Генная инженерия. 
Генная инженерия

Генная инженерия возникает в70-е гг. как новая отрасль молекулярной биологии, главная задача которой — активная и целенаправленная перестройка генов живых существ, их конструирование, то есть управление наследственностью.

Генная инженерия — раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием in vitro новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Возникла в 1972 году, когда в лаборатории П. Берга (Станфордский университет, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК (рекДНК), в которой были соединены фрагменты ДНК фага лямбда и кишечной палочки с кольцевой ДНК обезьяньего вируса SV40.

Ключевое значение при конструировании рекДНК in vitro имеют фрагментырестриктазы, рассекающие молекулу ДНК на фрагменты по строго определённым местам, и ДНКлигазы, сшивающие фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких фрагментов создание искусственных генетических структур стало технически выполнимой задачей. Рекомбинантная молекула ДНК имеет форму кольца, она содержит ген (гены), составляющий объект генетических манипуляций, и так называемый вектор-фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение рек ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы-белков. Последнее происходит уже в клеткехозяине, куда вводится рек ДНК. Гены, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов путем механического или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но структурные гены, как правило, приходиться либо синтезировать химико-биологическим путем, либо получать в виде ДНКкопии информационных РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), полностью лишены регуляторных участков и потому неспособны, функционировать ни в клеткехозяине, ни in vitro. Функциональные свойства рекДНК придает вектор, в котором присутствуют участки начало репликации (обеспечивает размножение рекДНК), генетические маркеры, необходимые для селекции, регуляторные участки, обязательные для транскрипции и трансляции генов. Большая часть векторов получена из плазмид кишечной палочки и других бактерий. Используя также векторы на основе фага лямбда, вирусов SV40 и полиомы, дрожжей, Agrobacterium tumefaciens идругие.

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. Наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и другие бактерии, а так же дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), животные и растительные клетки. Система вектор-хозяин.

Не может быть произвольной: вектор подгоняется к клетке-хозяину, его выбор зависит от видовой специфичности и целей исследователя. Существует три пути селекции рекДНК: генетический (по маркерам, с помощью избирательных сред), иммунохимический и гибридизационный с мечеными ДНК и РНК. РекДНК характеризуют физическим картированием (расщепление рекстриктазами и электрофорез фрагментов в геле) и анализом первичной структуры. В результате интенсивного развития методов генной инженерии получены клоны многих генов рибосомальной, транспортной и 5S PHK, гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека, а совсем недавнее открытиерасшифровка генома человека, сделанное в январе двухтысячного года, позволяет в скором будущем клонировать человека. На основе генной инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности, называемая «индустрией ДНК» и представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии. Допущен для лечебного применения инсулин человека (хумулин), полученный по средством рекомбинантных ДНК. Генная инженерия за короткий срок оказала огромное влияние на развитие различных молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться на пути познания строения и функционирования генетического аппарата. В основе же генной инженерии заложены знания о свойствах организмов, которые передаются по наследствуэто так называемая генетическая информация.

генетика молекулярный клетка обмен.