Технология рекомбинантных ДНК

Технология рекомбинантных ДНК, изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала – основного наследственного вещества клеток. Хромосомный материал состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Биологи изолируют те или иные участки ДНК, соединяют их в новых комбинациях и переносят из одной клетки в другую. В результате удается осуществить такие изменения генома, которые естественным путем вряд ли могли бы возникнуть. Методом генной инженерии получен ужеряд препаратов, в том числе инсулин человека и противовирусный препарат интерферон. И хотя эта технология еще только разрабатывается, она сулит достижение огромных успехов и в медицине, и всельском хозяйстве. В медицине, например, это весьма перспективный путь создания и производства вакцин.В сельском хозяйстве с помощью рекомбинантной ДНК могут быть получены сорта культурных растений, устойчивые к засухе, холоду, болезням, насекомым-вредителям и гербицидам. Перенос плазмид у бактерий. Большая часть работ по переносу участков ДНК, или генов, проводилась допоследнего времени на бактериях. У бактерий генетическая информация заключена в одной большой молекуле ДНК - хромосоме бактерии. Поскольку бактерии размножаются бесполым путем, эта генетическая информация на протяжении многих поколений остается в значительной степени неизменной. Вбактериальной клетке имеются, помимо главной ее хромосомы, еще и небольшие кольцевые сегменты ДНК. Эти молекулы ДНК, т.н. плазмиды, часто несут в себе гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам.Плазмиды можно извлечь из одной клетки и перенести в другую. Такие работы проводятся, например, на Esсherichia coli (кишечной палочке), безвредной бактерии, обитающей в желудочно-кишечном трактечеловека. Некоторые из клеток E. Coli содержат плазмиду с генами устойчивости к антибиотику тетрациклину. Такие плазмиды - их называют факторами устойчивости - легко отделить от главной хромосомной ДНК.Неустойчивые к тетрациклину (разрушаемые им) бактерии можно заставить включить в себя эти плазмиды,подвергнув клетки соответствующей химической обработке, которая сделает оболочку проницаемой длячужих плазмид. Клетки, получившие таким способом фактор устойчивости, выживают на культуральнойсреде, содержащей тетрациклин, тогда как неустойчивые клетки погибают. Из каждой клетки - в результатемногократных делений - возникает клон, т.е. собрание точных копий одной-единственной клетки, полученныхпутем бесполого размножения. Плазмида воспроизводится в каждой клетке клона, и ее воспроизведениеназывают молекулярным клонированием.

Соединение разных плазмид. Плазмиды можно разрезать,фрагменты сращивать друг с другом, а затем такие комбинированные плазмиды вводить в клетки. Можносоединять фрагменты ДНК одного и того же вида или же разных видов. Поскольку плазмидная ДНКпредставляет собой замкнутую кольцевую молекулу, кольцо нужно сперва разорвать таким образом, чтобысвободные концы были в химическом отношении реакционноспособными, пригодными для последующегосоединения. Достичь этого удается либо простым механическим путем (например, сильным встряхиванием),либо с помощью различных ферментов, называемых нуклеазами (рестриктазами). Затем фрагменты ДНКсоединяют с помощью лигаз - ферментов, исправляющих повреждения в ДНК и сшивающих концы ее разорванных нитей. Именно таким путем плазмиды из штамма E. coli, устойчивого к тетрациклину, иплазмиды из штамма, устойчивого к другому антибиотику, каномицину, можно соединить и получить штаммE. coli, устойчивый к обоим антибиотикам.