1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Виділення генів

Виділення генів

Можливе використання декількох шляхів виділення генів. Кожен з них має свої переваги і недоліки.
Хімічний синтез генів, т. Е. Синтез нуклеотидів із заданою послідовністю, відповідної одному гену, вперше було здійснено в лабораторії Г. Корани в 1969 р (Agarwal К. [et al.], 1970). Це був ген аланиновой т-РНК дріжджів розміром в 77 п. Н. У той час це було видатне досягнення науки. Ще більш значною подією став штучний синтез гена тирозинових т-РНК, проведений тим же дослідником в 1976 р Цей ген включав області промотора і термінатора, а головне, він був біологічно активний, т. Е. Працював при введенні в клітку.
Вже в 1980-і рр. були успішно синтезовані функціонально активні гени інсуліну, соматостатину, інтерферону. Прогрес у цій області дозволив розробити спеціальні автомати для синтезу ДНК певній послідовності.
Отримання окремих генів з молекули ДНК з природного генетичного матеріалу вперше здійснив Дж. Беквіт в 1969 р (Beckwith J., Zipser D., 1970), виділивши гени лактозного оперона E. coli.
Головну роль у цьому методі відіграють ферменти рестрикції (розрізання ДНК) – рестріктази. Такі ферменти синтезуються практично всіма бактеріями. Вони відносяться до групи ферментів-ендонуклеаз, які роблять розрізи в молекулі ДНК. Різні рестріктази завжди розрізають ДНК в певних місцях – сайтах рестрикції, які вони здатні впізнавати. Власна ДНК організму, яка продукує Рестріктази, зазвичай модифікована по ділянці впізнавання, щоб запобігти саморасщепленіе. Модифікація здійснюється за допомогою включення в ДНК бактерії модифікованих азотистих основ особливої ​​ферментативної системою модифікації. Ферменти рестрикції і модифікації являють собою єдину систему. Ця система є своєрідним бар’єром, що оберігає клітину від проникнення чужорідного генетичного матеріалу і включення його у власний геном. Структура багатьох сайтів рестрикції-модифікації зараз розшифрована.
Ферменти бактеріальної клітини можуть модифікувати ДНК внедрившегося фага ще до того, як його атакують рестріктази. У цьому випадку фагова інфекція призведе до лізису клітини, а все потомство такого фага буде містити також модифіковану ДНК. Воно буде здатне заражати інші бактерії з такою ж системою репарації.
ДО 1977 р А. Максамом, У. Гілбертом і Ф. Сенджер (Gilbert W., 1981; Sanger F., 1981) були розроблені спеціальні методи визначення нуклеотидних послідовностей ДНК, які отримали назву секвенування (від англ. Sequence – послідовність). Ці методи відіграли доленосну роль у становленні геноміки та генної інженерії. Методи секвенування засновані на створенні набору одноланцюгових фрагментів ДНК, що закінчуються певним нуклеотидом, для чого використовуються специфічні рестріктази. Розроблено різні методичні підходи секвенування і способи виділення набору фрагментів. В даний час високий рівень технічного оснащення зробив секвенування досить рутинної лабораторної роботою.
Синтез генів шляхом зворотної транскрипції спочатку представлявся найбільш перспективним. Якщо відома хоча б частину первинної структури потрібного білка, то можна синтезувати колінеарну частина відповідного гена. Такі ділянки отримали назву ДНК-зондів. Їх застосовують для пошуку м-РНК, що має комплементарний їм ділянку. Виділену за допомогою зонда м-РНК можна використовувати для синтезу комплементарної ДНК (к-ДНК) шляхом зворотної транскрипції. Після синтезу одного ланцюга за допомогою ДНК-полімерази можна синтезувати другий ланцюг.
Великим недоліком цього методу є відсутність регуляторних елементів у синтезованих генах, необхідних для експресії. До того ж часто к-ДНК є спрощеною копією гена, оскільки містить тільки його кодує частина, т. Е. Екзони (без інтронів).

ПОДІЛИТИСЯ: