«ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ»

ПЛАН:
1) Что такое генетическая инженерия?
2) Из истории генетической инженерии.
3) Строение рекомбинантной ДНК
4) Этапы генного синтеза.
5) Практические результаты генной инженерии.
6) Теоретическое значение генетической инженерии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
? Биологический энциклопедический словарь, М., 1989;
? Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989;
? Маниатис Т., Методы генетической инженерии, М., 1984;

Что такое генетическая инженерия? Генетическая инженерия - это раздел молеку-лярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетиче-ского материала. Основа прикладной генетической инженерии - теория гена. Созданный ге-нетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.
Из истории генетической инженерии. Генетическая инженерия возникла в 1972 году, в Станфордском университете, в США. Тогда лаборатория П. Берга получила первую реком-бинатную (гибридную) ДНК или (рекДНК). Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага лям-бда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.
Строение рекомбинантной ДНК. Гибридная ДНК имеет вид кольца. Она содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибрид-ной ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков. Боль-шая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов SV40, полиомы, дрожжей и др. бактерий. Синтез белков происходит клетке-хозяине. Наиболее часто в каче-стве клетки-хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и др. бактерии, дрожжи, животные или растительные клетки. Система вектор-хозяин не может быть произ-вольной: вектор подгоняется к клетке-хозяину. Выбор вектора зависит от видовой специ-фичности и целей исследования. Ключевое значение в конструировании гибридной ДНК не-сут два фермента. Первый - рестриктаза - рассекает молекулу ДНК на фрагменты по строго определенным местам. И второй - ДНК-лигазы - сшивают фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких ферментов создание искусственных генетических структур стало технически выполнимой задачей.
Этапы генного синтеза. Гены, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов путем механического или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать химико-биологическим пу-тем, либо получать в виде ДНК-копии информационных РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), и полностью лишены регуляторных участков. И поэтому не способны функциониро-вать в клетке-хозяине.
При получении рекДНК образуется чаще всего несколько структур, из которых только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция и молекулярное клонирование рекДНК, введенной путем трансформации в клетку-хозяина. Существует 3 пу-ти селекции рекДНК: генетический, иммунохимический и гибризационный с мечеными ДНК и РНК.
Практические результаты генной инженерии. В результате интенсивного развития методов генетической инженерии получены клоны множества генов рибосомальной, транс-портной и 5S РНК , гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволи-ло создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные вещества, ис-пользуемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.
На основе генетической инженерии возникла отрасль фармацевтической промышлен-ности, названная «индустрией ДНК». Это одна из современных ветвей биотехнологии.
Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин), полученный по-средством рекДНК. Кроме того, на основе многочисленных мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления ге-нетической активности факторов среды, в том числе для выявления канцерогенных соедине-ний.
Теоретическое значение генетической инженерии. За короткий срок генная инжене-рия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата.