Основы клонирования, техника клонирования, клонирование ДНКСтраница 1
Основные методы инженерии были разработаны вначале 70-х гг. Суть этих методов - введение в организм нового гена. Такой ген может быть синтезирован заново, а может быть перенесен из другого организма. Если в геном бактерии встроить ген, кодирующий какой-либо белок, бактериальная клетка превращается в живую фабрику по производству этого белка. В качестве примера рассмотрим перенос в клетку и генов, кодирующих инсулин человека и гормон роста человека.
Получить копию любого гена в настоящее время задача совсем нетрудная. В некоторых заведениях для этого требуется всего одна исходная копия. Получение множества идентичных копий называют клонированием. В качестве клонирующего вектора (т.е. переносчика ДНК, которую нужно клонировать) традиционно используют плазмиды или бактериофаги. Плазмиды – это небольшие кольцевые фрагменты ДНК, обнаруженные в некоторых бактериях. Они отделены от основной (хромосомной) ДНК, и могут реплицироваться независимо от нее. Бактериофаги (или, для краткости, фаги)- это вирусы, которые могут вводить свою ДНК в бактериальную клетку, эта ДНК реплицируется. Фрагменты ДНК, которые необходимо клонировать, соединяют либо с плазмидной, либо с фаговой ДНК. Полученная «конструкция», состоящая из ДНК-фрагментов различных организмов, называется рекомбинантной ДНК. Если такую ДНК ввести в бактериальную клетку, то с каждым циклом деления увеличивается и число копий рекомбинантной ДНК. Встроенный в бактериальный геном чужеродный ген может использоваться для получения в промышленных количествах полезного белка, например такого, как инсулин человека, который в норме не производится бактериальной клеткой.
Генную инженерию бактерий можно подразделить на пять этапов.
Этап 1. Выделение копии нужного гена из всех остальных генов организма.
Этап 2. Встраивание нужного гена в вектор.
Этап 3. Использование вектора для введения нужного гена в репициентную клетку.
Этап 4. Отбор клеток, в которые вошла чужеродная ДНК (донорная ДНК).
Этап 5. Клонирование гена
Приведенная выше очередность этапов - самая простая. Однако в некоторых случаях порядок действий может быть иным; например, в вектор может быть встроена и клонирована целая группа генов и лишь затем выделен нужный ген.
Этап 1. Получение копии нужного гена.
Это самая трудная часть процесса. Например, в геноме человека (геном это вся ДНК в клетке) насчитывается около 3млрд. нулеотидов и ≈ 100 000 генов. Типичный ген имеет несколько тысяч пар нуклеотидов в длину, так что даже найти конкрентный ген не так просто. Для получения копии гена используют три метода:
1) С помощью обратной траскриптазы получат копию гена на матрице его мРНК;
2) Синтезируют искусственный ген.
3) Используют метод «дробовика» («shotgun»), вклющающий разрезание ДНК рестрикционными ферментами (рестриктазами)и поиск фрагмента, содержащего нужный ген.
Метод «дробовика» - использование рестрикционных ферментов.
Этот первый метод выделения генов был разработан в конце 1960-х начале 1970-х гг. его появление стало возможным благодаря открытию ферментов, называемых рестрикционными (от англ. Restricting- ограничивающий) эндонуклеазами или рестриктазами. Эти ферменты обнаруженные в бактериях, способны разрезать ДНК, например они разрезают любую вторгающуюся в бактериальную клетку вирусную ДНК, ограничивая таким образом размножение вирусов внутри клетки. Разные виды бактерий продуцируют различные рестрекционные эндонулеазы. Кажда из них разрезает нуклеоновую кислоту (отсюда «нуклеаза») в строго определенных точках («эндо» означает, что фермент разрезает молекулу изнутри, а не атакует ее с концов). Фермент распознает некую последовательность оснований и взаимодействий именно с ней. Точки разрезания называются сайтами рестрикции. К настоящему времени выделено более 2000 рестриктаз, активных в отношении 230 разных последовательностей. Свою собственную ДНК бактерия защищает путем присоединения к определенным основаниям в сайтах рестрикции метильной группы.
Популярные статьи:
Экспериментальная часть
В работе использовали α-химотрипсин, «Fluka, Biochemika» (Германия); поли-L-лизин (PLL)(150-300 кДа), «Fluka», США; альгинат натрия средней вязкости (Alg), «Sigma» (Германия); трипсин (ТР) "Sigma" (Германия); N- Бензоил-L-т ...
Физико-географическая характеристика благовещенского района
Благовещенский район (Приложение А) расположен на южном стыке Амурско-Зейской и Зейско-Буреинской равнин. Граничит на востоке с Тамбовским, Ивановским, Белогорским, на северо-востоке – с Серышевским, на северо-западе – со Свободненским ра ...
Ростовые вещества
Повышает процент укоренения черенков, улучшает развитие корневой системы, сокращает сроки укоренения использование регуляторов роста. К традиционным регуляторам роста относятся индолилуксусная кислота (ИУК), индолилмасляная (ИМК), нафтилу ...