Генетическая инженерия – совокупность методов, позволяющих создавать in vitro рекомбинантные молекулы ДНК, с последующим введением этих новых генетических структур в живую клетку.
Так как с химической точки зрения ДНК всех организмов однотипна, то in vitro возможно воссоединение фрагментов ДНК из любых организмов.
Для того чтобы осуществить генно-инженерный эксперимент, создать рекомбинантную ДНК и ввести ее в клетку другого организма, необходимо соблюсти следующие условия:
• иметь инструменты для разрезания молекул ДНК на фрагменты;
• иметь инструменты для соединения фрагментов ДНК, выделенных из различных источников;
• подобрать переносчик, или вектор генов, предназначенных к введению в клетку другого организма. Этот вектор должен самостоятельно реплицироваться в клетке и обеспечивать репликацию введенного фрагмента ДНК;
• разработать способ введения гибридных или рекомбинантных молекул ДНК в живую клетку;
• определить метод отбора (селекции) клона реципиентной клетки, воспринявшей гибридную ДНК.
Самыми удобными векторами являются плазмиды, так как они, во-первых, способны реплицироваться независимо от хромосомной ДНК бактерий. Во-вторых, плазмиды содержат гены, благодаря которым по фенотипу можно отделить бактерии, содержащие плазмиды, от бактерий, лишенных плазмид. Например, R-плазмиды содержат структурные гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам. При высеве бактерий, содержащих такие R-плазмиды, на среду с антибиотиком они будут расти и формировать колонии, бактерии, лишенные их, на среде с антибиотиком не вырастут.
Резать молекулы ДНК на фрагменты можно с помощью ферментов рестриктаз. Необходимо подобрать специфическую рестриктазу, которая имела бы сайты узнавания на двух молекулах ДНК (плазмиде и ДНК, из которой вырезаются переносимые гены) и резала бы их с образованием липких концов. Рестриктаза не должна резать ДНК плазмиды в области, ответственной за репликацию, и в области структурных генов, детерминирующих фенотип плазмиды.
Соединять или сшивать фрагменты ДНК можно с помощью ферментов полинуклеотидлигаз.
Вводить рекомбинантные молекулы ДНК можно с помощью трансформации. Рекомбинантной ДНК обрабатывают реципиентные клетки (клетки, в которые клонируется нужный ген) и через определенный промежуток времени выдерживания при оптимальной температуре смесь высевают на селективную среду, позволяющую отобрать по фенотипу клоны, воспринявшие плазмиду.
Метод клонирования нашел широкое применение. С его помощью можно получать микробиологическим путем продукты, использующиеся человеком. В настоящее время разработаны методы микробиологического получения гормона инсулина, в котором нуждаются больные диабе-
том. Разработаны методы получения интерферонов – белков, обладающих антивирусным действием;
соматостатина – гормона роста и др. Гены, детерминирующие синтез этих веществ, клонированы в основном в клетках E. coli.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему