«Генетична інженерія»
ПЛАН:
Що таке генетична інженерія?
З історії генетичної інженерії.
Будова рекомбінантних ДНК
Етапи генного синтезу.
Практичні результати генної інженерії.
Теоретичне значення генетичної інженерії.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:
. Біологічний енциклопедичний словник, М., 1989;
. Сільськогосподарський енциклопедичний словник, М., 1989;
. Маніатіс Т., Методи генетичної інженерії, М., 1984;
Що таке генетична інженерія? Генетична інженерія - це розділмолекулярної генетики, пов'язаний з цілеспрямованим створенням новихкомбінацій генетичного матеріалу. Основа прикладної генетичноїінженерії - теорія гена. Створений генетичний матеріал здатнийрозмножуватися 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. Бергаотримала першу рекомбінатную (гібридну) ДНК або (рекДНК). Вона поєднувала всобі фрагменти ДНК фага лямбда, кишкової палички та мавпячого вірусу SV40.
Будова рекомбінантних ДНК. Гібридна ДНК має вигляд кільця. Вонамістить ген (або гени) і вектор. Вектор - це фрагмент ДНК, що забезпечуєрозмноження гібридної ДНК і синтез кінцевих продуктів діяльностігенетичної системи - білків. Велика частина векторів отримана на основіфага 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 можебути довільною: вектор підганяється до клітини-господаря. Вибір векторазалежить від видової специфічності і цілей дослідження. Ключове значення вконструюванні 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 виділеннятаких ферментів створення штучних генетичних структур сталотехнічно здійсненне завдання.
Етапи генного синтезу. Гени, що підлягають клонування, можуть бутиотримані в складі фрагментів шляхом механічного або рестріктазногодроблення тотальної ДНК. Але структурні гени, як правило, доводиться абосинтезувати хіміко-біологічним шляхом, або одержувати у вигляді ДНК-копіїінформаційних РНК, що відповідають обраному гену. Структурні генимістять тільки кодовану запис кінцевого продукту (білка, РНК), іповністю позбавлені регуляторних ділянок. І тому не здатніфункціонувати в клітці-господаря.
При отриманні рекДНК утворюється частіше всього кілька структур, зяких тільки одна є потрібною. Тому обов'язковий етап становитьселекція і молекулярного клонування рекДНК, введеної шляхом трансформаціїв клітку-господаря. Існує 3 шляхи селекції рекДНК: генетичний,імунохімічний і гібрізаціонний з міченими ДНК і РНК.
Практичні результати генної інженерії. У результаті інтенсивногорозвитку методів генетичної інженерії отримані клони безлічі геніврибосомальної, транспортної та 5S РНК, гістонів, глобіну миші, кролика,людини, колагену, овальбуміна, інсуліну людини й ін пептиднихгормонів, інтерферону людини та інше. Це дозволило створювати штамибактерій, що виробляють багато біологічно активні речовини, що використовуютьсяв медицині, сільському господарстві та мікробіологічної промисловості.
На основі генетичної інженерії виникла галузь фармацевтичноїпромисловості, названа «індустрією ДНК». Це одна із сучасних гілокбіотехнології.
Для лікувального застосування допущений інсулін людини (хумулін),отриманий за допомогою рекДНК. Крім того, на основі численнихмутантів по окремих генів, одержуваних при їх вивченні, створенівисокоефективні тест-системи для виявлення генетичної активностіфакторів середовища, в тому числі для виявлення канцерогенних сполук.
Теоретичне значення генетичної інженерії. За короткий термін геннаінженерія справила величезний вплив на розвиток молекулярно-генетичнихметодів і дозволила істотно просунутися по шляху пізнання будови іфункціонування генетичного апарату.
