"Генетична інженерія"
Що таке генетична інженерія? Генетична інженерія - це розділ молекулярної генетики, пов'язаний з цілеспрямованим створенням нових комбінацій генетичного матеріалу. Основа прикладної генетичної інженерії - теорія гена. Створений генетичний матеріал здатний розмножуватися в клітині-господаря і синтезувати кінцеві продукти обміну.
З історії генетичної інженерії. Генетична інженерія виникла в 1972 році, в Станфордського університету, у США. Тоді лабораторія П. Берга отримала перше рекомбінатную (гібридну) ДНК або (рекДНК). Вона поєднувала в собі фрагменти ДНК фага лямбда, кишкової палички та мавпячого вірусу SV40.
Будова рекомбінантних ДНК. Гібридна ДНК має вигляд кільця. Вона містить ген (або гени) і вектор. Вектор - це фрагмент ДНК, що забезпечує розмноження гібридної ДНК і синтез кінцевих продуктів діяльності генетичної системи - білків. Велика частина векторів отримана на основі фага лямбда, з плазмід, вірусів SV40, поліоми, дріжджів та ін бактерій. Синтез білків відбувається клітці-господаря. Найбільш часто як клітини-господаря використовують кишкову паличку, однак застосовують і ін бактерії, дріжджі, чи тварини, рослинні клітини. Система вектор-господар не може бути довільною: вектор підганяється до клітини-господаря. Вибір вектора залежить від видової специфічності і цілей дослідження. Ключове значення в конструюванні гібридної ДНК несуть дві ферменту. Перший - рестріктаза - розсікає молекулу ДНК на фрагменти по строго певних місць. І другий - ДНК-лігази - зшивають фрагменти ДНК в єдине ціле. Тільки після виділення таких ферментів створення штучних генетичних структур стало технічно здійсненне завдання.
Етапи генного синтезу. Гени, що підлягають клонування, можуть бути отримані в складі фрагментів шляхом механічного або рестріктазного дроблення тотальної ДНК. Але структурні гени, як правило, доводиться або синтезувати хіміко-біологічним шляхом, або одержувати у вигляді ДНК-копії інформаційних РНК, що відповідають обраному гену. Структурні гени містять тільки кодовану запис кінцевого продукту (білка, РНК), і повністю позбавлені регуляторних ділянок. І тому не здатні функціонувати в клітці-господаря.
При отриманні рекДНК утворюється частіше всього кілька структур, з яких тільки одна є потрібною. Тому обов'язковий етап становить селекція і молекулярного клонування рекДНК, введеної шляхом трансформації в клітку-господаря. Існує 3 шляхи селекції рекДНК: генетичний, імунохімічний і гібрізаціонний з міченими ДНК і РНК.
Практичні результати генної інженерії. У результаті інтенсивного розвитку методів генетичної інженерії отримані клони безлічі генів рибосомальної, транспортної та 5S РНК, гістонів, глобіну миші, кролика, людини, колагену, овальбуміна, інсуліну людини й ін пептидних гормонів, інтерферону людини та інше. Це дозволило створювати штами бактерій, які виробляють багато біологічно активні речовини, що використовуються в медицині, сільському господарстві та мікробіологічної промисловості.
На основі генетичної інженерії виникла галузь фармацевтичної промисловості, названа "індустрією ДНК". Це одна із сучасних гілок біотехнології.
Для лікувального застосування допущений інсулін людини (хумулін), отриманий за допомогою рекДНК. Крім того, на основі численних мутантів по окремих генів, одержуваних при їх вивченні, створені високоефективні тест-системи для виявлення генетичної активності факторів середовища, в тому числі для виявлення канцерогенних сполук.
Теоретичне значення генетичної інженерії. За короткий термін генна інженерія справила величезний вплив на розвиток молекулярно-генетичних методів і дозволила істотно просунутися по шляху пізнання будови і функціонування генетичного апарату.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:
Біологічний енциклопедичний словник, М., 1989;
Сільськогосподарський енциклопедичний словник, М., 1989;
Маніатіс Т., Методи генетичної інженерії, М., 1984;
