Генная инженерия

Генная инженерия является новой методической ветвью молекулярной биологии, разрабатывающей методы направленного изменения наследственности в результате изъятия отдельных генов и переноса их из одной клетки в другую. Иначе говоря, генная инженерия позволяет манипулировать генами, что дает возможность передавать генетическую информацию от одного организма другому, не родственному ему по генетическим свойствам.

Общие принципы клонирования генов

Согласно современной стратегии генетической инженерии можно выделить 5 основных условий проведения генноинженерных исследований:

а) в молекулу ДНК, способную реплицироваться в клетке автономно от хромосом (плазмида или вирусная ДНК), in vitro ферментативно встраиваются фрагменты ДНК из любого источника;

  • б) получаемые при этом молекулы, которые будем называть гибридными ДНК, вводят в чувствительные клетки;
  • в) в клетках гибридные молекулы ДНК реплицируются, размножая в своем составе клонируемый фрагмент ДНК;
  • г) определенными методами селектируют клоны клеток и вирусов, содержащих индивидуальные молекулы гибридных ДНК;
  • д) выявленные гибридные молекулы ДНК подвергают разностороннему структурно-функциональному изучению. Особую роль при этом играют высокоэффективные методы анализа последовательности нуклеотидов фрагментов ДНК.

Технология комбинированных ДНК дает возможность встраивать ДНК и добиваться синтеза ДНК в промышленных количествах.

Ферменты генетической инженерии

Осуществлять рекомбинацию молекул ДНК in vitro (в пробирке) стало возможным лишь после открытия в конце 60-х начале 70-х годов ряда новых ферментов с уникальными свойствами, имеющих в качестве субстратов катализируемых ими реакций нуклеиновые кислоты, и в первую очередь ДНК. Поэтому целесообразно кратко рассмотреть основные свойства некоторых из этих ферментов.

Эндонуклеазы (рестриктазы) являются ферментами, которые используют практически во всех работах по клонированию фрагментов ДНК с целью либо гидролиза исследуемой ДНК для последующего клонирования образовавшихся фрагментов, либо анализа структуры полученных в эксперименте гибридных ДНК. Такое широкое использование этого класса ферментов обусловлено тем, что они взаимодействуют со специфическими последовательностями двухцепочечной ДНК.

ДНК-лигаза - центральный фермент в современной методологии рекомбинации молекул ДНК in vitro. Открыли его в 1967 г. независимо в нескольких лабораториях. Было показано наличие ДНК-лигазы в клетках Е. coli.

Другие ферменты, используемые в генной инженерии.

Кроме перечисленных в экспериментах по клонированию фрагментов ДНК используется большой набор других ферментов.

К ним относятся: ДНК-полимераза, полинуклеотидкиназа, щелочная фосфатаза, метилазы, РНК-полимераза и др.

В совокупности перечисленные ферменты составляют биохимическую базу экспериментов по конструированию in vitro гибридных молекул ДНК.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >