Генная инженерия

Что такое генетическая инженерия?

Генетическая инженерия - это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Основа генетической инженерии - теория гена. Созданный генетический материал способен размножаться и синтезировать конечные продукты обмена.

Из истории генетической инженерии.

Генетическая инженерия возникла в 1972 году, в США. Тогда лаборатория получила первую гибридную ДНК. Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.

Строение гибридной ДНК.

Она имеет вид кольца, содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент нуклеиновой кислоты, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и синтез конечных продуктов - белков. Большая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов SV40, полиомы, дрожжей и др. Синтез белков происходит в клетке-хозяине. Часто клеткой-хозяином является кишечная палочка (эшерихия коли), но ипользуются и клетки растений и животных. Система вектор-хозяин не может быть произвольной: вектор всегда подгоняется к клетке-хозяину. Выбор вектора зависит от видовой специфичности и целей, для которых он применяется. Ключевое значение в конструировании гибридной ДНК несут два фермента: первый - рестриктаза - рассекает молекулу ДНК на фрагменты в определенных местах. И второй - ДНК-лигазы - сшивают фрагменты ДНК в единое целое. Только после открытия таких ферментов создание искусственных генетических структур стало технически возможным.

Этапы генного синтеза.

Геныкоторые надо клонировать подлежат дроблению. Но структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать, либо получать в виде ДНК-копий и-РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), и лишены регуляторных участков, из-за чего они не способны самостоятельно воспроизводиться в клетке хозяине.

При получении рекомбинантной ДНК образуется чаще всего несколько структур, из которых только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция и клонирование рекДНК, введенной в клетку-хозяина. Существуют следующие пути селекции: генетический, иммунохимический и гибризационный с мечеными ДНК и РНК.

Практические результаты генной инженерии.

В результате развития методов генетической инженерии получены клоны множества генов рибосомальной, транспортной и 5S РНК , гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволило создавать штаммы бактерий, производящих различные активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.

На основе генной инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности. Это одна из современных ветвей биотехнологии.

Для лечебного применения допущен инсулин человека, полученный посредством рекДНК. Кроме того, получены особые, так называемые тест-системы, которые позволяют выявлять мутантные клетки.

Теоретическое значение генетической инженерии.

За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата.

     СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Биологический энциклопедический словарь, М., 1989;

Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989;

Маниатис Т., Методы генетической инженерии, М., 1984;