknolojisi

Genetik mühendisliğinin yardımıyla sadece yeni antibiyotikler yaratmak değil, aynı zamanda bilinenlerin sentezinin etkinliğini artırmak da mümkündür. Streptomyces spp. kullanılarak endüstriyel antibiyotik üretiminde sınırlayıcı faktör. genellikle hücreler için mevcut olan oksijen miktarıdır. Oksijenin sudaki çözünürlüğünün zayıf olması ve Streptomyces kültürünün yüksek yoğunluğu nedeniyle, genellikle yetersizdir, hücre büyümesi yavaşlar ve antibiyotik verimi azalır. Bu sorunu çözmek için, ilk olarak, Streptomyces kültürünün yetiştirildiği biyoreaktörlerin tasarımını değiştirmek ve ikinci olarak, genetik mühendisliği yöntemlerini kullanarak, mevcut oksijeni daha verimli kullanan Streptomyces suşları oluşturmak mümkündür. Bu iki yaklaşım birbirini dışlamaz.

Bazı aerobik mikroorganizmaların oksijen eksikliğinde hayatta kalmak için kullandıkları stratejilerden biri, oksijeni biriktirebilen ve hücrelere iletebilen hemoglobin benzeri bir ürün sentezlemektir. Örneğin, aerobik bakteri Vitreoscilla sp. ökaryotik hemoglobine işlevsel olarak benzer bir homodimerik hem içeren protein sentezler. Vitreoscilla “hemoglobin” geni izole edildi, Streptomyces plazmit vektörüne yerleştirildi ve bu mikroorganizmanın hücrelerine yerleştirildi. Ekspresyonundan sonra, Vitreoscilla hemoglobini, ekspresyon Streptomyces promotörünün değil, Vitreoscilla'nın kendi hemoglobin gen promotörünün kontrolü altında gerçekleştirildiğinde bile, S.coelicoior'un tüm hücresel proteinlerinin yaklaşık %0.1'inden sorumluydu. Düşük bir çözünmüş oksijen içeriğinde (doyma konsantrasyonunun yaklaşık %5'i) büyüyen dönüştürülmüş S.coelicoior hücreleri, 1 g kuru hücre kütlesi başına 10 kat daha fazla aktinorodin sentezledi ve dönüştürülmemiş hücrelerden daha yüksek bir büyüme oranına sahipti. Bu yaklaşım, oksijen eksikliği olan koşullar altında büyüyen diğer mikroorganizmalara oksijen sağlamak için de kullanılabilir.

Bazı sefalosporinlerin (hafif yan etkisi olan ve birçok bakteriye karşı aktif olan antibiyotikler) kimyasal sentezi için başlangıç ​​materyali, sırasıyla antibiyotik sefalosporin C'den sentezlenen 7-aminosefalosporik asittir (7ASA). 7ASA'nın sentezlenmesi henüz tanımlanmamıştır.

7ACA için yeni bir biyosentetik yol, normalde sadece sefalosporin-C sentezleyen mantar Acremonium chrysogenum'un plazmitine spesifik genler eklenerek oluşturulmuştur. Bu genlerden biri, D-amino asit oksidazı kodlayan Fusarium solani mantarının cDNA'sı ile temsil edildi ve diğeri, Pseudomonas diminuta'nın genomik DNA'sından kaynaklandı ve bir sefalosporin asilazını kodladı. Plazmidde, genler A. chrysogenum promotörünün kontrolü altındaydı. Yeni biyosentetik yolun ilk aşamasında, sefalosporin-C, amino asit oksidaz tarafından 7-p- (5-karboksi-5-oksopentanamid) sefalosporik aside (keto-AO-7ACA) dönüştürülür. Bu ürünün bir kısmı yan ürünlerden biri olan hidrojen peroksit ile reaksiyona girerek 7-beta-(4-karboksibütanamid)-sefalosporik aside (GL-7ACA) dönüştürülür. Hem sefalosporin-C, hem keto-A0-7ACA hem de GL-7ACA, sefalosporinasilaz tarafından 7ACA oluşturmak üzere hidrolize edilebilir, ancak sefalosporin-C'nin sadece %5'i doğrudan 7ACA'ya hidrolize edilir. Bu nedenle, yüksek verimde 7ACA oluşumu için her iki enzim de gereklidir.

interferonlar

70'lerin sonlarında - 80'lerin başında. XX yüzyılda DNA teknolojisi ilk kez kamuoyunun ve büyük yatırımcıların ilgisini çekmeye başladı. Umut verici bir biyoteknoloji ürünü, o zamanlar çeşitli viral hastalıklara ve kansere karşı mucize bir tedavi olarak umulan interferondu. İnsan interferon cDNA'sının izolasyonu ve müteakip Escherichia coll'deki ifadesi, dünyadaki tüm ilgili yayınlar tarafından rapor edildi.

İnsan genlerini veya proteinlerini izole etmek için farklı yaklaşımlar kullanılır. Tipik olarak, istenen protein izole edilir ve molekülün karşılık gelen bölümünün amino asit dizisi belirlenir. Buna dayanarak, onu kodlayan nükleotit dizisi bulunur, karşılık gelen oligonükleotit sentezlenir ve istenen geni veya cDNA'yı genomik veya cDNA kitaplıklarından izole etmek için bir hibridizasyon probu olarak kullanılır. Başka bir yaklaşım, saflaştırılmış bir proteine ​​karşı antikorlar üretmek ve bunları belirli genlerin ifade edildiği kitaplıkları taramak için kullanmaktır. Ağırlıklı olarak tek bir dokuda sentezlenen insan proteinleri için, bu dokudan izole edilen mRNA'ya dayalı bir cDNA kütüphanesi, hedef DNA dizisinde zenginleştirilecektir. Örneğin pankreastaki Langerhans adacıklarının hücreleri tarafından sentezlenen ana protein insülindir ve bu hücrelerden izole edilen mRNA'nın %70'i onu kodlar.

Bununla birlikte, miktarı çok küçük olan veya sentez yeri bilinmeyen insan proteinleri için cDNA zenginleştirme ilkesi uygulanamaz. Bu durumda, diğer deneysel yaklaşımlara ihtiyaç duyulabilir. Örneğin, alfa, beta ve gama interferonları içeren insan interferonları (IF'ler), her biri kendi terapötik kullanımını bulabilen doğal proteinlerdir. İlk interferon geni 1980'lerin başında izole edildi. XX yüzyıl. O zamandan beri, birkaç farklı interferon keşfedildi. İnsan lökosit interferonunun etkisine sahip bir polipeptit, E. coli'de sentezlenir.

İnterferonun çeşitli özellikleri, cDNA'sının izolasyonunu özellikle zorlaştırdı. Birincisi, interferon 80.000 defadan fazla saflaştırılmış olmasına rağmen, sadece çok küçük miktarlarda elde edilebilmiştir. o sırada kesin moleküler ağırlığı bilinmiyordu. İkinci olarak, diğer birçok proteinden farklı olarak, interferon kolayca tanımlanabilen bir kimyasal veya biyolojik aktiviteye sahip değildir: sadece hayvan virüsünün hücre kültürü üzerindeki sitopatik etkisindeki azalma ile değerlendirilmiştir ve bu karmaşık ve uzun bir süreçtir. Üçüncüsü, insülinden farklı olarak, yeterince büyük miktarlarda interferon üretebilen insan hücrelerinin olup olmadığı bilinmiyordu. bir interferon mRNA kaynağı olup olmadığı. Tüm bu zorluklara rağmen, interferonu kodlayan cDNA sonunda izole edildi ve karakterize edildi. cDNA'larını izole ederken, karşılık gelen mRNA ve proteinlerin yetersiz içeriğiyle bağlantılı zorlukların üstesinden gelmek için özel bir yaklaşım geliştirilmelidir. Şimdi bu DNA ekstraksiyon prosedürü yaygın ve standarttır ve interferonlar için aşağıdaki gibidir.

1. İnsan lökositlerinden mRNA izole edildi ve boyuta göre parçalandı; ters transkripsiyon gerçekleştirdi ve pBR322 plazmitinin Psti bölgesine yerleştirildi.

2. Nihai ürün, Escherichia coli'ye dönüştürüldü. Elde edilen klonlar gruplara ayrıldı. Klonlar üzerinde testler yapıldı, bu da tanımlama sürecini hızlandırmayı mümkün kıldı.

3. Her klon klonu, ham bir IF-mRNA preparasyonu ile hibridize edildi.

4. Klonlanmış DNA ve mRNA içeren elde edilen melezlerden, mRNA izole edildi ve hücresiz bir protein sentez sistemine çevrildi.

5. Çeviri sonucunda elde edilen her karışımın interferoik antiviral aktivitesini belirledi. İnterferon aktivitesi gösteren gruplar, IF-mRNA ile hibritlenmiş cDNA'lı bir klon içeriyordu.

6. Pozitif gruplar, birkaç klon içeren alt gruplara ayrıldı ve tekrar test edildi. Alt gruplama, tam uzunlukta insan IF-cDNA'sı içeren bir klon tanımlanana kadar tekrarlandı.

O zamandan beri, birkaç farklı interferon türü keşfedildi. Birkaç interferonun genleri izole edildi ve çeşitli viral hastalıkların tedavisinde etkinlikleri gösterildi, ancak ne yazık ki interferon her derde deva olmadı.

İnterferonun kimyasal ve biyolojik özelliklerine göre üç grup ayırt edilebilir: IF-alfa, IF-beta ve IF-gama. IF-alfa ve IF-beta, virüs ilaçları veya viral RNA ile tedavi edilen hücreler tarafından sentezlenir ve IF-gama, hücre büyümesini uyaran maddelerin etkisine yanıt olarak üretilir. IF-alfa, en az 15 alelik olmayan genden oluşan bir gen ailesi tarafından kodlanırken, IF-beta ve IF-gama, her biri bir gen tarafından kodlanır. IF-alfa alt tipleri farklı özelliklere sahiptir. Örneğin, virüsle muamele edilmiş bir sığır hücre hattı üzerinde IF-elf-1 ve IF-alfa-2'nin etkinliğini test ederken, bu interferonlar benzer antiviral aktivite sergilerken, virüsle muamele edilmiş insan hücreleri durumunda, IF-alfa- 2, IF-alfa 1'den yedi kat daha aktiftir. Antiviral aktivite fare hücreleri üzerinde test edilirse, IF-alfa-2, IF-alfa-1'den 30 kat daha az etkilidir.

Bir interferon ailesi olduğu gerçeğinden dolayı, IF-alfa ailesinin farklı üyelerinin antiviral aktivitelerinin derecesi ve özgüllüğü açısından farklılık gösterdiği gerçeğini kullanarak, birleşik özelliklere sahip IF'ler yaratmak için birkaç girişimde bulunulmuştur. Teoride bu, farklı IF-alfa'nın gen dizilerinin parçalarının bağlanmasıyla başarılabilir. Bu, orijinal proteinlerin her birinden farklı özelliklere sahip bir füzyon proteininin oluşumuna yol açacaktır. IF-alfa-1 ve IF-alfa-2'nin cDNA dizilerinin karşılaştırılması, bunların 60, 92 ve 150. konumlarda aynı kısıtlama bölgelerini içerdiklerini gösterdi. genler elde edildi. Bu genler E. coli'de eksprese edildi, sentezlenen proteinler saflaştırıldı ve biyolojik fonksiyonları araştırıldı. Melez IF'lerin koruyucu özelliklerinin memeli hücre kültüründe test edilmesi, bazılarının ana moleküllerden daha aktif olduğunu gösterdi. Ek olarak, birçok hibrit IF, kontrol hücrelerinde 2"-5"-oligoizoadenilat sentetaz oluşumunu indüklemiştir. Bu enzim, viral mRNA'yı parçalayan gizli hücresel endoribonükleazı aktive eden 2 "-5" bağlantılı oligonükleotidin sentezinde yer alır. Diğer hibrit IF'ler, çeşitli insan kanser hücrelerinin kültürlerinde ana moleküllerden daha büyük antiproliferatif aktivite sergiledi.

Bir büyüme hormonu

Fonksiyonel alanları değiştirerek veya yönlendirilmiş mutajenez yoluyla yeni proteinler oluşturma stratejisi, bir proteinin biyolojik özelliğini güçlendirmek veya zayıflatmak için kullanılabilir. Örneğin, doğal insan büyüme hormonu (HGH), farklı hücre tiplerinde hem büyüme hormonu reseptörüne hem de prolaktin reseptörüne bağlanır. Tedavi sırasında istenmeyen yan etkilerden kaçınmak için hGH'nin prolaktin reseptörüne bağlanmasını dışlamak gerekir. Büyüme hormonu molekülünün bu reseptöre bağlanan bölgesi, amino asit dizisinde prolaktin reseptörü ile etkileşime giren molekül bölgesi ile sadece kısmen çakıştığından, hormonun prolaktin reseptörüne bağlanmasını seçici olarak azaltmak mümkün olmuştur. Bunun için, bazı amino asitlerin (His-18, His-21 ve Glu-174) yan gruplarında belirli değişikliklerin meydana geldiği bölgeye özgü mutajenez kullanıldı - yüksek için gerekli olan Zn 2+ iyonları için ligandlar -hGH'nin prolaktin reseptörüne afinite bağlanması. Modifiye edilmiş büyüme hormonu sadece "kendi" reseptörüne bağlanır. Elde edilen sonuçlar şüphesiz ilgi çekicidir, ancak modifiye hGH'nin klinikte kullanılıp kullanılamayacağı henüz net değildir.

Kistik fibroz

Kafkasyalılar arasında en yaygın ölümcül kalıtsal hastalık kistik fibrozdur. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Kanada ve Avrupa'da bu hastalığın 30.000 vakası tespit edilmiştir - 23.000 Kistik fibrozlu hastalar genellikle akciğerleri etkileyen bulaşıcı hastalıklardan muzdariptir. Tekrarlayan enfeksiyonların antibiyotiklerle tedavisi sonunda dirençli patojenik bakteri suşlarının ortaya çıkmasına neden olur. Bakteriler ve lizis ürünleri, akciğerlerde viskoz mukus birikmesine neden olur ve bu da nefes almayı zorlaştırır. Mukus bileşenlerinden biri, lizis sırasında bakteri hücrelerinden salınan yüksek moleküler ağırlıklı DNA'dır. Biyoteknoloji şirketi Genentech'ten (ABD) bilim adamları, yüksek moleküler ağırlıklı DNA'yı daha kısa parçalara ayıran bir enzim olan DNase için geni izole etti ve ifade etti. Arıtılmış enzim, bir aerosolün parçası olarak kistik fibrozlu hastaların akciğerlerine enjekte edilir, DNA'yı parçalar, mukusun viskozitesini düşürür, bu da nefes almayı kolaylaştırır. Bu önlemler kistik fibrozu tedavi etmese de rahatlama sağlar. Enzim yakın zamanda Amerika Birleşik Devletleri Gıda, İlaç ve Kozmetik Departmanı tarafından onaylandı ve 2000 yılında yaklaşık 100 milyon dolarlık satış yaptı.

Hastalara yardımcı olan bir diğer biyoteknolojik ürün de aljinat liyazdır. Aljinat, çeşitli alglerin yanı sıra toprak ve deniz bakterileri tarafından sentezlenen bir polisakkarittir. Monomerik birimleri iki sakarittir - nispi içeriği ve dağılımı belirli bir aljinatın özelliklerini belirleyen beta-D-mannuronat ve alfa-1-guluronat. Böylece, a-L-guluronat kalıntıları, kalsiyum iyonlarını bağlayarak zincirler arası ve zincirler arası çapraz bağlar oluşturur; beta-D-mannuronat kalıntıları diğer metallerin iyonlarını bağlar. Bu tür çapraz bağları içeren aljinat, viskozitesi polisakarit moleküllerinin boyutuyla doğru orantılı olan elastik bir jel oluşturur.

Pseudomonas aeruginosa'nın mukus suşları tarafından aljinatın salınması, kistik fibrozlu hastalarda mukusun viskozitesini önemli ölçüde artırır. Hava yollarını temizlemek ve hastaların durumunu hafifletmek için DNaz ile tedaviye ek olarak aljinat liyaz kullanılarak aljinatın depolimerizasyonu yapılmalıdır.

Aljinat liyaz geni, aktif olarak bu enzimi üreten bir gram-negatif toprak bakterisi olan Flavobacterium sp.'den izole edilmiştir. E. coli bazında, bir Flavobacterium klon bankası oluşturuldu ve aljinat liyazı sentezleyenler, tüm klonların, kalsiyum iyonlarının eklenmesiyle aljinat içeren katı bir ortam üzerine kaplanmasıyla tarandı. Bu koşullar altında, aljinat-liyaz üreten kolonileri çevreleyen hariç, besiyerindeki tüm aljinatlar çapraz bağlar oluşturur ve bulanıklaşır. Hidrolize aljinat çapraz bağlar oluşturma yeteneğini kaybeder, bu nedenle aljinat liyazı sentezleyen kolonilerin etrafındaki ortam şeffaf kalır. Pozitif kolonilerden birinde bulunan klonlanmış bir DNA fragmanının analizi, moleküler ağırlığı yaklaşık 69.000 olan bir polipeptidi kodlayan bir açık okuma çerçevesinin varlığını gösterdi.Daha detaylı biyokimyasal ve genetik çalışmalar, bu polipeptidin üç öncülü gibi göründüğünü göstermiştir. Flavobacterium sp. tarafından üretilen aljinat liyazları. İlk olarak, bir proteolitik enzim, ondan yaklaşık 6.000 ağırlığındaki bir N-terminal peptidini keser, 63.000 moleküler ağırlığa sahip olan kalan protein, hem bakteri hem de algler tarafından üretilen aljinatı depolimerize edebilir. Daha sonra kesildiğinde, alglerin aljinatını depolimerize eden 23.000 moleküler ağırlığa sahip bir ürün ve bakteri aljinatını yok eden 40.000 moleküler ağırlığa sahip bir enzim oluşur. 40.000 moleküler ağırlığa sahip büyük miktarlarda enzim elde etmek için, onu kodlayan DNA, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile büyütüldü ve daha sonra B. subrjlis'in sinyal peptidini kodlayan geni taşıyan B. subrjlis'ten izole edilen bir plazmit vektörüne yerleştirildi. a-amilaz. Transkripsiyon, penisilinaz gen ekspresyon sistemi kullanılarak kontrol edildi. B. subrjlis hücreleri elde edilen plazmit ile dönüştürüldüğünde ve kalsiyum iyonlarının eklenmesiyle aljinat içeren katı bir ortam üzerine kaplandığında, büyük bir haloya sahip koloniler oluştu. Bu tür koloniler sıvı ortamda büyütüldüğünde, rekombinant aljinat liyaz kültür ortamına salındı. Daha sonraki testler, bu enzimin, kistik fibrozlu hastaların akciğerlerinden izole edilen P. aeruginosa'nın mukus suşları tarafından sentezlenen aljinatları etkili bir şekilde sıvılaştırabildiğini gösterdi. Rekombinant aljinat liyazın klinik testinin uygun olup olmadığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Organ nakli reddinin önlenmesi

1970 lerde. pasif bağışıklama hakkındaki görüşler revize edildi: nakledilen organların reddiyle mücadelede profilaktik bir araç olarak görülmeye başlandı. Hastalara belirli bir lenfosit tipine bağlanacak ve nakledilen organa karşı bağışıklık tepkisini azaltacak spesifik antikorların enjekte edilmesi önerildi.

Fare monoklonal antikorları OCTZ, ABD Gıda, İlaç ve Kozmetik Departmanı tarafından insan organ naklinde immünosupresan olarak kullanım için önerilen ilk maddelerdi. Timusta farklılaşan lenfositler olarak adlandırılan T hücreleri, organ reddinden sorumludur. OCTZ, CD3 adı verilen herhangi bir T hücresinin yüzeyindeki bir reseptöre bağlanır. Bu, tam bir bağışıklık tepkisinin gelişmesini ve nakledilen organın reddedilmesini önler. Bu immünosupresyon, ateş ve kızarıklık gibi bazı yan etkileri olmasına rağmen çok etkilidir.

E. coli kullanılarak antikor üretimi için teknikler geliştirilmiştir. Hibridomalar, diğer birçok hayvan hücresi kültürü gibi, nispeten yavaş büyür, yüksek yoğunluklara ulaşmaz ve karmaşık ve pahalı ortamlar gerektirir. Bu şekilde elde edilen monoklonal antikorlar çok pahalıdır ve klinikte yaygın olarak kullanılmasına izin vermez.

Bu sorunu çözmek için genetiği değiştirilmiş bakteri, bitki ve hayvanlara dayalı bir tür "biyoreaktör" yaratma girişimleri yapıldı. Bu amaçla, tek tek antikor bölgelerini kodlayabilen gen yapıları, konakçı genomuna dahil edildi. Bazı immünoterapötik ajanların etkili bir şekilde verilmesi ve işleyişi için bir antikorun (Fab veya Fv fragmanı) tek bir antijen bağlama bölgesi genellikle yeterlidir, yani. antikorun Fc bölümünün varlığı isteğe bağlıdır.

GD bitkiler - ilaç üreticileri

Bugün, tarımsal biyoteknolojinin ilaç veya aşı olarak kullanılacak bu tür bitkileri sağlama beklentileri daha gerçek görünüyor. Geleneksel ilaçların hala bir yenilik olduğu ve geleneksel DSÖ aşı programlarının çok pahalı ve uygulanmasının zor olduğu yoksul ülkeler için bunun ne kadar önemli olabileceğini hayal etmek zor. Bu araştırma dizisi, ekonominin kamu ve özel sektörleri arasındaki işbirliği de dahil olmak üzere, mümkün olan her şekilde desteklenmelidir.

Bitkilerde ekspresyonu egzotik kabul edilen genler arasında tıbbi öneme sahip polipeptitlerin sentezini kodlayan genler en önemlileridir. Açıkçası, bitki hücrelerinde fare interferonunun ekspresyonuna ilişkin Calgene patenti, bu alanda yapılan ilk araştırma olarak kabul edilmelidir. Daha sonra bitki yapraklarında immünoglobulinlerin sentezi gösterildi.

Ek olarak, bir bitkinin genomuna bir virüsün zarf protein(ler)ini kodlayan bir genin dahil edilmesi mümkündür. Bitkiyi yemek için tüketerek insanlar yavaş yavaş bu virüse karşı bağışıklık kazanacaklar. Özünde, bu şifalı bitkilerin yaratılmasıdır.

Transgenik bitkiler, rekombinant proteinlerin üretimi için mikroorganizma, hayvan ve insan hücre kültürlerine göre bir takım avantajlara sahiptir. Transgenik bitkilerin avantajları arasında ana olanları not ediyoruz: büyük ölçekli üretim olasılığı, ucuzluk, temizlik kolaylığı, alerjenik, immünosupresif, kanserojen, teratojenik ve insanlar üzerinde diğer etkileri olan safsızlıkların olmaması. Bitkiler, memeli proteinlerini alt birimlerden sentezleyebilir, glikosile edebilir ve birleştirebilir. Oral bağışıklama, aşı proteinlerinin sentezini kodlayan genleri taşıyan çiğ sebze ve meyveler yerken meydana gelir.

Özellikle yenilebilir aşıların oluşturulmasında kullanılan, çevreye gen sızıntısı riskini azaltmanın yollarından biri, yabancı genleri her zamanki gibi nükleer kromozomlara değil kloroplastlara sokmaktır. Bu yöntemin GD bitkilerin uygulama alanını genişleteceğine inanılmaktadır. İstenen genleri kloroplastlara sokmak çok daha zor olmasına rağmen, bu yöntemin birçok avantajı vardır. Bunlardan biri, kloroplastlardan gelen yabancı DNA'nın polen içine girememesidir. Bu, GM malzemesinin kontrolsüz transferi olasılığını tamamen ortadan kaldırır.

Aşı geliştirmek için DNA teknolojisini kullanmak

Umut verici bir yön, bulaşıcı hastalıklara neden olan bakteri ve virüslerin karakteristiği olan proteinler için genler taşıyan transgenik bitkilerin yaratılmasıdır. Bu genleri taşıyan çiğ meyve ve sebzeleri veya dondurularak kurutulmuş meyve sularını tüketirken vücut aşılanır. Örneğin, patates bitkilerine kolera enterotoksinin toksik olmayan alt birimi için gen eklendiğinde ve deney farelerine çiğ yumrular verildiğinde, vücutlarında kolera patojenlerine karşı antikorlar oluştu. Bu tür yenilebilir aşıların insanları korumanın ve genel olarak gıda güvenliğini sağlamanın etkili, basit ve ucuz bir yolu olabileceği açıktır.

DNA teknolojisinin son yıllardaki gelişimi, yeni aşıların geliştirilmesinde ve üretiminde devrim yarattı. Moleküler biyoloji ve genetik mühendisliği yöntemleri kullanılarak birçok enfeksiyöz ajanın antijenik belirleyicileri belirlendi, karşılık gelen proteinleri kodlayan genler klonlandı ve bazı durumlarda bu antijenlerin protein alt birimlerine dayalı aşıların üretimi başlatıldı. Vibrio cholerae veya enterotoksijenik E. coli (Escherichia coli) enfeksiyonunun neden olduğu ishal, özellikle çocuklarda ölüm oranı yüksek olan en tehlikeli hastalıklardan biridir. Dünyadaki toplam kolera hastalığı sayısı yılda 5 milyon vakayı aşıyor ve bunun sonucunda yaklaşık 200 bin kişi ölüyor. Bu nedenle, Dünya Sağlık Örgütü (WHO), bu hastalıklara karşı çeşitli aşıların oluşturulmasını teşvik ederek mümkün olan her şekilde ishal enfeksiyonlarının önlenmesine dikkat etmektedir. Ülkemizde de özellikle güney bölgelerinde kolera salgınları görülmektedir.

İshalli bakteriyel hastalıklar çiftlik hayvanları ve kümes hayvanlarında da başta genç hayvanlar olmak üzere yaygın olup, çiftliklerde kilo kaybı ve ölüm nedeniyle büyük kayıplara neden olmaktadır.

Mikroorganizmalar kullanılarak elde edilen bir rekombinant aşının klasik bir örneği, hepatit B yüzey antijeninin üretilmesidir.Viral HBsAg geni, bir maya plazmidine yerleştirildi, bunun sonucunda, mayada büyük miktarlarda bir viral protein sentezlendi, bu da saflaştırmadan sonra , hepatite karşı etkili bir aşı olarak enjeksiyon için kullanılır (Pelre ve diğerleri, 1992).

Hepatit insidansının yüksek olduğu birçok güney ülkesi, çocuklar da dahil olmak üzere nüfusu hastalığa karşı aşılamaktadır. Ne yazık ki, böyle bir aşının maliyeti nispeten yüksektir, bu da düşük yaşam standartlarına sahip ülkelerdeki nüfus için evrensel aşılama programlarının yaygın olarak benimsenmesini engellemektedir. Bu duruma yanıt olarak, 1990'ların başında DSÖ, dünyanın tüm ülkelerinde bulunan bulaşıcı hastalıklara karşı ucuz aşıların üretimi için yeni teknolojiler oluşturmak için bir girişim başlattı.

On yıl önce, "yenilebilir" aşıların üretimi için transgenik bitkilerin kullanılması konsepti ortaya atılmıştı. Gerçekten de, bir bitkinin yenilebilir herhangi bir organı, güçlü oral immünojenik özelliklere sahip bir protein-antijeni sentezlerse, bu bitkiler yiyeceklerde yendiğinde, protein-antijen karşılık gelen antikorların üretimine paralel olarak sindirilecektir.

Elde edilen tütün bitkileri, bitki promotörü altında hepatit B virüsü zarf antijenini kodlayan geni taşır. Transgenik bitkilerin yapraklarında antijenin varlığı, enzim immünoassay ile doğrulandı. Elde edilen rekombinant antijenin ve insan serumunun antijeninin fizikokimyasal yapısının ve immünolojik özelliklerinin benzerliği gösterilmiştir.

Bitkilerde üretilen antikorların tanımlanması, prokaryotik hücrelerde imkansız olan iki rekombinant gen ürününün bir protein molekülünde birleştirilmesi olasılığını göstermiştir. Antikor montajı, her iki zincir de bir sinyal dizisi ile sentezlendiğinde gerçekleşti. Ayrıca, iki genin bir bitkiye dahil edilmesi olasılığının yanı sıra, bu iki bitkinin hibridizasyonu sırasında farklı transgenik bitkilerde sentezlenen tek tek polipeptit zincirlerini tam bir protein halinde birleştirmek de mümkündür. Bir plazmit üzerine birkaç gen eklemek mümkündür.

Transgenik otoantijenler üreten bitkiler, multipl skleroz, romatoid artrit, insüline bağımlı diyabet ve hatta organ nakli reddi gibi diğer otoimmün hastalıklar için de kullanılabilir. İnsüline bağımlı diyabet, pankreasın insülin üreten hücrelerinin kendi sitotoksik T lenfositleri tarafından yok edildiği otoimmün bir hastalıktır. Önemli miktarlarda immünojenik proteinlerin oral profilaktik tüketimi, otoimmün hastalıkların semptomlarının başlamasında önleme ve önemli gecikmeye yol açabilir. Bununla birlikte, yalnızca önemli miktarda otoantijen varlığında mümkündür. İnsülin ve pankreatik glutamik asit dekarboksilaz (GAD65) proteinleri, insüline bağımlı diyabetin önlenmesi için oral aşılar olarak kabul edilir. Son zamanlarda, Kanadalı biyoteknoloji uzmanları, glutamik asidin pankreatik dekarboksilazını sentezleyen transgenik patates bitkileri elde ettiler. Diyabete yatkın fareleri beslerken, hem diyabet insidansında bir azalma hem de otoimmün yanıtın büyüklüğünde bir düşüş kaydedildi.

Genetik mühendisliği gelişiminin yukarıdaki sonuçları, transgenik bitkilere dayalı "yenilebilir" aşılar yaratma olasılığını ikna edici bir şekilde göstermektedir. İnsanlara yönelik aşıların geliştirilmesinin çok daha uzun ve daha titiz bir sağlık taraması gerektireceği düşünüldüğünde, hayvanlar için ilk yenilebilir aşıların geliştirilmesi beklenebilir. Hayvan çalışmaları, "yenilebilir" aşıların etki mekanizmalarını ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktır ve ancak o zaman, uzun bir çalışma ve kapsamlı değerlendirmeden sonra, bu tür aşılar klinik uygulamada kullanılabilir. Bununla birlikte, bu yöndeki çalışmalar aktif olarak devam etmektedir ve aşı üretimi için bitkilerin kullanılması fikri, bu gelişmelere olan ticari ilgiyi gösteren ABD'de zaten patentlenmiştir.

Bu cesaret verici sonuçlara rağmen, ticari "yenilebilir" ishal aşılarının geliştirilmesi için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Bakteriyel ve kolera ishalinin enterotoksik formunun patogenezinde birincil olarak bakterilerin ince bağırsakta çoğalmasını sağlamaktır. Bu süreç, protein yapısındaki özel filamentli oluşumların bakteri hücrelerinin yüzeyindeki varlığı nedeniyle Escherichia coli'nin yapışma yeteneğine bağlıdır - fimbria. İshalli hastaların ince bağırsağının duvarlarında, bağırsağın aynı bölümünün lümeninden önemli ölçüde daha fazla bakteri bulunur; bu, Escherichia coli'de fimbrial yapışkanların varlığı ile ilişkilidir - proteinler üzerindeki reseptörlere bağlanmayı sağlar. bağırsak epitelinin yüzeyi.

Yapıştırıcı sentezini kodlayan bir plazmit içeren patojenik olmayan Escherichia coll suşları bile, enterotoksin üretmeden bağırsakları kolonize edebilmiş ve ishale neden olabilmiştir. Bu bağlamda, Vibrio cholerae veya Escherichia coli'nin neden olduğu patojenik etkileri önlemek için toksinlere karşı bağışıklığın tek başına yeterli olmayacağı muhtemeldir. Bu etkilerin üstesinden gelmek için, enterotoksinlerin antijenlerine ek olarak, lipopolisakkaritler, bakterilerin dış zarının proteinleri veya fimbria ile bağlantılı adezinler gibi yapısal antijenlerin nötralize edici epitoplarının eksprese edilmesinin gerekli olması mümkündür. bağırsak mukozasına bağlanmaktan sorumlu olan bu bakteriler. Son zamanlarda, böyle bir yapıştırıcı olan FimH, fareleri bakteriyel ishale karşı bağışıklık kazandırmak için başarıyla kullanılmıştır.

"Yenilebilir" aşıların geliştirilmesiyle bağlantılı bir diğer önemli sorun, bitkilerde heterolog antijenin ekspresyon seviyesidir. Aşının oral yoldan verilmesi, parenteral uygulamaya göre daha büyük miktarlarda antijen gerektirdiğinden, bitkilerde sentezlenen ve şu anda toplam çözünür proteinin %0.3'ünden fazla olmayan antijen miktarı arttırılmalıdır. Aynı zamanda, ekspresyon seviyesi, bir bağışıklık tepkisini indükleyecek kadar yüksek olmalı, ancak normal gıda ile tüketilen maddelerde olduğu gibi, antijene toleransı indükleyen seviyeden daha az olmalıdır. Ve bağışıklık tepkisi (toleransa karşı immünojenisite) antijene özgü olabileceğinden, her potansiyel antijen için ekspresyon seviyelerinin ayrı ayrı seçilmesi gerekecektir.

Deneyler, bitkilerde bir heterolog antijenin ekspresyon seviyesinin, dokuya özgü promotörler ve güçlendiriciler, transkripsiyon ve translasyon arttırıcılar kullanılarak, taşıma peptitleri eklenerek ve ayrıca, tekabül eden genlerin nükleotid dizisini değiştirmek için tercih edilen kodonları kullanarak arttırılabileceğini göstermektedir. bitkiler. Bununla birlikte, hangi bitkilerin en iyi kullanıldığı ve hangi yenilebilir organda antijeni eksprese etmenin daha iyi olduğu sorusu daha fazla araştırma gerektirir, çünkü çeşitli bitkiler bağışıklık tepkisini bloke eden veya yavaşlatan veya insanlar ve hayvanlar için toksik olan maddeler içerebilir. alkaloidler olarak. tütün hücrelerinde.

Sağlık ABC - sağlıklı gıdalar

Bilimsel ve teknolojik ilerlemenin başarıları, üretimden günlük yaşama kadar insan faaliyetinin tüm alanlarını etkilemiştir. Yüzyıllar boyunca insanlar kendilerini fiziksel efordan kurtarmaya, üretimi otomatikleştirmeye, ev aletleri yaratmaya vb. Ve genel olarak serbest bırakıldılar. Sonuç olarak, 20. yüzyılın sonunda bir kişinin günlük enerji tüketimi, başlangıcına kıyasla 1,5-2 kat azaldı.

İnsan sağlığı esas olarak kalıtsal yatkınlık (genetik) ve beslenme ile belirlenir. Her zaman, bir gıda üssünün yaratılması, herhangi bir devletin refahının garantisi ve temeli olmuştur. Bu nedenle, herhangi bir devlet, önleme ve sağlık programları, beslenme yapısının iyileştirilmesi, yaşam kalitesinin iyileştirilmesi, morbidite ve mortalitenin azaltılması projeleriyle ilgilenmektedir. Bizi çevreyle yakından bağlayan beslenmedir ve gıda, insan vücudunun yapıldığı malzemedir. Bu nedenle, optimal beslenme yasalarının bilgisi, insan sağlığını sağlamanıza izin verir. Bu bilgi basittir ve şu şekildedir: Harcadığınız kadar enerji tüketin. Günlük diyetin enerji değeri (kalori içeriği) günlük enerji tüketimine karşılık gelmelidir. Bir diğeri, bir kişinin besin maddeleri için fizyolojik ihtiyaçlarına (yaklaşık 600 ürün) çeşitli kimyasal beslenme bileşimi sağlayacak olan maksimum yiyecek çeşididir. Tüketilen gıda, proteinler, yağlar, karbonhidratlar, vitaminler, mineral tuzlar, su, lif, enzimler, tatlandırıcı ve ekstraktif maddeler, minör bileşenler - biyoflavonoidler, indoller, antosiyanidler, izoflavonlar ve diğerleri içermelidir. Bu bileşenlerden en az birinin yetersizliği durumunda ciddi sağlık sorunları yaşanması olasıdır. Ve bunun olmasını önlemek için, bir kişinin günlük diyeti, çeşitli yiyeceklerin yaklaşık 32 ismini içermelidir.

Vücuda giren besinlerin optimal oranı, sağlığın ve uzun ömürlülüğün korunmasına katkıda bulunur. Ancak ne yazık ki, dünya nüfusunun çoğunluğu aşağıdaki besinlerin eksikliği ile karakterizedir: tam (hayvan) proteinler; Çoklu doymamış yağ asitleri; C, B, B2, E vitaminleri, folik asit, retinol, beta-karoten ve diğerleri; makro ve mikro elementler: Ca, Fe, Zn, F, Se, I ve diğerleri; diyet lifi. Ve bu tür hayvansal yağların ve kolay sindirilebilir karbonhidratların aşırı tüketimi.

Nüfusun çoğunluğu için protein alımındaki eksiklik ortalama% 20'dir, çoğu vitamin ve mikro elementin içeriği, onlar için hesaplanan değerlerden% 15-55 daha azdır ve diyet lifi% 30 daha düşüktür. Beslenme durumunun ihlali, kaçınılmaz olarak sağlığın bozulmasına ve sonuç olarak hastalıkların gelişmesine yol açar. Rusya Federasyonu'nun tüm nüfusunu %100 olarak alırsak, sadece %20'si sağlıklı, insanlar uyumsuzluk durumunda (uyum sağlama direnci azalmış) - %40 ve hastalık öncesi ve hastalık durumunda - %20 , sırasıyla.

En yaygın beslenmeye bağlı hastalıklar arasında şunlar yer alır: ateroskleroz; hipertonik hastalık; hiperlipidemi; obezite; şeker hastalığı; osteoporoz; gut; bazı malign neoplazmalar.

Son 10 yılda Rusya Federasyonu ve Ukrayna'daki demografik göstergelerin dinamikleri de son derece olumsuz eğilimlerle karakterizedir. Ölüm oranı doğum oranının neredeyse iki katıdır, yaşam beklentisi sadece gelişmiş ülkelere göre önemli ölçüde daha düşüktür ...

Ölüm nedenlerinin yapısında, kardiyovasküler sistem patolojileri ve onkolojik hastalıklar - riski diğer nedenlerin yanı sıra beslenme bozukluklarına bağlı olan hastalıklar - önde gelen yer alır.

Dünyadaki gıda ürünleri kıtlığı da dikkate alınmalıdır. 20. yüzyılda dünya nüfusu 1,5 milyardan 6 milyara yükseldi. Kimin ve nasıl saydığına bağlı olarak 2020 yılına kadar 8 milyar veya daha fazla büyüyeceği varsayılıyor. Asıl meselenin bu kadar çok insanın beslenmesi olduğu açıktır. Tarımsal yöntemlerin seçimi ve iyileştirilmesi sayesinde son 40 yılda tarımsal üretimin ortalama 2,5 kat artmasına rağmen, daha fazla büyüme olası görünmüyor. Bu, gelecekte tarımsal gıda ürünlerinin üretim hızının giderek nüfus artış hızının gerisinde kalacağı anlamına gelmektedir.

Modern bir insan günde yaklaşık 800 gr yiyecek ve 2 litre su tüketir. Böylece sadece bir günde insanlar 4 milyon tondan fazla yiyecek tüketiyor. Zaten dünyadaki gıda ürünleri sıkıntısı 60 milyon tonu aşıyor ve tahminler hayal kırıklığı yaratıyor...

Eski yöntemlerle gıda üretimini artırma sorununun çözümü artık mümkün değil. Ayrıca, geleneksel tarım teknolojileri yenilenemez: son 20 yılda insanlık verimli toprak tabakasının %15'inden fazlasını kaybetti ve ekime uygun olanların çoğu zaten tarımsal üretime dahil oldu.

Rusya'nın tarımsal sanayi kompleksinde son yıllarda gelişen durumun bir analizi, yaşayan nüfusta bir azalmaya ve her türlü tarım ürününün üretiminde 1,5 kattan fazla bir düşüşe işaret ediyor. Kalan toplam doğal ve emek kaynakları hacmi ile kriz, ekilebilir arazi kullanımında keskin bir bozulmaya, agroekosistemlerin verimliliğinde bir düşüşe, 30 milyon hektardan fazla yüksek verimli agrocenoz dolaşımdan çekildi.

Tarım piyasasındaki durumu istikrara kavuşturmak için şimdiye kadar alınan önlemlerin etkisiz ve yetersiz olduğu ortaya çıktı. Ve gıda ithalatı tüm makul sınırları aştı ve gıda güvenliğini sorguladı.

Ulusun sağlığı, ülkenin gelişimi ve güvenliği için beslenme yapısının optimize edilmesinin önemine dayanarak, Rusya nüfusunun beslenmesini iyileştirmek için öncelikli bir yön geliştirilmiştir: tam protein eksikliğinin giderilmesi; mikro besin eksikliklerinin giderilmesi; çocukların optimal fiziksel ve zihinsel gelişimi için koşullar yaratmak; yerli ve ithal gıda ürünlerinin güvenliğinin sağlanması; sağlıklı beslenme konularında nüfusun bilgi düzeyini artırmak. Modern gıda üretim stratejisinin bilimsel temeli, gıdanın kimyasal bileşenlerinin insan vücudu için optimal oranını sağlayan yeni kaynakların araştırılmasıdır. Bu sorunun çözümü öncelikle yeni protein ve vitamin kaynakları bulmaktır.

Örneğin, bir dizi amino asit açısından hayvan proteinlerinden daha düşük olmayan tam bir protein içeren bir bitki soyadır. Ondan ürünlerin diyete dahil edilmesi, protein eksikliğinin yanı sıra çeşitli küçük bileşenlerin, özellikle de izoflavonların telafi edilmesini sağlar.

Gıda sorununun çözümlerinden biri, gıda ürünlerinin ve bileşenlerinin kimyasal sentezidir ve vitamin preparatlarının üretiminde şimdiden bazı başarılar elde edilmiştir. Yüksek kaliteli gıda ürünleri elde etmek için çok umut verici ve halihazırda kullanılan bir yöntem, teknolojik işleme sürecinde, yani belirli bir kimyasal bileşime sahip gıda üretimi sürecinde protein ve vitaminlerle zenginleştirilmeleridir.

Diğer bir yol ise mikroorganizmaları gıda ürünlerinin ayrı bileşenleri olarak kullanmaktır, çünkü mikroorganizmaların büyüme hızı çiftlik hayvanlarının büyüme hızından bin kat ve bitkilerin büyüme hızından 500 kat daha fazladır.

Mikroorganizmalarda kimyasal bileşimlerinin yönlendirilmiş genetik önceden belirlenmesi, besin değerlerini ve kullanım beklentilerini doğrudan belirleyen gelişiminin olması önemlidir.

Böylece, yeni yüzyılda, gıda üretimi, yüksek modern teknolojilerin ve özellikle biyoteknolojinin kullanımı olmadan, gıda elde etmek için mikroorganizmaların kullanımı olmadan yapamayacak.

Sağlıklı bir yaşam tarzının önemi konusunda artan farkındalıkla birlikte, zararlı madde içermeyen gıda ürünlerine olan talep artmıştır. Ve burada DNA teknologları yardım edemediler ama katıldılar.

Yukarıda, sakaroz için düşük kalorili bir ikame olan fruktan üreten şeker pancarından daha önce bahsetmiştik. Bu sonuç, sakarozu fruktana dönüştüren bir enzimi kodlayan pancar genomuna Kudüs enginarından bir gen eklenerek elde edildi. Böylece transgenik pancar bitkilerinde biriken sakarozun %90'ı fruktana dönüştürülür.

"Fonksiyonel beslenme" ürünlerinin yaratılmasıyla ilgili bir başka çalışma örneği, kafeinsiz kahve yaratma girişimidir. Hawaii'deki bir bilim insanı ekibi, kahve yaprakları ve çekirdeklerinde kafein sentezindeki kritik ilk adımı katalize eden ksantozin-N7-metiltransferaz enzimi için bir gen izole etti. Agrobacterium yardımıyla bu genin antisens bir versiyonu Arabica kahvesinin doku kültürü hücrelerine yerleştirildi. Dönüştürülmüş hücreler üzerinde yapılan araştırmalar, içlerindeki kafein seviyesinin normalin sadece %2'si olduğunu göstermiştir. Dönüştürülen bitkilerin rejenerasyonu ve çoğaltılması ile ilgili çalışma başarılı olursa, bunların kullanımı kahvenin kimyasal kafeinsizleştirilmesi sürecini önleyecektir, bu da sadece kilogram kahve başına 2,00 $ tasarruf etmeyecek (işlemin maliyeti), aynı zamanda bu şekilde bozulan, kafeinsizleştirme sırasında kısmen kaybolan içeceğin tadı...

Yüz milyonlarca insanın açlıktan ölmekte olduğu gelişmekte olan ülkeler, özellikle gıda kalitesinin iyileştirilmesine ihtiyaç duyuyor. Örneğin, dünyanın her yerinde yetiştirilen baklagiller, metionin de dahil olmak üzere bazı kükürt içeren amino asitlerden yoksundur. Baklagillerdeki metionin konsantrasyonunu artırmak için aktif girişimlerde bulunulmaktadır. GD bitkilerde, depo protein içeriğini %25 oranında artırmak mümkündür (bu, şu ana kadar bazı fasulye çeşitleri için yapılmıştır). Daha önce bahsedilen bir başka örnek, Zürih Teknik Üniversitesi'nden Profesör Potrikus tarafından elde edilen beta-karotenle zenginleştirilmiş "altın pirinç"tir. Endüstriyel bir derece elde etmek olağanüstü bir başarı olacaktır. Pirinci, eksikliği anemi ve diğer hastalıklara yol açan B vitamini ile zenginleştirmeye de çalışılıyor.

Mahsul ürünlerinin kalite özelliklerini iyileştirme çalışmaları, modern DNA teknolojilerinin çok çeşitli sorunları çözmedeki yeteneklerini iyi bir şekilde göstermektedir.

İlaç olarak gıda

"Biyoteknoloji" terimi, üretim için canlı organizmaları ve biyolojik süreçleri kullanan bir dizi endüstriyel yöntemi ifade eder. Biyoteknolojik yöntemler dünya kadar eskidir - şarap yapımı, fırıncılık, demleme, peynir yapımı mikroorganizmaların kullanımına dayanır ve aynı zamanda biyoteknolojiye aittir.

Modern biyoteknoloji, değerli biyolojik olarak aktif maddeler - antibiyotikler, hormonlar, enzimler, immünomodülatörler, sentetik aşılar, amino asitler ve ayrıca gıda proteinleri elde etmeyi, yeni bitki ve hayvan ırkları çeşitleri yaratmayı mümkün kılan hücresel ve genetik mühendisliğine dayanmaktadır. . Yeni yaklaşımlar kullanmanın temel avantajı, üretimin doğal kaynaklara bağımlılığının azalması, ekolojik ve ekonomik olarak en karlı tarım yöntemlerinin kullanılmasıdır.

Genetiği değiştirilmiş bitkilerin oluşturulması, çeşitlerin çoğaltılma sürecini birçok kez hızlandırmanın yanı sıra geleneksel yöntemlerle yetiştirilemeyecek özelliklere sahip mahsuller elde etmeyi mümkün kılmaktadır. Ekinlerin genetik modifikasyonu, onları pestisitlere, zararlılara, hastalıklara karşı dirençli kılar, yetiştirme, depolama sırasındaki kayıpları azaltır ve ürün kalitesini iyileştirir.

Halihazırda endüstriyel ölçekte üretilmekte olan ikinci nesil transgenik mahsuller için tipik olan nedir? Daha yüksek agroteknik özelliklere, yani zararlılara ve yabani otlara karşı daha fazla dirence ve dolayısıyla daha yüksek verime sahiptirler.

Tıp açısından bakıldığında, transgenik ürünlerin önemli avantajları, ilk olarak, olumsuz bir çevresel durumda insan vücudundaki kimyasal yükü azaltmayı mümkün kılan artık pestisit miktarını önemli ölçüde azaltmanın mümkün olmasıdır. İkincisi, bitkilere böcek öldürücü özellikler vermek, bu da böcekler tarafından istila edilmelerinde bir azalmaya yol açar ve bu, tahıl mahsullerinin küfler tarafından istilasını büyük ölçüde azaltır. İnsanlar için toksik olan mikotoksinler (özellikle fumonisinler - tahılların doğal kirleticileri) ürettikleri bilinmektedir.

Böylece, hem birinci nesil hem de ikinci nesil GD ürünler, sadece dolaylı olarak - çevreyi iyileştirmek yoluyla değil, aynı zamanda doğrudan - pestisit kalıntı miktarını ve mikotoksin içeriğini azaltarak insan sağlığı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Transgenik mahsullerin kapladığı alanların yıldan yıla artması şaşırtıcı değildir.

Ancak şimdi, besin değeri iyileştirilmiş veya değiştirilmiş, iklim faktörlerine, toprak tuzluluğuna dayanıklı, ayrıca uzun raf ömrüne ve alerjenlerin yokluğu ile karakterize edilen iyileştirilmiş tada sahip üçüncü nesil ürünlerin yaratılmasına en büyük dikkat gösterilecektir.

Dördüncü neslin mahsulleri için, yukarıdaki niteliklere ek olarak, bitki mimarisinde bir değişiklik (örneğin, kısa boy), çiçeklenme ve meyve verme zamanında bir değişiklik, tropik meyvelerin yetiştirilmesini mümkün kılacak karakteristik olacaktır. orta şeritte, meyvelerin büyüklüğünde, şeklinde ve sayısında bir değişiklik, fotosentez verimliliğinde bir artış, artan asimilasyon seviyesine sahip besinlerin üretimi, yani vücut tarafından daha iyi emilir.

Genetik modifikasyon yöntemlerinin geliştirilmesi, gıdaların işlevleri ve insan vücudundaki metabolizma hakkındaki bilgilerin derinleştirilmesi, yalnızca yeterli beslenmeyi sağlamaya değil, aynı zamanda sağlığı daha da iyileştirmeye ve hastalıkları önlemeye yönelik ürünlerin üretilmesini mümkün kılacaktır. .

Bitki biyoreaktörleri

Bitki DNA teknolojisinin gelecek vaat eden alanlarından biri, tıpta, farmakolojide vb. gerekli proteinleri üretebilen biyoreaktör bitkilerinin yaratılmasıdır. Biyoreaktör bitkilerinin avantajları arasında, besleme ve bakım ihtiyacının olmaması, oluşturma ve çoğaltmanın göreceli kolaylığı yer alır. , ve yüksek verimlilik. Ek olarak, yabancı proteinler, hayvanlarda elde edilmesi zor olan bitkilerde bağışıklık tepkilerini indüklemez.

Spesifik dokularda veya ürünlerde çok düşük bir sentez seviyesi nedeniyle, etki mekanizması, yaygın kullanım veya ek kullanım alanlarının belirlenmesi ile çalışma için uygun olmayan biyolojik olarak aktif bir dizi proteinin elde edilmesine ihtiyaç vardır. . Bu proteinler, örneğin, memeli sütü, kan lökositlerinde küçük miktarlarda bulunan laktoferrin içerir.

İnsan laktoferrin (hLF), küçük çocukların mide-bağırsak sisteminin bulaşıcı hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi için bir diyet takviyesi ve tıbbi preparat olarak kullanılmayı vaat ediyor, vücudun habis ve bir dizi viral (AIDS) hastalıkta bağışıklık tepkisini artırıyor. Sığır sütünden laktoferrin üretimi, düşük içeriği nedeniyle ilacın yüksek maliyetine yol açar. Laktoferrin geninin cDNA'sının tütün hücrelerine eklenmesiyle, antibakteriyel özellikleri doğal laktoferrinin antibakteriyel özelliklerinden çok daha güçlü olan kesilmiş laktoferrin sentezlenerek bir dizi kallus dokusu elde edildi. Tütün hücrelerinde bu kesik laktoferrinin konsantrasyonu %0.6-2.5 idi.

Genler, ürünleri insanlarda ve hayvanlarda, örneğin çeşitli hastalıklara, özellikle kolera, hepatit, ishale neden olan ajanların zarf proteinlerine ve ayrıca antijenlere karşı bir bağışıklık tepkisini indükleyen bitki genomuna eklenir. Bazı tümörlerin plazma zarlarının

İnsanlarda hormon tedavisi için gerekli olan bazı hormonları üreten genleri taşıyan transgenik bitkiler oluşturulur.

Aşı oluşturmak için bitkilerin kullanımına bir örnek, Stanford Üniversitesi'nde yapılan çalışmadır. Bu çalışmada, içine hiperdeğişken bir lenfoma immünoglobulin bölgesinin yerleştirildiği modernize edilmiş bir tütün mozaik virüsü kullanılarak kanser formlarından birine karşı antikorlar elde edildi. Modernize virüsle enfekte olan bitkiler, klinik kullanım için yeterli miktarda doğru konformasyona sahip antikorlar üretti. Antikorları alan farelerin %80'i lenfomadan kurtulurken, aşı almayan tüm fareler öldü. Önerilen yöntem, klinik kullanım için yeterli miktarda hastaya özel antikorların hızlı bir şekilde elde edilmesini mümkün kılmaktadır.

Antikor üretimi için bitkileri kullanma umutları harika. Kevin Uzil ve çalışma arkadaşları, soya tarafından üretilen antikorların fareleri herpes virüsü enfeksiyonundan korumada etkili olduğunu gösterdi. Memeli hücre kültürlerinde üretilen antikorlarla karşılaştırıldığında, bitkiler tarafından üretilen antikorlar benzer fiziksel özelliklere sahipti, insan hücrelerinde stabil kaldı ve virüsü bağlama ve nötralize etme yeteneklerinde farklılık göstermedi. Klinik deneyler, tütün tarafından üretilen antikorların kullanımının, diş çürümesine neden olan mutant streptokokların çoğalmasını etkili bir şekilde engellediğini göstermiştir.

Patateslerin insüline bağımlı diyabete karşı ürettiği aşının oluşturulması gerçekleştirildi. Patates yumrularında, kolera toksini ve proinsülinin B alt biriminden oluşan kimerik bir protein birikmiştir. B alt biriminin varlığı, hücrelerin bu ürünü tüketmesini kolaylaştırır, bu da aşının 100 kat daha etkili olmasını sağlar. Diyabetik farelere mikrogram miktarda insülin ile yumruların beslenmesi hastalığın ilerlemesini yavaşlattı.

Çevre kirliliği ile mücadelede gen teknolojileri. fitoremediasyon

İnsan, eylemleriyle Dünya'daki yaşamın evrimsel gelişimine müdahale etti ve insandan bağımsız olarak biyosferin varlığını yok etti. Ancak biyosferi yöneten temel yasaları ortadan kaldırmayı ve kendini onların etkisinden kurtarmayı başaramadı.

Kalan odaklardan bir sonraki felaketten sonra yeniden doğmuş, adapte olmuş ve evrimleşmiş, yaşam, yine de, her zaman ana gelişme yönüne sahipti. Hayatın ilerlemesi ve evrimin geri döndürülemezliği çerçevesinde, her şeyin çevresel koşullardan bağımsızlık için çaba gösterdiğine göre, Cetvel'in tarihsel gelişim yasası tarafından belirlendi. Tarihsel süreçte, böyle bir çaba, yapı ve işlevlerin artan farklılaşmasında ifade edilen organizasyonun karmaşıklığını artırarak gerçekleştirilir. Böylece, evrim sarmalının birbirini izleyen her dönüşünde, organizmalar giderek daha karmaşık bir sinir sistemi ve merkezi olan beyin ile ortaya çıkar. 19. yüzyıl evrimsel bilim adamları evrimin bu yönüne "sefalizasyon" (Yunanca "sefalon" - beyinden) adını verdiler. Ancak, primatların sefalizasyonu ve vücutlarının karmaşıklığı, nihayetinde biyolojik bir tür olarak insanlığı, insanlığın biyolojik kuralına göre neslinin tükenmesinin eşiğine getirdi. evrimi hızlandırmak, buna göre biyolojik sistemin karmaşıklığı, türlerin ortalama varoluş süresinde bir azalma ve evrim hızında bir artış anlamına gelir. Örneğin, bir kuş türünün ortalama ömrü 2 milyon yıl, memeliler - 800 bin yıl, insanın ata formları - 200-500 bin yıldır. Modern insanın alt türleri, bazı fikirlere göre, sadece 50 ila 100 bin yıl arasında var olmuştur, ancak birçok bilim adamı, genetik potansiyelinin ve rezervlerinin tükendiğine inanmaktadır (Dlekseenko, Keisevich, 1997).

Modern insanın ataları, yaklaşık 1.5-3 milyon yıl önce, ateşi ilk kullanmaya başladıklarında, biyosferle yüzleşmeyi yoğunlaştıran ve felakete yol açan yola ayak basmışlardır. O andan itibaren, insanın ve biyosferin yolları ayrıldı, karşıtlıkları başladı, bunun sonucu biyosferin çöküşü veya insanın bir tür olarak ortadan kaybolması olabilir.

Felaket olsalar bile, insanlık uygarlığın başarılarından hiçbirini terk edemez: Yalnızca yenilenebilir enerji kaynakları kullanan ve biyosferin biyokütleyi kendi kendine yeniden üretme kabiliyetine uygun miktarlarda kullanan hayvanların aksine, insanlık, yenilenebilir olmayan ve olmayan enerji kullanarak var olabilir. yenilenebilir enerji taşıyıcıları ve enerji kaynakları. Alandaki yeni icatlar bu karşıtlığı yalnızca şiddetlendiriyor.

Transgenik bitkilerin kullanımındaki en son trendlerden biri, fitoremediasyon için kullanımlarıdır - toprakların temizlenmesi, su birikintileri, vb. - kirleticilerden: ağır metaller, radyonüklidler ve diğer zararlı bileşikler.

Genellikle tüm canlılar için toksik olan doğal maddeler (petrol, ağır metaller vb.) ve sentetik bileşikler (ksenobiyotikler) tarafından çevre kirliliği yıldan yıla artmaktadır. Biyosferin daha fazla kirlenmesi nasıl önlenir ve mevcut odakları nasıl ortadan kaldırılır? Çözümlerden biri genetik teknolojinin kullanılmasıdır. Örneğin, canlı organizmalar, öncelikle mikroorganizmalar. Bu yaklaşıma "biyoremediasyon" denir - çevreyi korumayı amaçlayan biyoteknoloji. Asıl amacı mikroorganizmaların yararlı metabolitlerini elde etmek olan endüstriyel biyoteknolojilerin aksine, kirliliğe karşı mücadele kaçınılmaz olarak mikroorganizmaların çevreye "salınması" ile ilişkilidir ve bu da onunla etkileşimlerinin derinlemesine anlaşılmasını gerektirir. Mikroorganizmalar, çoğu için ortak bir substrat olmayan tehlikeli bileşiklerin imhası olan biyolojik bozunma üretir. Kompleks organik bileşiklerin bozunması için biyokimyasal yollar çok kapsamlı olabilir (örneğin, naftalin ve türevleri bir düzine farklı enzim tarafından yok edilir).

Bakterilerde organik bileşiklerin bozunması çoğunlukla plazmitler tarafından kontrol edilir. Bunlara bozunma plazmitleri veya D-plazmitleri denir. Salisilat, naftalin, kafur, oktan, toluen, ksilen, bifenil vb. gibi bileşikleri ayrıştırırlar. D-plazmitlerinin çoğu, Pseudomonas cinsinin bakterilerinin toprak suşlarında izole edilmiştir. Ancak diğer bakterilerde de vardır: Alcalkjenes, Flavobacterium, Artrobacter, vb. Ağır metallere karşı direnci kontrol eden plazmitler birçok pseudomonad'da bulunmuştur. Uzmanların dediği gibi neredeyse tüm D-plazmitleri konjugatiftir, yani. potansiyel bir alıcının hücrelerine bağımsız olarak transfer edebilmektedir.

D-plazmitleri, bir organik bileşiğin hem ilk bozunma aşamalarını hem de tam bozunmasını kontrol edebilir. İlk tip, alifatik hidrokarbonların aldehitlere oksidasyonunu kontrol eden OST plazmitidir. İçerdiği genler iki enzimin ifadesini kontrol eder: hidrokarbonları alkole dönüştüren hidroksilaz ve alkolü aldehite oksitleyen alkol dehidrojenaz. Kromozom genlerinin "sorumlu" olduğu sentez için enzimler tarafından daha fazla oksidasyon gerçekleştirilir. Bununla birlikte, D-plazmitlerinin çoğu ikinci tipe aittir.

Cıvaya dirençli bakteriler, cıva transferi ve detoksifikasyonu için bir proteini kodlayan mer A genini ifade eder. Modifiye edilmiş mer A gen yapısı, tütün, kolza tohumu, kavak ve Arabidopsis'i dönüştürmek için kullanıldı. Hidroponik kültürde, bu gene sahip bitkiler, cıva iyonlarının %80'ine kadar su ortamından ekstrakte edildi. Aynı zamanda, transgenik bitkilerin büyümesi ve metabolizması baskılanmadı. Cıva direnci tohum nesilleri boyunca aktarılmıştır.

Bir lale ağacına (Liriodendron tulipifera) mer A geninin üç değiştirilmiş yapısının eklenmesi üzerine, elde edilen hatlardan birinin bitkileri, bitkileri kontrol etmek için tehlikeli cıva klorür (HgCl 2) konsantrasyonlarının varlığında hızlı bir büyüme oranı ile karakterize edildi. . Bu hattın bitkileri, kontrol bitkilerinden 10 kat daha fazla iyonik cıvayı emdi ve daha az toksik bir elementel cıva formuna dönüştürdü ve buharlaştırdı. Bilim adamları, bu türün transgenik ağaçları tarafından buharlaştırılan elemental cıvanın hemen havaya dağılacağına inanıyor.

Ağır metaller, tarımsal üretimde kullanılan arazi kirleticilerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Kadmiyum söz konusu olduğunda, çoğu bitkinin onu köklerde biriktirdiği, marul ve tütün gibi bazı bitkilerin ise esas olarak yapraklarda biriktirdiği bilinmektedir. Kadmiyum toprağa esas olarak endüstriyel emisyonlardan ve fosforlu gübrelerdeki bir kirlilik olarak girer.

İnsan ve hayvan vücuduna kadmiyum alımını azaltmaya yönelik yaklaşımlardan biri, yapraklarda bu metalden daha az miktarda biriken transgenik bitkilerin üretimi olabilir. Bu yaklaşım, yaprakları yiyecek veya hayvan yemi olarak kullanılan bitki türleri için değerlidir.

Ağır metalleri bağlayabilen küçük sistein açısından zengin proteinler olan metallotiyoneinleri de kullanabilirsiniz. Memeli metallothioneinin bitkilerde fonksiyonel olduğu gösterilmiştir. Metallotiyoneinlerin genlerini eksprese eden transgenik bitkiler elde edildi ve bu bitkilerin kadmiyuma kontrol bitkilerinden daha dirençli olduğu gösterildi.

Memeli hMTII genine sahip transgenik bitkiler, kontrole kıyasla gövdelerde %60-70 daha düşük kadmiyum konsantrasyonuna sahipti ve köklerden gövdelere kadmiyum transferi de azaldı - emilen kadmiyumun sadece %20'si gövdelere taşındı.

Bitkilerin ağır metalleri topraktan veya sudan çekerek biriktirdiği bilinmektedir. Fitoremediasyon, fitoekstraksiyon ve rizofiltrasyon olarak alt bölümlere ayrılan bu özelliğe dayanmaktadır. Fitoekstraksiyon, topraktan ağır metalleri çıkarmak için hızlı büyüyen bitkilerin kullanımını ifade eder. Rizofiltrasyon, bitki kökleri tarafından sudan toksik metallerin emilmesi ve konsantrasyonudur. Metalleri emen bitkiler kompostlanır veya yakılır. Bitkiler, depolama kapasitelerinde önemli ölçüde farklılık gösterir. Böylece, Brüksel lahanası (bitkilerin kuru ağırlığına göre) %3,5'e kadar kurşun ve köklerini - %20'ye kadar biriktirebilir. Bu bitki ayrıca bakır, nikel, krom, çinko vb. Fitoremediasyon, toprak ve suyun radyonüklidlerden arındırılması için de umut vericidir. Ancak toksik organik bileşikler bitkiler tarafından ayrıştırılmaz; burada mikroorganizmaların kullanılması daha umut vericidir. Bazı yazarlar, fitoremediasyon sırasında organik kirleticilerin konsantrasyonunu azaltmakta ısrar etseler de, bunlar esas olarak bitkiler tarafından değil, rizosferlerinde yaşayan mikroorganizmalar tarafından yok edilir.

Yoncanın simbiyotik nitrojen sabitleyicisi Rhlzobium melitotj, yakıtta bulunan benzin, toluin ve ksileni ayrıştıran bir dizi gen ile entegre edilmiştir. Yoncanın derin kök sistemi, petrol ürünleri ile kirlenmiş toprağın 2-2,5 metre derinliğe kadar temizlenmesini sağlar.

Ksenobiyotiklerin çoğunun son 50 yılda çevrede ortaya çıktığı unutulmamalıdır. Ama doğada zaten bunları kullanabilen mikroorganizmalar var. Bu, mikroorganizma popülasyonlarında, evrimlerini, daha doğrusu mikroevrimi belirleyen genetik olayların oldukça hızlı gerçekleştiğini göstermektedir. Teknolojik uygarlığımızla bağlantılı ksenobiyotiklerin sayısı giderek arttığından, mikroorganizmaların metabolizması ve metabolik yetenekleri hakkında genel bir anlayışa sahip olmak önemlidir. Bütün bunlar yeni bir bilimin geliştirilmesini gerektiriyordu - metabolomik. Bakterilerin mutasyonlar sonucunda yeni bileşikleri işleyebilme yeteneği kazanmasına dayanır. Kural olarak, bu, birkaç ardışık mutasyon veya diğer mikroorganizma türlerinde halihazırda mevcut olanlardan yeni gen sistemlerinin eklenmesini gerektirir. Örneğin, kararlı bir organohalojen bileşiğinin ayrışması için çeşitli mikroorganizmaların hücrelerinde bulunan genetik bilgiye ihtiyaç vardır. Doğada bu bilgi alışverişi yatay gen aktarımı nedeniyle gerçekleşir ve laboratuvarlarda doğadan alınan DNA teknolojisi yöntemleri kullanılır.

Bitki ve biyoremediasyonun daha da geliştirilmesi, özellikle bitkilerin ve rizosfer mikroorganizmalarının kullanımıyla bağlantılı karmaşık bir problemdir. Bitkiler, topraktan ağır metalleri başarılı bir şekilde çıkaracak ve rizosfer bakterileri organik bileşikleri ayrıştırarak, fitoremediasyonun etkinliğini artıracak, bitki büyümesini ve bitkileri - köklerinde yaşayan mikroorganizmaların gelişimini teşvik edecektir.

Çevre kirliliği bir ekosistem hastalığı olarak kabul edilebilir ve biyoremediasyon bir tedavi olarak kabul edilebilir. Çevre kirliliğinin neden olduğu sayısız insan hastalığının önlenmesi olarak düşünülmelidir. Diğer temizleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, bu çok daha ucuzdur. Yaygın kirlilik (pestisitler, petrol ve petrol ürünleri, çok sayıda toprağı kirleten trinitrotoluen) ile bunun alternatifi yoktur. Çevreyi kirlilikten temizlerken, doğru bir şekilde öncelik vermek, bu veya bu kirlilikle ilişkili riskleri en aza indirmek ve belirli bir bileşiğin özelliklerini ve her şeyden önce insan sağlığı üzerindeki etkisini dikkate almak önemlidir. Herhangi bir kirleticiden temizlenmesi için özel umutların olduğu GM mikroorganizmalarının çevreye girişini düzenleyen yasal düzenlemelere ve kurallara ihtiyaç vardır. Teknolojik sürecin tüm parametrelerini sıkı bir şekilde kontrol etmenin mümkün olduğu endüstriyel biyoteknolojinin aksine, biyoremediasyon, bu tür bir kontrolün zor olduğu açık bir sistemde gerçekleştirilir. Bir dereceye kadar, bu her zaman "know-how", bir tür sanattır.

Petrol ürünlerinin saflaştırılmasında mikroorganizmaların avantajı, tanker felaketinden sonra Alaska kıyılarında 5000 m3 petrol denize döküldüğünde tam olarak kanıtlanmıştır. Kıyı şeridinin yaklaşık 1,5 bin km'si petrolle kirlendi. Mekanik temizlik 11.000 işçi ve çeşitli ekipmanları içeriyordu (günlük 1 milyon dolara mal oluyordu). Ancak başka bir yol daha vardı: aynı zamanda, kıyıları temizlemek için toprağa azotlu gübreleme yapıldı ve bu da doğal mikrobiyal toplulukların gelişimini hızlandırdı. Bu, yağın ayrışmasını 3-5 kat hızlandırdı. Sonuç olarak, sonuçları hesaplamalara göre 10 yıl sonra bile etkileyebilecek olan kirlilik, biyoremediasyona 1 milyon dolardan az harcanan 2 yıl içinde tamamen ortadan kaldırıldı.

Biyoremediasyonun geliştirilmesi, teknolojileri ve uygulama yöntemleri, disiplinler arası bir yaklaşım ve genetik ve moleküler biyoloji, ekoloji ve diğer disiplinler alanındaki uzmanların işbirliğini gerektirir. Bu nedenle, genetik mühendisliğinin kullanım yönleri çok çeşitli ve kapsamlıdır ve bazıları harika ve aynı zamanda elde edilebilir sonuçlar açısından çok umut vericidir.

Canlı organizmaların çevresel değişikliklere tepkisinin incelenmesi, bu değişikliklerin, özellikle antropojenik kökenli olanların, korunması insan uygarlığının en önemli görevi olan biyolojik çeşitlilik üzerindeki etkisini değerlendirmek için son derece önemlidir.

Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü'ne (OECD) göre, biyoremediasyon için potansiyel pazar 75 milyar dolardan fazladır.Çevre koruma için biyoteknolojilerin hızlandırılmış tanıtımı, özellikle, diğer tedavilerden çok daha ucuz olmaları gerçeğinden kaynaklanmaktadır. teknolojiler. OECD'ye göre biyoremediasyon yerel, bölgesel ve küresel öneme sahiptir ve hem doğal organizmalar hem de GDO'lar temizlik için giderek daha fazla kullanılacaktır.

biyoyakıtlar

Fosil enerjinin sınırlı rezervleri göz önüne alındığında, artık yeni yakıt türlerinin (metan, hidrojen vb.) yanı sıra yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması olasılığına özel dikkat gösterilmelidir. Ancak genel enerji dengesinde Güneş enerjisi, deniz akıntıları, su, rüzgar vb. gibi çevre dostu enerji kaynakları toplam üretimlerinin %20'sinden fazlasını oluşturamaz. Bu durumda, biyokütle, kullanım yöntemleri sürekli olarak geliştirilmekte olan en umut verici yenilenebilir enerji kaynaklarından biri haline gelmektedir. Aynı zamanda, doğrudan yakma ile birlikte, ithal yağ yerine yakıt katkısı olarak kullanılan alkol ve anaerobik fermantasyon, termal dönüşümler, gazlaştırma, piroliz vb. gibi biyodönüşüm süreçleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı amaçla, ülkenin kuzeydoğu bölgelerinde yaklaşık 6 milyon hektarlık bir alanı kaplayan siyah asma doğal çalılıklarının işletilmesi başlatılmıştır.

Hindistan, Çin ve diğer bazı ülkelerde biyogaz elde etmek amacıyla tarımsal atık kullanılıyorsa, İsveç, Almanya, Brezilya, ABD, Kanada'da özellikle etanol yakıtı üretimi için tarımsal ürünler yetiştirilmektedir. Fosil yakıtların etkili bir ikamesi, bahar formları Rusya'da Kuzey Kutup Dairesi'ne kadar yetiştirilebilen kolza ve kolza yağıdır. Soya fasulyesi, ayçiçeği ve diğer mahsuller de biyoyakıt üretimi için bir bitkisel yağ kaynağı olabilir. Şeker kamışı Brezilya'da yakıt etanol üretmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır ve Amerika Birleşik Devletleri'nde mısır kullanılmaktadır.

Enerji çıktı katsayısı (faydalı ürünlerin toplam enerji eşdeğerinin üretimi için tüm enerji maliyetlerine oranı) şeker pancarı için 1,3'tür; yem otları - 2.1; kolza tohumu - 2.6; buğday samanı - 2.9. Aynı zamanda her hektardan hammadde olarak 60 cent buğday samanı kullanılması nedeniyle 10 bin m3 jeneratör gazı veya 57.1 GJ elde etmek mümkündür.

Birçok ülkede doğal petrol, gaz ve kömür kaynaklarının hızla tükenmesi nedeniyle, euphorbia ailesinden (Kupharbiacea) Euphorbia lathyris (euphorbia) ve E.tirucallii olarak adlandırılan petrol taşıyan bitkilere özel önem verilmektedir. terpenlerin bileşimi, özellikleri bakımından yüksek kaliteli yağa yakın olan lateks. Aynı zamanda, bu bitkilerin kuru madde verimi yaklaşık 20 t/ha'dır ve Kuzey Kaliforniya koşullarında (yani yılda 200-400 mm yağış alan bir bölgede) yağ benzeri bir ürün verimi elde edilebilir. hektar başına 65 varil hammaddeye ulaşıyor. Bu nedenle, fosil yakıtlar için bitki ikameleri yetiştirmek daha karlı, çünkü her hektardan tahıl eşdeğeri 460 centner / ha, yani 3.600'den fazla petrodolar elde edilebiliyor. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'daki ortalama buğday veriminin 20 katı. ABD'nin iyi bilinen "her varil petrol için bir kile tahıl" sloganını hatırlarsak, o zaman bugünün petrol, gaz ve tahıl fiyatlarında, bu bir değişim anlamına gelir - yaklaşık 25 petrodolar için 1 tahıl doları. Tabii ki, bir varil petrol, kelimenin tam anlamıyla bir kile tahılın yerini almayacak ve her bölgeden uzakta bu tür bitkileri yetiştirebilecek. Ancak, hedeflenen bitki ıslahı yoluyla alternatif yakıtlar elde etmek, aynı zamanda, yüksek verimli agrophytocenozların teknolojik ve enerji bileşenini, mahsul üretimini yoğunlaştırmak için tekrarlanabilir ve çevre dostu bir faktör haline getirir ve elbette, bu, Ukrayna gibi devletler için en acısız çözümlerden biridir - bitkileri, enerji (biyodizel, yağlayıcılar, vb.) dahil olmak üzere yenilenebilir kaynaklar olarak büyük ölçekte kullanmak. Örneğin, kışlık kolza tohumu üretimi zaten 1: 5 enerji tüketiminin enerji üretimine oranını sağlıyor.

GDO'lar ve biyolojik çeşitlilik

Modern üreme aşamasının temel anı, genetik mühendisliği tekniklerinin kullanımı da dahil olmak üzere gelişiminin temelinin biyolojik çeşitlilik olduğu konusunda net bir anlayıştır.

Bitki krallığının evrimi, türlerin sayısını ve onların "ekolojik uzmanlaşmasını" çoğaltma yolunu izledi. Bu gerçek, genel olarak biyosferde ve özel olarak agroekosistemlerde biyolojik (genetik) çeşitlilikte bir azalma tehlikesine işaret etmektedir. Türlerde ve genetik çeşitlilikte keskin bir azalma, yalnızca mahsul üretiminin hava ve iklim değişikliğinin değişkenlerine karşı direncini değil, aynı zamanda güneş enerjisini ve doğal çevrenin diğer tükenmez kaynaklarını (karbon, oksijen, Hidrojen, nitrojen ve diğer biyofilik elementler), bilindiği gibi, fitomanın kuru maddesinin %90-95'ini oluşturur. Ayrıca bu, geleceğin ıslah çalışmalarında kullanılabilecek genlerin ve gen kombinasyonlarının yok olmasına yol açmaktadır.

Charles Darwin'in (1859) tek ve aynı alanın, içinde yaşayan formlar ne kadar çeşitli olursa, daha fazla yaşam sağlayabileceğini vurguladı. Her kültür bitkisi türü, kendi evrimsel tarihi ve yetiştiricinin özel çalışması ile bağlantılı olarak, kendi "agroekolojik pasaportu" ile karakterize edilir, yani. mahsulün boyutunun ve kalitesinin belirli bir sıcaklık, nem, aydınlatma, mineral besin elementlerinin içeriği ve bunların zaman ve mekanda eşit olmayan dağılımı ile sınırlandırılması. Bu nedenle, tarımsal peyzajlardaki biyolojik çeşitliliğin azalması, diğer şeylerin yanı sıra, doğal kaynakların farklı şekilde kullanılması olasılığını ve sonuç olarak, I ve II tiplerinde farklı arazi rantı uygulanması olasılığını azaltır. Aynı zamanda, özellikle elverişsiz toprak, iklim ve hava koşullarında agroekosistemlerin ekolojik kararlılığı zayıflar.

Patateslere geç yanıklık ve nematod hasarı, buğdayın pas hasarı nedeniyle katastrofik kayıpları, helminthosporiosis epifitotiği nedeniyle mısır, virüsler nedeniyle saz tarlalarının yok edilmesi vb.

21. yüzyılın başında yetiştirilen bitki türlerinin genetik çeşitliliğindeki keskin bir düşüş, son 10 bin yılda 250 bin çiçekli bitki türünden insanın kültüre 5-7 bin türü soktuğu gerçeğiyle açıkça kanıtlanmıştır. sadece 20 ürün (14 tanesi tahıl ve baklagillere aittir) dünya nüfusunun modern beslenmesinin temelini oluşturmaktadır. Genel olarak, bugüne kadar gıda ürünlerinin yaklaşık %60'ı çeşitli tahıl mahsullerinin yetiştirilmesi yoluyla üretilir ve gıda için insan ihtiyacının %90'ından fazlası 15 tür tarım bitkisi ve 8 evcil hayvan türü tarafından sağlanır. Böylece, 1940 milyon ton tahıl üretiminin yaklaşık %98'i buğday (589 milyon ton), pirinç (563 milyon ton), mısır (604 milyon ton) ve arpa (138 milyon ton) üzerine düşmektedir. Bilinen 22 pirinç türünden (Oryza cinsi), sadece ikisi yaygın olarak yetiştirilmektedir (Oryza glaberrima ve O.sativa). Benzer bir durum, en önemli 25 türün brüt üretimi sadece 200 milyon ton olan baklagillerde de gelişmiştir ve bunların çoğu, ağırlıklı olarak yağlı tohum olarak yetiştirilen soya fasulyesi ve yerfıstığıdır. Bu nedenle insan diyetindeki organik bileşiklerin çeşitliliği önemli ölçüde azalmıştır. Biyolojik türlerden biri olan Homo sapiens için yiyeceklerin yüksek biyokimyasal değişkenlik ihtiyacının evrimsel "hafıza"ya kaydedildiği varsayılabilir. Bu nedenle, tekdüzelikteki artış eğilimi, sağlık için en olumsuz sonuçlara sahip olabilir. Onkolojik hastalıklar, ateroskleroz, depresyon ve diğer hastalıkların yaygınlaşması nedeniyle vitamin, tonik maddeler, çoklu doymamış yağlar ve diğer biyolojik olarak değerli maddelerin eksikliğine dikkat çekilmektedir.

Açıkçası, kullanım ölçeği, belirli bir değerli kültürün yayılmasında önemli bir faktördür. Bu nedenle, Amerika Birleşik Devletleri ve diğer ülkelerde soya fasulyesi ve mısır alanındaki hızlı artış, ilgili ürünlerin yüzlerce isminin üretilmesinden kaynaklanmaktadır. Çeşitlendirme görevi diğer ürünler için de çok önemlidir (örneğin sorgumdan kaliteli bira, çavdardan viski vb. elde edilmeye başlanmıştır).

Olumsuz çevre koşulları, amaranth (Amaranthus) dahil olmak üzere çeşitli koşullarda yüksek adaptasyon kabiliyetine sahip olan karabuğday (Fagopyrum) gibi değerli mahsullerin ekin altındaki alanın arttırılması, birbiriyle ilişkili sağlıklı gıda sorunlarının çözülmesi ve tür çeşitliliğinin arttırılması açısından daha fazla ilgiyi hak ediyor. tarımsal ekosistemler, kinoa (Chenopodium quinoa), kolza tohumu, hardal ve hatta patates.

Coğrafi keşiflerin ve dünya ticaretinin gelişmesiyle birlikte yeni bitki türlerinin tanıtımı yaygınlaşmıştır. Yazılı anıtlar, örneğin, MÖ 1500 kadar erken bir tarihte tanıklık ediyor. Mısır Firavunu Hatshepsut, dini törenlerde kullanılan bitkileri toplamak için Doğu Afrika'ya gemiler gönderdi. Japonya'da, imparatorun emriyle narenciye bitkilerini toplamak için Çin'e seyahat eden Taji Mamori'ye bir anıt var. Tarımın gelişmesi, bitki genetik kaynaklarının seferber edilmesinde özel bir rol oynamıştır. Amerika Birleşik Devletleri tarihinden, Niels Hansen'in 1897'de, Kuzey Amerika çayırlarının kurak ve soğuk koşullarında başarılı bir şekilde büyüyebilen yonca ve diğer yem bitkilerini aramak için Sibirya'ya geldiği bilinmektedir. Ateş, domuz, fescue, kirpi, beyaz benek, yonca, yonca ve diğerleri gibi önemli yem bitkilerinin Amerika Birleşik Devletleri'ne bu dönemde Rusya'dan geldiğine inanılıyor. Aynı zamanda, Mark Carleton Rusya'da buğday çeşitlerini topluyordu; Kharkov çeşidi uzun bir süre Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda 21 milyon dönümden fazla işgal etti ve Kuzey Ovaları bölgesinde (Zhuchenko) makarnalık buğday üretiminin temeli haline geldi. , 2004).

Yeni bitki türlerinin kültüre girişi günümüzde de devam etmektedir. Peru And Dağları'nda, modern Hintlilerin ataları tarafından tüketilen, protein içeriğinde soyayı bile aşan çeşitli acı bakla (tarvi) bulundu. Ek olarak, tarvi, toprak verimliliğinden bağımsız olarak düşük sıcaklıklara dayanıklıdır. Yetiştiriciler, başlangıç ​​materyalinde %3.3'e karşılık %0.025'ten daha az alkaloid içeren tarvi formları elde etmeyi başardılar. Ekonomik türler arasında ayrıca çok kurak alanlar için mükemmel bir darı benzeri mahsul olabilen Avustralya bitkisi (Echinochloa lurnerana) bulunur. Gelecek vaat eden mahsuller arasında, Psophocarpus tetragonolobus gibi yumrular oluşturan ve tohumları %30'dan fazla protein ve yağ içeren Bauhinia esculenta türü dikkati hak ediyor. Çok kurak koşullarda, sadece protein açısından zengin değil, aynı zamanda yer fıstığından daha fazla kuraklığa dayanıklı olan ve ayrıca hastalıklara ve zararlılara daha iyi direnen Voandzeia subterranea türü kullanılabilir. Kurak ve çorak yağlı tohumlu araziler için Cucurbitaceae familyasından Cucurbita foetidissima umut verici olarak kabul edilir ve tuzlu mera arazileri için Chenopodiaceae familyasının Atriplex cinsinin yapraklardan fazla tuz salgılayan bazı türleri.

Şu anda, dünyanın birçok ülkesinde, tohumları kullanılan tahıl başak bitki türlerine kıyasla iki kat daha fazla protein içeren İnkaların unutulmuş bir kültürü olan amaranth (Amaranthus) ile aktif üreme çalışmaları devam etmektedir. 2-3 kat daha fazla lizin ve metionin, 2-4 kat daha fazla yağ vb. Mısır hatlarının, kökleri üzerinde Spirillum lipoferum bakterilerinin varlığı nedeniyle, soya fasulyesi bitkileriyle aynı miktarda atmosferik nitrojeni sabitlediği bulunmuştur. Azot sabitleyici bakterilerin ayrıca bir dizi tropik çim türünün kökleri üzerinde de işlev gördüğü ve azotu baklagillerdeki Rhizobium cinsinin bakterilerinden daha az aktif olarak özümsediği bulunmuştur. Böylece, hektar başına günde 1,7 kg'a kadar nitrojeni sabitleyebilen tropik ot türleri bulmak mümkün oldu, yani. 620 kg / yıl.

Avrupa ülkeleri de dahil olmak üzere birçok ülkede patates, büyük miktarlarda tüketildiği için ana C vitamini kaynağıdır. Dünyada patates üretiminin 300 milyon ton civarında olduğu biliniyor.

Aynı zamanda, bilinen 154 patates türünden sadece biri, Solanum tuberosum, her yerde bulunur. Bitkilerin potansiyel üretkenliğini artırmak için artan üreme olanaklarının yanı sıra agrocenozların ekolojik stabilitesini artırma ihtiyacı ve bitki yetiştirmek için çok az kullanım alanlarının geliştirilmesi ile bağlantılı olarak, insan faaliyetinin ölçeğinin artması gerektiği açıktır. yeni bitki türlerinin kültüre kazandırılması önemli ölçüde artacaktır. Nihayetinde, "bilinçsiz" (Darwin'in terimi) ve bilinçli seçilim, kültür bitkilerinin adaptasyon potansiyelinin vahşi atalarınınkinden önemli ölçüde farklı olmasına yol açtı, sadece uyum kriterlerindeki farklılıklardan dolayı değil, aynı zamanda ana bileşenlerinde de. : potansiyel üretkenlik, abiyotik ve biyotik streslere karşı direnç, ekonomik olarak değerli maddelerin içeriği.

Rezervlerde, vahşi yaşam koruma alanlarında ve ulusal eko-parklarda, yani bitki gen havuzunun korunması ile birlikte. yerinde, ex situ koleksiyonların güvenli bir şekilde korunmasını sağlamak için “gen bankaları” veya “germplazm bankaları” oluşturulması, önümüzdeki dönemde giderek daha önemli bir rol oynayacaktır. İkincisinin organizasyonunun başlatıcısı N.I. VIR'de o sırada dünyanın en büyük bitki kaynakları bankasını toplayan, sonraki tüm bankalar için bir örnek ve temel teşkil eden ve en önemlisi, birden fazla ülkeyi yıkım ve açlıktan kurtaran Vavilov (çünkü örneğin, VIR gen bankasındaki direnç genlerinin varlığı sayesinde).

N.I.'nin ideolojisinin devamı sayesinde. Vavilov, 90'lı yılların sonunda, ulusal ve uluslararası bitki koleksiyonları, 1,2 milyondan fazla tahıl, 400 bin gıda bakliyat, 215 bin yem, 140 bin sebze, 70 binden fazla kök bitki olmak üzere 6 milyonun üzerinde numuneye ulaştı. Aynı zamanda, örneklerin %32'si Avrupa'da, %25'i Asya'da, %12'si Kuzey Amerika'da, %10'u Latin Amerika'da ve Uluslararası Merkezlerde, %6'sı Afrika'da, %5'i Amerika Birleşik Devletleri'nde tutulmaktadır. Orta Doğu.

Genetik koleksiyon örneklerinin miktarı ve kalitesi açısından en büyük sahipleri Amerika Birleşik Devletleri (550 bin), Çin (440 bin), Hindistan (345 bin) ve Rusya (320 bin). Bitki kaynaklarının gen bankalarında korunması ile birlikte flora ve faunanın doğal rezervlerinin oluşturulması giderek yaygınlaşmaktadır. Dünya gıda pazarının önemli ölçüde artan entegrasyonu nedeniyle, ülkeler arasındaki bitki genetik kaynaklarının değişimi de önemli ölçüde artmıştır. Bu süreçlerin merkezinde, hiçbir ülke veya bölgenin genetik kaynakların sağlanması açısından kendi kendine yeterli olmadığı anlayışı yatmaktadır. Birçok ülkede ulusal botanik bahçelerinin oluşturulması, genetik kaynakların harekete geçirilmesine büyük katkı sağlamıştır. Bunların arasında, örneğin, 1760 yılında Londra'da oluşturulan ve sürekli olarak sömürge ülkelerinden egzotik bitki türleri ithal eden botanik bahçesi var.

Şu anda, Uluslararası Bitki Genetik Kaynakları Konseyi (IBPGR), dünyadaki bitki gen havuzunun korunmasına yönelik çalışmaları koordine ediyor. 1980 yılından bu yana Avrupa Genetik Kaynaklar İşbirliği Programı uygulanmaktadır. Bunda önemli bir rol, FAO Bitki Genetik Kaynakları Komisyonu, 1992'de kabul edilen Uluslararası Konferansların kararları olan Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi tarafından da oynanır. Aynı zamanda farklı tipteki gen bankaları da işlev görmektedir. Bazıları yalnızca bir kültürü ve onun vahşi akrabalarını destekler, diğerleri - belirli bir toprak ve iklim bölgesinin birkaç mahsulü; bazıları uzun süreli depolama için temel koleksiyonlar içerirken, diğerleri seçim merkezleri ve araştırma kurumlarının ihtiyaçlarını karşılamaya odaklanmıştır. Bu nedenle, Kew Gardens'taki (İngiltere) gen bankasında sadece yabani bitkiler (yaklaşık 5000 tür) depolanır.

Tarımsal yoğunlaştırmanın uyarlanabilir stratejisi, kültüre yeni bitki türlerinin dahil edilmesi de dahil olmak üzere, gen havuzunun toplanması, depolanması ve kullanımı açısından dünyanın bitki kaynaklarının seferber edilmesi için niteliksel olarak yeni gereksinimler ortaya koymaktadır. Şu anda, 25 binden fazla yüksek bitki türü, Avrupa da dahil olmak üzere dünyada - 11.5 bin türün her üçte biri - tamamen yok olma tehdidi altındadır. Buğday, arpa, çavdar, mercimek ve diğer mahsullerin pek çok ilkel formu sonsuza dek kayboldu. Yerel çeşitler ve yabani ot türleri özellikle hızla kaybolur. Yani, 50'lerin başında Çin ve Hindistan'daysa. XX yüzyıl. binlerce çeşit buğday kullanıldı, daha sonra 70'lerde - sadece düzinelerce. Aynı zamanda, her tür, ekotip, yerel kültür, uzun vadeli doğal veya yapay seleksiyon sırasında yaratılan ve nihai olarak belirli bir ekolojik niş içinde doğal ve antropojenik kaynakların en verimli şekilde kullanılmasını sağlayan benzersiz bir eş-adapte gen blokları kompleksidir.

Yüksek bitkilerin evrimsel "hafızasının" geriye dönük doğasının anlaşılması, floranın tür çeşitliliğinin sadece gen bankalarında ve genetik kaynak merkezlerinde değil, aynı zamanda doğal koşullarda, yani. sürekli gelişen dinamik bir sistem durumunda. Aynı zamanda, res-sistemler, mei-mutantlar, gametosidal genler, poliploid yapılar, farklı rekombinasyon sistemleri, üreme izolasyon sistemleri vb. dahil olmak üzere, genetik bilginin dönüştürülmesi için genetik sistemlerin genetik koleksiyonlarının yaratılması çok şey hak ediyor. Daha fazla dikkat Genetik mühendisliği teknolojileri kullanılarak geleceğin ıslahının geliştirilmesi için gerekli olabilecekleri açıktır. Biyosenotik ortamın ekolojik "tamponlama" ve dinamik dengesini sağlayan kararlı homeostatik sistemlerin, sinerjistik, kümülatif, telafi edici ve diğer koenotik reaksiyonların oluşumunun genetik belirleyicilerini belirlemek ve korumak da önemlidir. Rekabetçilik, allelopatik ve simbiyotik etkileşimler ve biyosenotik düzeyde gerçekleşen diğer çevre oluşturan etkiler gibi genetik olarak belirlenmiş bitki özellikleri de daha fazla ilgiyi hak ediyor. Çevresel stres faktörlerine karşı yapısal direnci olan bitki türlerine özel dikkat gösterilmelidir. XX yüzyılın ikinci yarısında olduğu bilinmektedir. bazı ülkelerde, bu tür mahsullerin bulunduğu alan önemli ölçüde artmıştır (bazen 60-80 kat).

Halihazırda, yaklaşık 300 büyük banka dahil olmak üzere, dünyada 1460'tan fazla ulusal gen bankası faaliyet göstermektedir; bu bankalarda, ex situ koşullarda, ekili bitki örneklerinin ve bunların yabani akrabalarının garantili depolanması garanti edilmektedir. Ex situ koleksiyonlar, dünyada yaklaşık 2 bini (yaklaşık 80 bin bitki türü, 4 milyon numune ve 600 tohum bankası) bulunan botanik bahçeleri tarafından da tutulmaktadır. Onların varlığı, ulusal egemenliğin, kültür seviyesinin, ülkenin ve dünyanın geleceği için endişenin bir işaretidir. 2002 yılına kadar, %73'ü geleneksel ve yerel türlere ve kültür bitkilerinin yabani akrabalarına ait olan FDO danışma grubunun kontrolü altında uluslararası merkezlerde 532 binden fazla bitki örneği korunmuştur. Dleksanyan'ın (2003) belirttiği gibi, “gen bankası” ve “ex silu koleksiyonlar” kavramlarını ayırt etmek gerekir. Birincisi, gen havuzunun özel olarak donatılmış tesislerde garantili depolanması ise, "ex situ koleksiyonlar", sahiplerinin ilgisini çeken örnekleri içerir.

50'lerin başında. XX yüzyılda, ilk yarı bodur pirinç çeşidi, Çin çeşidi Fee-geo-woo'nun cüce geni kullanılarak elde edildi ve Amerika Birleşik Devletleri'nin Kuzeybatı Pasifik'inin sulanan topraklarındaki Gaines buğday çeşidi, 141 kg'lık rekor bir hasat verdi. / ha. 1966'da, "mucize pirinç" takma adını alan IR 8 çeşidi oluşturuldu. Yüksek tarım teknolojisi ile bu çeşitler 80 ve hatta 130 c/ha vermiştir. Darı ile de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Eski çeşitler %30-40 verim indeksine sahipken, yeni çeşitler %50-60 ve daha fazla verim oranına sahipti.

Verim endeksini artırarak verimi artırmaya yönelik diğer fırsatlar sınırlıdır. Bu nedenle net fotosentez miktarının artırılmasına çok daha fazla dikkat edilmelidir. Tarla bitkisi üretim koşullarında tarımsal ekosistemlerin ve tarımsal peyzajların geniş tür ve çeşitlilik heterojenliğine, sigorta bitkilerinin yanı sıra ekinlerin ve karşılıklı sigortalı çeşitlerin seçimine odaklanmak gerekir; her birinin uyarlanabilir potansiyeli. Çeşitliliğin ve agroekosistemin, mahsulün boyutunu ve kalitesini sınırlayan çevresel faktörlere karşı ekolojik direncini azaltarak (ve bazen de) ve ayrıca aşırı biyoenerji tüketen ekolojik sürdürülebilirliğin işleyişini sağlayarak elde edilen yüksek potansiyel üretkenliği dikkate alınamaz. adaptif olarak, çünkü kültür bitkileri için uyarlanabilirliğin ana göstergesi nihai olarak mahsulün yüksek değerini ve kalitesini sağlamaktır. Gen bankalarında biriken gen havuzları, gerekli çeşitlerin oluşturulması için bilimsel temelli ıslaha kaynak olabilir.

Kültür bitkilerinin dünya gen bankalarında milyonlarca girişin toplandığı, ancak şimdiye kadar bunların sadece %1'inin potansiyel özellikleriyle ilgili olarak çalışıldığı vurgulanmalıdır (Zhuchenko, 2004). Aynı zamanda, yerel tarımsal sistemlerin özelliklerini belirleyen tarımsal türlerin gen havuzları olan genetik bileşenlerinin kontrolü ve iyileştirilmesi, sürdürülebilir tarım sistemlerinin oluşturulması için büyük önem taşımaktadır.