Методы генной инженерии PDF Печать E-mail

Методы генной инженерии позволяют конструировать молекулы ДНК с заданными свойствами. Такие ДНК, наряду с последовательностью, кодирующей белок, содержат регуляторные участки, которые позволяют осуществлять размножение этих молекул, синтез РНК и белка. Кодирующую белок последовательность и регуляторные участки берут обычно у различных организмов. Созданная таким образом ДНК является гибридной, или рекомбинантной. Внедренные в клетки про- или эукариот рекомбинантные ДНК размножаются и обеспечивают синтез закодированных в них белков.

Идея переноса генетической информации от одного организма к другому была подсказана бактериофагами, которые, покидая клетку бактерии, иногда способны захватить и перенести в другую клетку часть ее ДНК.
Создание рекомбинантных ДНК стало возможным с открытием ферментов, которые позволяют работать с ДНК как с конструктором: разрезать их в нужных местах и сшивать в нужном порядке.

Наиболее часто для разрезания ДНК используют бактериальные ферменты, которые узнают определенную последовательность нуклеотидов и в этом месте разрезают обе цепи ДНК.

Бактерии вырабатывают эти ферменты для разрушения инородной, прежде всего фаговой ДНК, что необходимо для ограничения вирусной инфекции. Эти ферменты называют рестриктазами (англ. restrict — ограничивать). Каждый вид и штамм бактерий имеет свою собственную рестриктазу, узнающую уникальную последовательность нуклеотидов. Найдено уже несколько сотен различных рестриктаз.

Кроме рестриктазы в бактериальной клетке имеется фермент метилаза, который узнает ту же, что и рестриктаза, последовательность и присоединяет метильную группу к азотистому основанию бактериальной ДНК. Эта метильная группа защищает собственную ДНК клетки от действия рестриктазы. Попавшая в клетку чужеродная ДНК такой защиты не имеет, и рестриктаза ее разрезает.

Многие рестриктазы делают разрезы в цепях ДНК с некоторым смещением. Образующиеся неспаренные участки называют “липкими” концами, т.к. они образуют водородные связи с комплементарными им “липкими” концами. Если в смеси фрагментов различных ДНК, полученных при обработке одной рестриктазой, создать условия для ренатурации и добавить фермент лигазу, который соединяет дезоксирибозу одного нуклеотида с остатком фосфорной кислоты другого, то цепи ДНК восстановят свою целостность. При этом могут возникнуть гибридные молекулы ДНК.

Если мы хотим, чтобы сконструированная нами ДНК работала в клетке, т.е. обеспечивала синтез РНК и белка, необходимо, чтобы она содержала не только структурный ген, но и промотор, а также последовательность, обеспечивающую трансляцию. Они могут быть взяты из клеток разных организмов.

Интересные статьи по биологии:

1) Происхождение жизни

2) Приспособление и размножение