Генная инженерия

размножить его ДНК путём клонирования и секвенирования.

Рис. 3. Принцип сортировки хромосом с помощью лазера. Хромосомы

окрашены флуоресцирующим красителем. Флуоресценция возбуждается лазерным

лучом и измеряется для каждой хромосомы отдельно. Данные измерений

используют для сортировки хромосом.

1.7. СЕКВЕНИРОВАНИЕ ДНК.

Последовательность нуклеотидов и генетический код.

Методы определённой последовательности аминокислот в полипептидной цепи

были известны ещё в 50-х годах. Теоретически это относительно лёгкая

проблема, поскольку все 20 аминокислот, встречающихся в природных белках,

имеют разные свойства. С другой стороны, нуклеотидная последовательность

ДНК относительно однородна по составу однородных звеньев, так как содержит

только четыре типа азотистых оснований – гуанин, цитозин, аденин и тимин.

Когда в 60-е годы был расшифрован генетический код, появилась возможность

востанавливать (дедуцировать) нуклеотидную последовательность

соответствующего белка. Однако генетический код является вырожденным, то

есть одной и той же аминокислоте соответствуют несколько нуклеотидных

триплетов. Следовательно сведения о нуклеотидной последовательности

аминокислот в белке, не однозначны. Кроме того последовательности

аминокислот не содержат никакой информации о последовательности

некодирующих участков ДНК. Принцип состоит в следующем: длинную молекулу

ДНК фрагментируют при помощи агентов, расщепляющихся в специфических

сайтах. Затем определяют последовательность нуклеотидов в каждом из этих

фрагментов. Очерёдность фрагментов в целой молекуле восстанавливают,

используя перекрывающие концы: идентичные цепи разрезают повторно другой

рестриктазой, а затем последовательности, перекрывающихся образующихся при

обработке двумя рестриктазами разной специфичности, сравнивают. Так может

быть реконструирована полная последовательность. В пределах отдельных

фрагментов порядок нуклеотидов определяют с помощью специальных методов.

Раньше секвенирование ДНК было весьма трудным делом, теперь же оно

осуществляется очень легко и быстро. Для этого необходимо длинную молекулу

ДНК с помощью рестриктазы разделить на фрагменты удобного размера, а затем,

если нужно,мощью специальных методов. Раньше секвенирование ДНК было весьма

трудным делом, теперь же оно осуществляется очень легко и быстро. Для этого

необходимо длинную молекулу ДНК с помощью рестриктазы разделить на

фрагменты удобного размера, а затем, если нужно,ные сведения и о

нетранскрибирусных участках ДНК, важных для контроля транскрипции(так

называемые операторы и промоторы).

1.8.ДИНАМИЧНОСТЬ ГЕНОМА.

Методы новой гентики расширили наши знания о структуре генетического

материала. В 1963 году Тэйлор описал “индуцированные фагом мутации E.

Coli”, вкоре после этого, Старлингер и Седлер описали IS-элементов у

бактерий. Эти элементы получили название мобильных, теперь же они

определяются как специфические последовательности ДНК, которые могут

неоднократно внедряться в разные сайты генома. Перенос генов от одной

бактерии к другой с помощью фага (трансдукция) известен давно, а теперь

используется и в генетической инженерии эукариот (включая клетки

млекопитающих). Возможно, такие процессы могут происходить и в природе.

Более того, последовательности ДНК, гомологичные глобиновому гену человека,

были обнаружены у бобовых растений. Функция такого гена у растений может

состоять в том, чтобы “обеспечить кислородом клубеньковые бактерии в

ткани”. Наличие этого гена может быть объяснено переносом его от насекомых

или млекопитающих.(рис.4).

Стр 142 рис 2.95

НАРИСУЕМ САМИ

Итак, из выше изложенного можно сделать следующее заключение, что

теоретическими предпосылками формирования генной инженерии как науки,

явились:

1. Открытие двойной спирали ДНК.

1. Получение информации о матричном синтезе:

3. Репликации ДНК.

4. Транскрипции ДНК.

5. Трансляции ДНК.

3. Открытие плазмид.

4. Открытие фрагментов рестриктаз.

5. Осуществление процесса рекомбинации хромосом

6. Идентификация и анализ генов.

6. Способность к гибридизации цепей ДНК.

6. Секвенирование ДНК.

ГЛАВА 2. ВОЗМОЖНОСТИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ.

Значительный прогресс достигнут в практической области создания новых

продуктов для медицинской промышленности и лечения болезней человека

(табл.2).

ТАБЛИЦА 2.

Использование генно-инженерных продуктов в медицине.

|Продукт |Природные продукты и сфера применения |

| |генно-инженерных продуктов |

|Антикоагуляторы|Активатор тканевого плазминогена (АТП), активирует |

| |плазмин. Фермент, вовлечённый в рассасывание |

| |тромбов; эффективен при лечении больных инфарктом |

| |миокарда. |

|Факторы крови |Фактор VIII ускоряет образование сгустков; дефицитен|

| |у гемофиликов. Использование фактора VIII, |

| |полученного генно-инженерными методами, устраняет |

| |риск связанный с переливанием крови. |

|Факторы |Ростовые факторы иммунной системы, которые |

|стимулирующие |стимулируют образование лейкоцитов. Применяют для |

|образование |лечения иммунодефицита и борьбе с инфекциями. |

|колоний | |

|эритропоэтин |Стимулирует образование эритроцитов. Применяют для |

| |лечения анемии у больных с почечной |

| |недостаточностью. |

|Ростовые |Стимулируют дифференциацию и рост различных типов |

|факторы |клеток. |

| |Применяют для ускорения лечения ран. |

|Гормон роста |Применяют при лечении карликовости. |

|человека | |

|Человеческий |Используется для лечения диабета |

|инсулин | |

|Интерферон |Препятствует размножению вирусов. Также используется|

| |для лечения некоторых форм раковых заболеваний. |

|Лейксины |Активируют и стимулируют работу различных типов |

| |лейкоцитов. Возможно применение при залечивании ран,|

| |при заражении ВИЧ, раковых заболеваний, |

| |иммунодефиците. |

|Моноклональные |Высочайшая специфичность связанная с антителами |

|антитела |используется в диагностических целях. применяют |

| |также для адресной доставки лекарств, токсинов, |

| |радиоактивных и изотопных соединений к раковым |

| |опухолям при терапии раков, имеется много других |

| |сфер применения. |

|Супероксид |Предотвращает поражение тканей реактивными |

|дисмутаз |оксипроизводными в условиях кратковременной нехватки|

| |кислорода, особенно в ходе хирургических операций, |

| |когда нужно внезапно восстановить ток крови. |

|Вакцины |Искуственно полученные вакцины (первой была получена|

| |вакцина против гепатита В) по многим показателям |

| |лучше обычных вакцин. |

В настоящее время фармацевтическая промышленность завоевала лидирующие

позиции в мире, что нашло отражение не только в объёмах промышленного

производства, но и в финансовых средствах, вкладываемых в эту

промышленность (по оценкам экономистов, она вошла в лидирующую группу по

объёму купли-продажи акций на рынках ценных бумаг). Важной новинкой стало и

то, что фармацевтические компании включили в свою сферу выведение новых

сортов сельскохозяйственных растений и животных, и тратят на это десятки

миллионов долларов в год, они же мобилизировали выпуск химических веществ

для быта. Добавок к продукции строительной индустрии и так далее. Уже не

десятки тысяч, а возможно, несколько сот тысяч высококвалифицированных

специалистов заняты в исследовательских и промышленных секторах

фарминдустрии,и именно в этих областях интерес к геномным и генно-

инженерным исследованиям исключительно высок.

Очевидно поэтому любой прогресс биотехнологий растений будет зависеть

от разработки генетических систем и инструментов, которые позволят более

эффективно управлять трансгенами. Ситуация аналогична той, которая

наблюдается в компьютерной индустрии, где помимо увеличения объёмов

обрабатываемой информации и улучшения самих компьютеров, нужны ещё и

операционные системы управления информацией, типа микрософтовских “окон”.

Для чистого вырезания трансгенного ДНК в растительный геном, всё больше

применяют заимствованные из микробной генетики системы гомологичной

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9