Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Медицинская биотехнология и генная инженерия




Биотехнология — прикладное научное направление, занимающееся созданием биологических продуктов с использованием методов генной инженерии.

Быстрое развитие биотехнология получила во второй половине ХХ века, благодаря развитию науки и экономической целесообразности: с помощью микроорганизмов многие вещества получать в тысячи раз дешевле, чем синтезировать химически.

В настоящее время с помощью генно-инженерных методов получают диагностические, лечебные и профилактические препараты, в т. ч. вакцины, антигены, диагностикумы, гормоны (инсулин), антибиотики, иммуномодуляторы, интерфероны, цитокины, моноклональные антитела.

Генная инженерия — направление биотехнологии, позволяющее целенаправленно изменять наследственный материал живых существ.

Открытие, лежащее в основе методов генной инженерии, было сделано В. Арбером в конце 50–х — начале 60–х годов XX в. Он установил, что бактерии пытаются защитить себя от действия бактериофагов: с помощью ферментов-рестриктаз они разрезают ДНК вирусов, проникших в бактерию, на фрагменты и делают вирус неактивным. Десять лет спустя Г. Боуэр показал, что действие рестриктаз высоко специфично: они разрезают ДНК в строго определенных местах по одним и тем же основаниям, причем место фрагментации одной цепи смещено по отношению к другой на 4 пары оснований. При этом неровном разрезе возникают два выступающих конца, которые притягиваются друг к другу благодаря наличию водородных мостиков. Поэтому их называют «липкими» концами. Другой фермент — ДНК–лигаза — может, расходуя АТФ, легко вновь соединить липкие концы.

Если с помощью рестриктаз вырезать фрагменты ДНК из разных организмов, то они будут иметь подходящие друг к другу липкие концы, которые в присутствии ДНК–лигазы можно легко соединить. В результате образуются гибридные молекулы из ДНК различных организмов. Таким образом, чужеродная наследственная информация «встраивается» в исходную ДНК.

В качестве векторов для переноса генов в генной инженерии используют плазмиды и бактериофаги.

Метод клонирования заключается в том, что выделенный ген вводится в состав вектора.

Вектор затем трансфецируется в быстро размножающуюся, неприхотливую бактерию-хозяина для репликации. Поскольку бактерии делятся очень быстро, то введенная чужеродная ДНК быстро удваивается, т. е. происходит ее клонирование. Путем клонирования любой фрагмент ДНК может быть размножен в бактериях в миллиарды раз, а потом с помощью рестриктаз снова выделен. Так была найдена возможность получения нужных фрагментов ДНК в больших количествах и возможность получения определенных генов, которые, будучи встроенными в микроорганизмы, направляют синтез новых белков (рис. 75).  
Рис. 75. Клонирование ДНК  

Цели генной инженерии:

– модификация естественных генов человека, животных, микроорганизмов (удаление генов вирулентности и получение аттенуированных вакцинных штаммов);

– синтез новых генов (перенос генов в геном других микроорганизмов) и изучение закономерности экспрессии генов;

– получение генно-инженерных продуктов и использование их в клинической практике.

Используемые технологии:

– создание трансгенных организмов с заданными свойствами. Основная проблема — неясность отдаленных последствий применения трансгенных организмов;

– гибридизация клеток и получение моноклональных антител, отличающихся высокой специфичностью действия. Сегодня моноклональные антитела широко используется в диагностических исследованиях (определение иммунофенотипа клеток), в перспективе предполагается их использование с лечебной целью;

– использование рекомбинантных микроорганизмов, продуцирующих гормоны (инсулин, продуцируемый E. coli), вакцины (HBs–антиген, продуцируемый дрожжами-сахаромицетами = вакцина против гепатита В), цитокины (рекомбинантный интерферон, продуцируемый E. coli).







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 885. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия