Лабораторного заняття № 5 з дисципліни «Генетична інженерія»

1. Тема заняття: «Генетична рекомбінація»

2. Мета проведення заняття: вивчити механізми генетичної рекомбінації.

2.1 Після виконаної роботи студент повинен

знати: Які молекули ДНК називають рекомбінантними, які ферменти використовують для створення рекомбінантних ДНК, типи рестриктаз, чим вони розрізняються, що таке сайт рестрикції,

вміти: виявляти перевагу створення рекомбінантних ДНК за рахунок липких кінців, відрізняєти клоновану ДНК (кДНК) від звичайної ДНК еукаріот, етапи створення рекомбінантних молекул ДНК.

3.План семінарського заняття:

У цей час за допомогою методів генної інженерії отримано дані про структуру й функціонування генів різноманітних організмів, що дало можливість перейти на якісно новий рівень генетичних досліджень. Це, по-перше, можливість переносу гена в нове для нього генетичне оточення з подальшою його експресією, що веде до зміни властивостей організму (реципієнта), у геном якого вводиться ген (наприклад створення продуцентів біологічно активних речовин або трансгенних тварин). По-друге, стало реальним конструювання нових генів шляхом об'єднання in vitro як відомих, так і нових, штучно синтезованих послідовностей нуклеотидів. Цей підхід використовується в білковій інженерії для дослідження функціональної значимості окремих амінокислот і доменів у поліпептидних ланцюгах ферментів, а також для створення нових білків. По-третє, у сучасній біотехнології з'явилася можливість застосовувати ізольовані гени в складі генно-інженерних конструкцій для одержання харчових продуктів і біологічно активних речовин білкової природи.

Оскільки в експериментальних умовах неможливо працювати з однією копією гена, одержання необхідного числа ідентичних копій гена або його частин є першою й однієї з основних задач генної інженерії. Для її рішення використовують метод молекулярного клонування. Сутність методу полягає в тому, що нуклеотидна послідовність, яку необхідно виділити або розмножити, ковалентно вбудовується в молекули нуклеїнової кислоти, які здатні до самореплікації, їх називають векторами. Далі така послідовність нуклеотидів у складі вектора вводиться в клітини про- або еукаріотичного організму і ці гібридні клітини в селективних умовах, що забезпечують збереження вектора усередині клітин, вирощують на живильному середовищі. У результаті створюється клон клітин, теоретично утримуючих ідентичні векторні молекули з однієї й тією же вставкою чужорідної послідовності нуклеотидів. Оскільки об'єднання молекул послідовності нуклеотидів, що клонуються, і вектора є не чим іншим, як рекомбінацією in vitro, такі гібридні молекули називають рекомбінантними молекулами. У цей час розроблені численні методи, що дозволяють виділяти певні послідовності нуклеотидів зі складної суміші фрагментів хромосомної ДНК, а також здійснювати обмін між суворо визначеними фрагментами генів і інших послідовностей нуклеїнових кислот.

Конструювання рекомбінантних молекул здійснюється за допомогою цілого арсеналу ферментів - обов'язкового й незамінного інструмента практично всіх етапів цього складного процесу.