Генная инженерия. Научно – исследовательские аспекты.
Страница 1

Биология » Достижения и проблемы генной инженерии » Генная инженерия. Научно – исследовательские аспекты.

Генная инженерия

— экспериментальная наука. Возникла на стыке молекулярной биологии и генетики официально в 1972 г., когда в лаборатории П. Берга (Стенфордский университет, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК на базе объединения генетического материала, полный геном вируса обезьян 40, часть генома измерного бактериофага и гены галактозного оперона.

Генная инженерия нацелена на создание орга­низмов с новыми комбинациями наследственных свойств пу­тем конструирования функционально-активных генетических структур в форме рекомбинантных ДНК из фрагментов гено­мов разных организмов, которые вводились в клетку

.

Как отмечалось, впервые рекомбинантную ДНК получи­ла группа П. Берга в 1972 г.

В 1973-74 гг. С. Коэном, Д. Хелинским, Г. Бойером и други­ми учеными впервые сконструированы функционально актив­ные молекулы гибридной ДНК, то есть удалось их клонирова­ние. Были созданы первые, не существующие в Природе, плазмиды (стабилизатор наследства) на базе ДНК из разных видов бактерий и высших организмов, из ДНК лягушки (кодирующей синтез рРНК), морского ежа (контролирующей синтез белков-гистон), и от мыши.

Вскоре аналогичная работа была выполнена в нашей стра­не группой специалистов под руководством С. И. Алиханяна и А. А. Баева.

Достижения генетики и химии нуклеиновых кислот позво­лили разработать методологию генной инженерии:

—открытие явления рестрикции — модификации ДНК и выделение ферментов рестриктаз для получения специфи­ческих ферментов;

—создание методов химического и ферментативного синте­за генов;

—выявление векторных молекул ДНК, способных перенес­ти в клетку чужеродную ДНК и обеспечить там экспрессию со­ответствующих генов;

— разработка методов трансформации у различных организ­мов и отбор клонов, несущих рекомбинантные ДНК.

Составляющие методики.

Явление рестрикции— модификации ДНК впервые наблю­дали Г. Бертани и Д. Ж. Вейгль, а его суть раскрыл В. Арберг: в бактериях действуют специальные ферменты, способные спе­цифично распознать "свою" (бактериальную) ДНК от "чужой" (фаговой). Эти ферменты ограничивают возможность размно­жения фаговой ДНК в бактериях путем ее специфичной (в за­висимости от типа фермента) деградации. Такие ферменты были названы эндонуклеазами рестрикции няирестриктазами.

В 1971 г. группой Г. Смитга была выделена первая рестриктаза, специфично расщепляющая двухцепочную ДНК в строго определенных сайтах. Вскоре было установлено, что болынинство видов бактерий обладает специфичными системами рест­рикции — модификации.

В генной инженерии используют ферменты, разрывающие двухцепочную ДНК в зоне участка узнавания или на незначи­тельном фиксированном расстоянии от него. Фермент распоз­нает специфичную последовательность и разрезает ее. В пос­леднем случае образуются выступающие одноцепочечные кон­цы, получившие название "липких". В настоящее время извест­но несколько сотен таких рестриктаз, что обеспечивает возмож­ность получения различных фрагментов ДНК, содержащих же­лаемые гены.

Работы в направлении синтеза гена начались еще до 1972 г.

Так в 1969 г. появились публикации по выделению генов при помощи физических и генетических методов.

На начальном этапе развития генной инженерии широко ис­пользовался способ получения генов из природных источников, и он до сих пор применяется для создания банка генов.

В том же году группой Корани впервые осуществлен хими­ческий синтез расшифрованного гена аланиновой тРНК дрож­жей, но функционально не активный; позднее и активный ген супрессорный тирозиновой тРНК, галактозного оперона.

Этому способствовало совершенствование методов опреде­ления первичных структур (секвенирования) нуклеиновых кис­лот, а также белков и других продуктов, кодируемых синтези­рованным геном.

Секвенирование ДНК играет большую роль и в изучении функций генов и генетических систем.

Метод химического синтеза генов

и введения их в клетки микроорганизмов обеспечил возможность получения продуцен­тов инсулина человека для лечения больных диабетом, открыл­ся путь для производства продуктов белковой природы.

Страницы: 1 2


Также смотрите:

История изучения рода Mycobacterium
История изучения микобактерий началась в конце XIX века. В 1874 г.А. Хансен открыл палочку лепры - Mycobacterium leprae, а Р. Кох в 1882 г. - туберкулезную палочку - Mycobacterium tuberculosis. Эти два представителя одного рода известны как возбудители древнейших боле ...

Обмен энергии
Жизнедеятельность каждой клетки организма, поддержание ее структурной организации обеспечивается благодаря непрерывному использованию энергии. Источником энергии для животных являются белки, жиры и углеводы корма: 1 г углеводов корма при окислении в организме выделяет ...

Мейоз. Его фазы и биологический смысл
Мейоз (или редукционное деление клетки) – деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом – образованием специализированных половы ...