n Генетическая инженерия – использование основ и методов

n Генетическая инженерия – использование основ и методов молекулярной генетики и молекулярной биологии для конструирования организмов с заданными наследственными свойствами.

Теоретические основы генетической инженерии l ДНК и РНК – носители генетической информации l • • • Установлены общие принципы воспроизведения макромолекул в живых организмах: репликация (матричный синтез ДНК), транскрипция (синтез РНК на матрице ДНК), трансляция (синтез белка на м. РНК на рибосомах). l Универсальность генетического кода. l Открытие процесса рекомбинации ДНК. l Открытие плазмид. l Открытие рестриктаз.

Схема типичного эксперимента: n n Получение фрагмента или фрагментов ДНК Конструирование in vitro рекомбинантных молекул Ведение их в клетку Отбор клонов, несущих рекомбинантную молекулу

Получение фрагментов ДНК 1. 2. 3. 4. Химико-ферментативный синтез ДНК Рестрикционные фрагменты ПЦР-фрагменты Синтез комплементарной ДНК (к. ДНК)

Рестриктазы типа II в большинстве случаев узнают палиндромные последовательности

Рестриктазы катализируют разрывы, в результате которых образуются фрагменты:

Некоторые примеры рестриктаз

Ферменты генетической инженерии ДНК-лигаза катализирует образование фосфодиэфирной связи между соседними 3’-OH и 5’-фосфатными концами ДНК

Общие принципы конструирования рекомбинантных молекул

Словарь n Вектор (векторная молекула) – молекула ДНК, способная переносить чужеродную ДНК и обеспечивать ее поддержание в реципиентных клетках. n Природными векторами являются многие плазмиды и вирусы (фаги).

Основные свойства векторов Вектор должен: n Автономно реплицироваться в клетках какоголибо хозяина n Иметь селективный маркер (маркеры) n Иметь уникальный сайт (сайты) клонирования n Не утрачивать способности к автономной репликации в результате инсерции чужеродной ДНК

Дополнительные свойства векторов Вектор должен: n Стабильно поддерживаться в клетках n Быть мультикопийным n Быть небольшого размера n Иметь сайты рестрикции внутри генов устойчивости к антибиотикам (для плазмидных векторов)

Классификация векторов n По назначению: n Векторы общего назначения n Специализированные n Векторы экспрессии n Векторы секреции n Векторы для отбора промоторов n Векторы для секвенирования и др.

Классификация векторов По происхождению: n n Плазмидые Фаговые n На основе фага λ n На основе однонитевых фагов

Клонирование в плазмидах

Технология получения трансгенных растений, устойчивых к насекомым-вредителям

Трансгенные животные как фармацевтические фабрики (биореакторы) Продукция фармацевтическиважного белка (например активатора плазминогена для растворения кровяных тромбов) с молоком трансгенной овцы