Генетическая Инженерия

г е нная инженерия, раздел мол. Генетики, связанный с целенаправленным созданием in vitro новых комбинаций генетич. Материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Возникла в 1972, когда в лаборатории П. Берга (Станфордский ун-т, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК (рекДНК), в к-рой были соединены фрагменты ДНК фага лямбда и кишечной палочки с циркулярной ДНК обезьяньего вируса 40. Ключевое значение при конструировании рекДНК in vitro имеют ферменты - рестриктазы, рассекающие молекулу ДНК на фрагменты по строго определ. Местам, и ДНК-лигазы, сшивающие фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких ферментов создание искусств, генетич.

Структур стало технически выполнимой задачей. Рекомбинантная молекула ДНК имеет форму кольца, она содержит ген (гены), составляющий объект генетич. Манипуляций, и т. Н. Вектор - фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение рекДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетич. Системы - белков. Последнее происходит уже в клетке-хозяине, куда вводится рекДНК. Гены,, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов путём механич. Или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать химико-биол. Путём, либо получать в виде ДНК-копий информационных РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), полностью лишены регу-ляторных участков и потому не способны функционировать ни в клетке-хозяине, ни in vitro.

Функциональные свойства рекДНК придаёт вектор, в к-ром присутствуют участки начала репликации (обеспечивают размножение рекДНК), генетич. Маркёры, необходимые для селекции, регуляторные участки, обязательные для транскрипции и трансляции генов. Большая часть векторов получена из плазмид кишечной палочки и др. Бактерий. Используют также векторы на основе фага лямбда, вирусов SV 40 и полиомы, дрожжей, (Agrobacterium tumefaciens) и др. При получении рекДНК образуется чаще всего неск. Структур, из к-рых только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция и мол. Клонирование рекДНК, введённой путём трансформации в клетку-хозяина. Наиб, часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и др.

Бактерии, а также дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), животные и растит, клетки. Система вектор-хозяин не может быть произвольной. Вектор подгоняется к клетке-хозяину, его выбор зависит от видовой специфичности и целей исследователя. Существуют 3 пути селекции рекДНК. Генетический (по маркёрам, с помощью избират. Сред), иммунохимическнй и гибриди-зационный с мечеными ДНК или РНК. РекДНК характеризуют физнч. Картированием (расщепление рекстриктазами и электрофорез фрагментов в геле) и анализом первичной структуры. В результате интенсивного развития методов Г. И. Получены клоны мн. Генов, рибосомаль-ной, транспортной и 5S РНК, гнетонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. Пептидных гормонов, интерферона человека и пр.

На основе Г. И. Возникла отрасль фармацевтич. Пром-сти, назв. «индустрией ДНК» и представлявшая собой одну из совр. Ветвей биотехнологии. Допущен для леч. Применения инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекомбинантных ДНК. Г. И. За короткий срок оказала огромное влияние на развитие разл. Молекулярно-генетич. Методов и позволила существенно продвинуться на пути познания строения и функционирования генетич. Аппарата.