Технология рекомбинантной ДНК - Доклад

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 Технология рекомбинантной ДНК

1.1 Расщепление ДНК в специфических участках нуклеотидных последовательностей

1.2 Секвенирование ДНК

1.3 Гибридизация нуклеиновых кислот

2 Векторы молекулярного клонирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение (выдержка)

По определению академика А. А. Баева, долгое время возглавлявшего работы в области генетической инженерии в нашей стране, «генетическая инженерия представляет собой конструирование in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК) или иначе — создание искусственных генетических программ».

Формально датой рождения генетической инженерии можно считать 1972 г., когда П. Берг и сотрудники получили первую рекомбинантную ДНК, состоящую из ДНК вируса SV40 и бактериофага. Создание генетической инженерии имело огромное значение для молекулярной биологии в целом. Благодаря ее методам практически структура и функции любого гена и продуктов его экспрессии (РНК и белки) стали доступны для исследования.[1]

Появление технологии рекомбинантных ДНК вызвало подлинную революцию в науке о живых клетках. Кроме того, оно открыло перед медициной и промышленностью новые пути к получению в достаточном количестве тех белков, которые раньше либо были недоступны вообще, либо могли быть получены лишь в очень малых количествах. [2]

Основная часть (выдержка)

Технология рекомбинантных ДНК включает набор как новых методов, так и заимствованных из других дисциплин, в частности из генетики микроорганизмов. Эти методы существенно расширяют возможности генетических исследований. Используя технологию рекомбинантных ДНК, получают даже минорные клеточные белки в больших количествах и проводят тонкие биохимические исследования структуры и функций белков, а также осуществляют детальный химический анализ генетического материала. К наиболее важным методам биотехнологии рекомбинантных ДНК следует отнести следующие:

1. Специфическое расщепление ДНК рестрикцирующими нуклеазами, что в значительной степени ускоряет выделение различных генов и манипуляции с ними.

2. Быстрое секвенирование всех нуклеотидов в очищенном фрагменте ДНК, позволяющее определить точные границы гена и кодируемую им аминокислотную последовательность полипептида.

3. Гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая с большой точностью выявить специфические нуклеотидные последовательности на основе их способности связывать комплементарные основания.

4. Клонирование ДНК, суть которого сводится к введению ДНК фрагмента в самореплицирующийся генетический аппарат (плазмиду или вирус), который используют для трансформации бактерии. Бактериальная клетка после трансформации способна воспроизводить этот фрагмент во многих миллионах идентичных копий.

Технология рекомбинантных ДНК оказала существенное воздействие на всю клеточную биологию, позволяя решать такие задачи, как определение строения и функций не только белков, но и индивидуальных доменов, а также расшифровывать механизмы регуляции экспрессии генов, получать многие белки, участвующие в регуляции обменных процессов, клеточной пролиферации и развитии организма.[3]

Заключение (выдержка)

В настоящее время с помощью рестрицирующих нуклеаз можно вырезать любой участок клеточной ДНК и вставить его в самореплицирующийся генетический элемент (плазмиду или вирус) для получения «клона геномной ДНК».

Таким образом, можно получить неограниченное количество высокоочищенной ДНК, определить ее нуклеотидную последовательность (скорость этой операции составляет сотни нуклеотидов в день), а также аминокислотную последовательность кодируемого ею белка. Методы генной инженерии позволяют синтезировать мутантные гены и вводить их в хромосомы клеток, где они в последующем превращаются в постоянный элемент генома.

Литература

1 Молекулярная биология: учебник для студ. учреждений высш. пед. проф. образования / А.С. Коничев, Г.А.Севастьянова. -4-е изд., перераб. и доп. 2012. - 400 с

2 Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд., перераб. и доп. Т. 1. Пер. с англ.-М.: Мир, 1994.-517 с.

3 «Основы биотехнологии.” Учебное пособие./ Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Живухина. -3-е издание, Москва: Издательский центр «Академия», 2006.- 208 стр.