Генетическая инжене́рия — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами, введения их в другие организмы и выращивания искусственных организмов после удаления выбранных генов из ДНК. Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, генетика, микробиология, вирусология.
Гене́тика — раздел биологии, занимающийся изучением генов, генетических вариаций и наследственности в организмах.
Генотерапия — совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, поражением ДНК человека вирусами или придания клеткам новых функций.
Мута́ция — стойкое изменение генома. Термин предложен Хуго де Фризом в 1901 году.
Клони́рование в биологии — появление естественным путём или получение нескольких генетически идентичных организмов путём бесполого размножения или партеногенеза. Термин «клонирование» в том же смысле нередко применяют и по отношению к клеткам многоклеточных организмов. Клонированием называют также получение нескольких идентичных копий наследственных молекул. Наконец, клонированием также часто называют биотехнологические методы, используемые для искусственного получения клонов организмов, клеток или молекул.
Соматические клетки — клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.
Мутационная теория канцерогенеза — учение, согласно которому причиной возникновения злокачественных опухолей являются мутационные изменения генома клетки. В настоящее время эта теория является общепринятой. В подавляющем большинстве случаев злокачественные новообразования развиваются из одной опухолевой клетки, то есть имеют моноклональное происхождение. Согласно современным представлениям, мутации, которые в конце концов приводят к развитию опухоли, могут иметь место как в половых, так и в соматических клетках.
Онкогене́з или канцерогене́з — сложный патофизиологический процесс зарождения и развития опухоли.
Насле́дственная изме́нчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций, которые передаются по наследству и впоследствии проявляются у потомства.
CRISPR — особые локусы бактерий и архей, состоящие из прямых повторяющихся последовательностей, которые разделены уникальными последовательностями (спейсерами). Спейсеры заимствуются из чужеродных генетических элементов, с которыми сталкивалась клетка. РНК, транскрибирующиеся с локусов CRISPR, совместно с ассоциированными белками Cas обеспечивают адаптивный иммунитет за счёт комплементарного связывания РНК с нуклеиновыми кислотами чужеродных элементов и последующего разрушения их белками Cas. Впрочем, к настоящему моменту имеется немало свидетельств участия CRISPR в процессах, не связанных с иммунитетом.
Диминуция хроматина — общее название клеточных генетических процессов, в ходе которых при эмбриональном развитии некоторых многоклеточных животных соматические клетки запрограммировано теряют часть генетического материала, присутствовавшего в зиготе и остающегося нетронутым в клетках зародышевой линии. Диминуция хроматина наблюдается у некоторых представителей двукрылых насекомых, паразитических круглых червей (нематод), веслоногих ракообразных, а также миксиновых. Механизмы диминуции у различных организмов отличаются, но объединяет их то, что теряется в основном повторяющаяся и некодирующая ДНК и происходит это только в зачатках соматических тканей. Аналогичный процесс существует также у простейших, а именно у инфузорий, у некоторых из которых в ходе реорганизации вегетативного ядра (макронуклеуса) теряется значительная часть генетического материала, имеющегося в генеративном ядре (микронуклеусе) — аналоге клеток зародышевой линии многоклеточных животных.
Cas9 — это управляемая при помощи РНК-гидов эндонуклеаза, связанная с адаптивной иммунной системой CRISPR у ряда бактерий, в частности Streptococcus pyogenes. S. pyogenes использует Cas9 для запоминания, последующей проверки и разрезания чужеродной ДНК, например, ДНК бактериофагов или плазмид.
Редактирование генома является одним из видов генной инженерии, в котором может быть проведено включение, удаление или перемещение фрагментов ДНК в геноме организма, с использованием специфически спроектированных эндонуклеаз, или «молекулярных ножниц». Эти нуклеазы создают сайт-специфичные двухцепочечные разрывы в ДНК в определённом участке генома. Индуцированные двухцепочечные разрывы репарируются в процессе рекомбинации, что позволяет получать направленные мутации.
Клетки зародышевой линии — клетки многоклеточного организма, дифференцированные или обособленные таким образом, что в ходе нормального воспроизведения они дают начало потомству.
Эмбриогенез человека — развитие и формирование человеческого эмбриона. Он характеризуется процессом клеточного деления и клеточной дифференцировки в эмбрионе, который происходит на ранних стадиях развития. В биологических терминах развитие человека подразумевает рост от одноклеточной зиготы до взрослого человека. Оплодотворение происходит, когда сперматозоидная клетка успешно входит и сливается с яйцеклеткой. Затем генетический материал спермы и яйцеклетки объединяется в одну клетку, называемую зиготой. Эмбриогенез охватывает первые восемь недель развития; в начале девятой недели эмбрион уже начинают называть «плодом». Эмбриология человека - это исследование такого развития в течение первых восьми недель после оплодотворения. Обычный (средний) период беременности составляет девять месяцев или 38 недель.
А́нти-CRISPR — система белков, благодаря которой бактериофаги противостоят разрушительному действию систем CRISPR/Cas. Системы анти-CRISPR описаны у многих бактериофагов. Белки этих систем в большинстве случаев мешают процессу узнавания мишени и работе белков Cas. Системы анти-CRISPR могут иметь биотехнологическое значение, поскольку могут применяться для тонкой регуляции редактирования генома с помощью технологии CRISPR/Cas9.
Лулу́ и Нана́ — китайские генетически спроектированные девочки-близнецы, родившиеся в октябре 2018 года. Их настоящие имена общественности неизвестны, им дали псевдонимы Лулу́ и Нана́. По словам исследователя, Хэ Цзянькуя, эти близнецы — первые в мире дети, генетически отредактированные по клеткам зародышевой линии. Хэ Цзянькуй сообщил, что девочки родились здоровыми. Родители девочек были участниками клинического испытания, проведённого Хэ Цзянькуем, в котором он предлагал стандартные услуги по экстракорпоральному оплодотворению, но, кроме того, использовал CRISPR-Cas9, технологию, которая может модифицировать ДНК, для модификации гена CCR5 в зародышах. Это было сделано для придания генетической устойчивости против вируса ВИЧ. Эксперимент проводился тайно до ноября 2018 года.
Характерный символ генетической инженерии — это «спроектированный ребёнок». Предполагается, что генетики сначала определят "гены, ответственные за "такие свойства, как интеллект, рост, цвет волос, агрессивность или самооценка, а затем на основании этих знаний создадут «наилучшую» версию ребёнка.. Cпроектированный ребёнок — это ребёнок, генетический состав которого был выбран или изменён, для включения определенного гена или удаления генов, связанных с заболеванием. Сам процесс включает анализ человеческих эмбрионов для выявления генов, связанных с конкретными заболеваниями и характеристиками, и выбор эмбрионов, которые имеют желаемый генетический состав; другое название предимплантационная генетическая диагностика. Другие потенциальные методы, с помощью которых можно изменить генетическую информацию ребенка, включают непосредственное редактирование генома — генетического кода человека — до рождения. Этот способ редко используется, первый раз был в 2019 году, когда китайские близнецы Лулу и Нана были отредактированы как эмбрионы, что вызвало широкую критику.
Нокаутная мышь — это генетически модифицированная лабораторная мышь, в чьём организме один из генов целенаправленно нокаутирован путём удаления или замены на некую последовательность нуклеотидов. С их помощью легко изучать роли секвенированных генов, чьи функции ещё не определены. Срывая работу определённого гена и исследуя возникающие отличия от нормального поведения или физиологии, экспериментаторы могут попытаться установить его функцию.