Методи генної інженерії

Методи генної інженерії дозволяють конструювати молекули ДНК із заданими властивостями. Такі ДНК, поряд з послідовністю, що кодує білок, містять регуляторні ділянки, які дозволяють здійснювати розмноження цих молекул, синтез РНК і білка. Кодує білок послідовність і регуляторні ділянки беруть зазвичай у різних організмів. Створена таким чином ДНК є гібридної, або рекомбінантних. Впроваджені в клітини про- чи еукаріот рекомбінантні ДНК розмножуються і забезпечують синтез закодованих в них білків.

Ідея перенесення генетичної інформації від одного організму до іншого була підказана бактеріофагами, які, залишаючи клітку бактерії, іноді здатні захопити і перенести в іншу клітку частина її ДНК.
Створення рекомбінантних ДНК стало можливим з відкриттям ферментів, які дозволяють працювати з ДНК як з конструктором: розрізати їх в потрібних місцях і зшивати в потрібному порядку.

Найбільш часто для розрізання ДНК використовують бактеріальні ферменти, які дізнаються певну послідовність нуклеотидів і в цьому місці розрізають обидві ланцюга ДНК.

Бактерії виробляють ці ферменти для руйнування чужорідної, перш за все фаговой ДНК, що необхідно для обмеження вірусної інфекції. Ці ферменти називають рестріктазамі (англ. Restrict – обмежувати). Кожен вид і штам бактерій має свою власну рестріктаза котра впізнає унікальну послідовність нуклеотидів. Знайдено вже кілька сотень різних рестриктаз.

Крім рестріктази в бактеріальної клітці є фермент метилаза, який дізнається ту ж, що і рестриктаза, послідовність і приєднує метильную групу до азотистій підставі бактеріальної ДНК. Ця метильная група захищає власну ДНК клітини від дії рестріктази. Потрапила в клітку чужорідна ДНК такого захисту не має, і рестриктаза її розрізає.

Багато рестріктази роблять розрізи в ланцюгах ДНК з деяким зміщенням. Утворені неспарені ділянки називають “липкими” кінцями, тому що вони утворюють водневі зв’язки з комплементарними їм “липкими” кінцями. Якщо в суміші фрагментів різних ДНК, отриманих при обробці однієї рестриктазой, створити умови для ренатурації і додати фермент лігази, який з’єднує дезоксирибози одного нуклеотиду з залишком фосфорної кислоти іншого, то ланцюга ДНК відновлять свою цілісність. При цьому можуть виникнути гібридні молекули ДНК.

Якщо ми хочемо, щоб сконструйована нами ДНК працювала в клітці, тобто забезпечувала синтез РНК і білка, необхідно, щоб вона містила не тільки структурний ген, але і промотор, а також послідовність, що забезпечує трансляцію. Вони можуть бути взяті з клітин різних організмів.

Посилання на основну публікацію