Вопрос 2. Область молекулярной биологии и генетики, ставящая своей задачей конструирование генетических структур по заранее намеченному плану

Область молекулярной биологии и генетики, ставящая своей задачей конструирование генетических структур по заранее намеченному плану, т.е. создание организмов с новой генетической программой.

Осуществляется в 3 этапа:

1)Синтез искусственного гена, или выделение его из клетки донора.

Может осуществляться 2-мя путями: химическим или ферментативным.

Химический синтез – это создание гена с известной нуклеотидной последовательностью. Впервые этим путём был синтезирован ген, кодирующий т-РНК – аланин, сост из 72 нуклеотидов в 1970 г. индийским учёным Корано.

Ферментативный синтез – синтез молекулы ДНК на матрице и-РНК. Процесс обратной транскрипции с помощью фермента обратная транскриптаза. ДНК, полученная в процессе обратной транскрипции, называется ДНК-копией. Полученные путем ферментативного синтеза гены не имеют регуляторных участков, поэтому для обеспечения работы этих генов необходимо присоединять промотор, взятый из генома бактериальной клетки. Таким образом были получены гены, отвечающие за синтез некоторых гормонов: инсулина, соматотропина, глобиновые гены

2)Сшивание полученного гена с векторной молекулой ДНК.

В качестве векторных молекул служат плазмиды бактерий, бактериофаги и вирусы. Плазмидную ДНК выделяют и расщепляют ферментом рестриктазой, превращая кольцевую молекулу в линейную. Причем после разрезания одна из цепей оказывается длиннее другой на несколько нуклеотидов, т.е. формируются так называемые «липкие концы». Эти нуклеотиды могут свободно спариваться с комплементарными нуклеотидами другого фрагмента ДНК с липкими концами. Благодаря этому ДНК из различных источников могут объединяться, образуя рекомбинантные молекулы. Рекомбинантную конструкцию вводят затем в бактерию, где она реплицируется.

3)Введение полученной рекомбинатной молекулы в клетку-реципиент. Если в качестве вектора используется плазмида, то введение происходит по типу трансформации; если в качестве вектора используется фаг или вирус – по типу трансдукции.

Направления в использовании генной инженерии:

1)введение генов эукариот в бактерии и создание микроорганизмов, которые будут синтезировать биологические вещества.

2)генотерапия – получение лечебного эффекта с помощью введения в клетку недостающих (чужеродных) генов.

Клеточная генная терапия ex vivo предполагает:

· выделение и культивирование специфических типов клеток (например, опухолевых);

· введение в них чужеродных генов;

· отбор клеток с рекомбинантными молекулами ДНК;

· трансплантацию этих клеток тому же пациенту.

Генная терапия in vivo основана на прямом введении клонированных и упакованных последовательностей ДНК в ткани больного.

Достижения: нашла широкое применение в изучении нормальной и паталогической наследственности человека, так же найдено применение в сельском хозяйстве.