Исследование молекул ДНК

За последние годы методы исследования ДНК получили колос­сальное развитие. К самым совершенным методам, с помощью которых изучается ДНК, относятся методы создания молекул ДНК путем соеди­нения последовательностей, имеющих совершенно различное проис­хождение. Получаемый продукт называют рекомбинантной ДНК. Ре- комбинантная ДНК содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков. Ос­новные исследования выполнены на бактериях и вирусах, так как они являются одними из самых простых организмов, иначе их называют клетками «хозяина». Технология рекомбинантной ДНК позволяет полу­чать генетические видоизмененные варианты целенаправленным и строго контролируемым путем.

Каким же образом гены высших организмов могут быть введены в бактериальные клетки? Наиболее распространенным методом генной инженерии является метод получения рекомбинантных ДНК, т. е. со­держащих чужеродный ген, плазмид. Плазмиды представляют собой кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, состоящие из нескольких тысяч пар нуклеотидов. Каждая бактерия, помимо основной, не поки­дающей клетку молекулы ДНК (5 10⁶ пар нуклеотидов), может содер­жать несколько различных плазмид, которыми она обменивается с дру­гими бактериями. Плазмиды являются автономными генетическими, реплицирующими (т. е. размножающимися) в бактериальной клетке не в то же время, что основная молекула ДНК. Хотя на долю плазмид при­ходится лишь небольшая часть клеточной ДНК, именно они несут такие жизненно важные гены для бактерий, как гены лекарственной устойчи­вости. Разные плазмиды содержат различные гены устойчивости к ан­тибактериальным препаратам. Простота устройства плазмид и легкость, с которой они «входят» и «выходят» из бактерий, используется генными инженерами для введения в клетки бактерий генов высших организмов.

Мощным инструментом генной инженерии являются открытые в 1974 г. ферменты - рестрикционные эндонуклеазы, или рестриктазы.

Рестрикция буквально означает «ограничение». Бактерии клетки вырабатывают рестриктазы для разрушения инородной (в первую оче­редь фаговой ДНК), что необходимо для ограничения вирусной инфек­ции. Рестриктазы «узнают» определенные последовательности нуклео- тидов в ДНК (так называемые сайты - участки узнавания) и вносят симметричные разрывы в цепях ДНК на равных растояниях от центра сайта. В результате на концах каждого фрагмента рестриктированных ДНК образуются короткие одноцепочечные «хвосты», которые называ­ются «липкими концами».

Из разных видов бактерий выделено около пятисот различных ре- стриктаз, для которых описаны сайты рестрикции.

Date: 2015-09-24; view: 885; Нарушение авторских прав