Генна інженерія - це метод біотехнології, який займаєтьсядослідженнями по перебудові генотипів. Генотип є не простомеханічна сума генів, а складна, що склалася в процесі еволюціїорганізмів система. Генна інженерія дозволяє шляхом операцій в пробірціпереносити генетичну інформацію з одного організму в інший. Перенесеннягенів дає можливість долати міжвидові бар'єри і передаватиокремі спадкові ознаки одних організмів іншим.

Носіями матеріальних основ генів служать хромосоми, до складу якихвходять ДНК і білки. Але гени освіти не хімічні, а функціональні. Зфункціональної точки зору ДНК складається з безлічі блоків, що зберігаютьпевний обсяг інформації - генів. В основі дії гена лежать йогоздатність за посередництвом РНК визначати синтез білків. У молекулі ДНКяк би записана інформація, яка визначає хімічну структуру білковихмолекул. Ген - ділянка молекули ДНК, в якому знаходиться інформація пропервинної структурі якого-небудь одного білка (один ген - один білок).
Оскільки в організмах присутні десятки тисяч білків, існують ідесятки тисяч генів. Сукупність усіх генів клітини складає її геном.
Всі клітини організму містять однаковий набір генів, але в кожній з нихреалізується різна частина інформації, що зберігається. Тому, наприклад, нервовіклітини і за структурно-функціональним, і за біологічними особливостямивідрізняються від клітин печінки.

Перебудова генотипів, при виконанні завдань генної інженерії,являє собою якісні зміни генів не пов'язані з видимими вмікроскопі змінами будови хромосом. Зміни генів перш за всепов'язано з перетворенням хімічної структури ДНК. Інформація про структурубілка, записана у вигляді послідовності нуклеотидів, реалізується у виглядіпослідовності амінокислот синтезується в молекулі білка. Змінапослідовності нуклеотидів в хромосомної ДНК, випадання одних івключення інших нуклеотидів змінюють склад утворюються на ДНК молекули
РНК, а це, у свою чергу, зумовлює нову послідовністьамінокислот при синтезі. У результаті в клітині починає синтезуватисяновий білок, що приводить до появи у організму нових властивостей. Сутністьметодів генної інженерії полягає в тому, що в генотип організмувбудовуються або вилучаються з нього окремі гени чи групи генів. Урезультаті вбудовування в генотип раніше відсутнього гена можна змуситиклітину синтезувати білки, які раніше вона не синтезувала.

Найбільш поширеним методом генної інженерії є методотримання рекомбінантних, тобто містять чужорідний ген, плазмід. Плазмідиявляють собою кільцеві двухцепочние молекули ДНК, що складаються зкількох тисяч пар нуклеотидів. Цей процес складається з кількохетапів.
1. Рестрикція - розрізання ДНК, наприклад, людини на фрагменти.
2. Лигирование - фрагмент з потрібним геном містять у плазміди і зшивають їх.
3. Трансформація-введення рекомбінантних плазмід в бактеріальні клітини.
Трансформовані бактерії при цьому набувають певні властивості.
Кожна з трансформованих бактерій розмножується і утворює колонію з багатьох тисяч нащадків - клон.
4. Скринінг - відбір серед клонів трансформованих бактерій тих, що плазміди, що несуть потрібний ген людини.

Весь цей процес називається клонуванням. За допомогою клонуванняможна отримати більше мільйона копій будь-якого фрагмента ДНК людини абоіншого організму. Якщо клонований фрагмент кодує білок, тоекспериментально можна вивчити механізм, що регулює транскрипцію цьогогена, а також напрацювати цей білок у потрібній кількості. Крім того,клонований фрагмент ДНК одного організму можна ввести в клітини іншогоорганізму. Цим можна домогтися, наприклад, високі і стійкі врожаїзавдяки введеному гену, що забезпечує стійкість до ряду хвороб.
Якщо ввести в генотип грунтових бактерій гени інших бактерій, що володіютьздатністю зв'язувати атмосферний азот, то грунтові бактерії зможутьперекладати цей азот в зв'язаний азот грунту. Увівши в генотип бактеріїкишкової палички ген з генотипу людини, що контролює синтез інсуліну,вчені домоглися отримання інсуліну за допомогою такої кишкової палички.
При подальшому розвитку науки стане можливим введення в зародок людинивідсутніх генів, і тим самим дозволить уникнути генетичних хвороб.

Експерименти з клонування тварин ведуться давно. Достатньо прибратиз яйцеклітини ядро, імплантувати в неї ядро іншої клітини, взятої зембріональної тканини, і виростити її - або в пробірці, або в утробіназваної матері. Клонована овечка Долі була створена нетрадиційнимшляхом. Ядро з клітини вимені 6-річної дорослої вівці однієї породи пересадилив без'ядерний яйце вівці іншої породи. Розвивається зародок помістили ввівцю третин породи. Так як народилася овечка отримала всі гени від першоговівці - донора, то є її точною генетичною копією. Цей експериментвідкриває масу нових можливостей для клонування елітних порід, натомістьбагаторічної селекції.

Учені Техаського університету змогли продовжити життя декількох типівлюдських клітин. Звичайно клітина вмирає, переживши близько 7-10 процесівподілу, а вони домоглися сто поділів клітини. Старіння, на думку вчених,відбувається через те, що при кожному діленні клітини втрачають теломери,молекулярні структури, які розташовуються на кінцях всіх хромосом.
Учені імплантували в клітини відкритий ними ген, що відповідає за виробленнятеломерази і тим самим зробили їх безсмертними. Можливо це майбутній шлях добезсмертя.

Ще з 80-х років з'явилися програми з вивчення геному людини. Упроцесі виконання цих програм уже прочитано близько 5 тисяч генів (повнийгеном людини містить 50-100 тисяч). Виявлено ряд нових генів людини.
Генна інженерія набуває все більшого значення в генотерапіі. Тому,що багато хвороб закладено на генетичному рівні. Саме в геномізакладена схильність до багатьох хвороб або стійкість до них. Багатовчені вважають, що в XXI столітті буде функціонувати геномної медицина ігенна інженерія.