Генетическая инженерия в биотехнологии презентация

Генетическая инженерия в биотехнологии. Лекция № 6

Генная инженерия – это молекулярное клонирование или технология рекомбинантных ДНК. Это совокупность экспериментальных процедур, которые позволяют переносить генетический материал из одного организма в другой. Организмы, полученные при помощи генно-инженерных манипуляций, называют трансгенными или генетически модифицированными.

История развития генной инженерии можно условно разделить на три этапа. Первый этап - конструирование векторных молекул. На этом этапе было доказано: Возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК от различных видов и штаммов бактерий. Их жизнеспособность. Стабильность. Функционирование.

Второй этап – получение рекомбинантной молекулы ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности. Третий этап – начало работ по включению в векторные молекулы ДНК генов эукариот (растений и животных).

Дата рождения генной инженерии – 1972 год . В этом году Пол Берг и его сотрудники создали первую рекомбинантную молекулу ДНК . Инструментами стали 2 типа ферментов – рестриктирующие эндонуклеазы (для получения однородных фрагментов) и лигазы (для их соединения).

Ферменты, которые применяются для конструирования рекомбинантных ДНК делятся на следующие группы: Рестриктирующие эндонуклеазы (осуществляют фрагментаци ю ДНК. ДНК – лигазы (сшивают фрагменты ДНК). Нуклеазы (осуществляют изменение структуры концов фрагментов ДНК) ДНК-полимеразы (применяются для приготовления гибридизациолнных проб).

Важное значение в методах генной инженерии имеет секвенирование ДНК.

Гены получают одним из трёх способов: Непосредственное выделение из природного источника. Получение дезоксиполинуклеотидных реплик (кДНК) путём копирования мРНК. Химический синтез.

Ген содержит только последовательность, необходимую для синтеза полипептидной цепи, но не имеет системы сигналов, управляющей его действием в клетке. Систему исследователь создаёт в виде вектора – циклической дезоксиполинуклеотидной молекулы, содержащей сигналы репликации и транскрипции. Сочетание генов и векторов даёт рекомбинантную молекулу ДНК.

Свойства вектора необходимо подгонять к особенностям клетки, в которую введена рекомбинантная молекула ДНК. Вектор содержит генетические маркеры, по которым ведут селекцию генетически модифицированных клеток. Особый интерес представляют собой плазмиды, обеспечивающие экспрессию включенных в них генов.

Обычно в клетке плазмидные векторы поддерживаются в количестве 25 – 50 копий. Температурно чувствительные мутантные плазмиды могут накопиться в клетке в количестве до 2000 копий. Это может привести к сверхсинтезу продуктов, кодируемых плазмидным геномом.

Процесс переноса генов включает пять основных этапов: Получение фрагментов ДНК (генов). Создание рекомбинантной генетической конструкции. Введение ДНК в клетку –хозяина. Идентификация и отбор клеток, несущих рекомбинантную ДНК. Анализ экспрессии перенесённого гена в ДНК-клетку хозяина.