также Генная инженерия

Технология рекомбинантных ДНК (ее называют также молекулярным клонированием или генной Инженерией) — это совокупность экспериментальных процедур, позволяющая осуществлять перенос генетического материала (дезоксирибонуклеиновой кислоты, ДНК) из одного организма в другой. Никакого единого, универсального набора методик здесь не существует, но чаще всего эксперименты с рекомбинантной ДНК проводят по следующей схеме (рис. 4.1). [c.50]

С каждым годом все большее число разнообразных процессов микробиологического синтеза реализуется в промышленных условиях, Промышленная биотехнология становится новым перспективным направлением, открывающим необозримые горизонты использования продуктов биосинтеза микроорганизмов в народном хозяйстве. Увеличивается число биохимических заводов и комбинатов по производству уже освоенной продукции микробиологического синтеза — ферментных препаратов, витаминов, кормовых антибиотиков, аминокислот, микробиологических препаратов для борьбы с вредителями растений, кормовых дрожжей и др. Широким фронтом ведутся исследования по получению и технологии производства новых биологически активных препаратов, разрабатываемых с использованием современных достижений молекулярной генетики и генной инженерии. К перспективным задачам промышленной биотехнологии относится также реализация микробиологических процессов, направленных на решение энергетической проблемы, в том числе производство биогаза, топливного этанола, метана, топливного водорода с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов и др. [c.3]

Практическое значение. Изучение нитрогеназной системы, механизма ее функционирования имеет большое практическое значение. Ведутся поиски биологических методов, с помощью которых можно было бы сделать азот атмосферы более доступным для практических нужд. Большую часть биологически значимого азота дают клубеньковые бактерии — ризобии в симбиозе с бобовыми растениями. Методами генной инженерии можно интенсифицировать азотфиксацию этих бактерий с целью создания более эффективных симбиотических азотфиксаторов. Клубеньковые бактерии содержат значительное количество генов, отвечающих за азотфиксацию в симбиозе с соответствующим растением. К ним относятся непосредственно гены симбиоза, отвечающие за специфичность связывания бактерии с растением, гены собственно азотфиксации, кодирующие синтез нитрогеназы, а также вспомогательные гены, отвечающие за обеспечение процесса энергией, регуляцию и др. Эти гены локализованы как в плазмидах, так и в хромосомах ризобий. Стратегия генно- [c.397]

Молекулярная биотехнология — это увлекательнейшая область научных исследований, с появлением которой произошел настоящий переворот во взаимоотношениях человека с живой природой. В ее основе лежит перенос единиц наследственности (генов) из одного организма в другой, осуш ествляемый методами генной инженерии (технология рекомбинантных ДНК). В большинстве случаев целью такого переноса является создание нового продукта или получение уже известного продукта в промышленных масштабах. В ч. I мы познакомим читателя с концепциями молекулярной биотехнологии и теми микроорганизмами, которые в ней используются, с основами молекулярной биологии и методологией рекомбинантных ДНК. Будут описаны такие методы, как химический синтез генов, полимеразная цепная реакция (ПЦР), определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) ДНК. Помимо успешного клонирования нужного гена очень важно обеспечить его правильное функционирование в организме нового хозяина, поэтому мы остановимся также на способах оптимизации работы клонированных генов в про- и эукариотических системах. И наконец, мы рассмотрим, как можно улучшить свойства конечных продуктов, модифицируя клонированные гены путем введения в них специфических нуклеотидных замен (мутагенез in vitro). В целом материал, изложенный в первой части, служит фундаментом, который позволяет понять различные аспекты конкретных применений молекулярной биотехнологии. [c.13]

Методы генной инженерии позволяют ввести ДНК-зонд в виде соответствующего двунитевого фрагмента в плазмиду. Эти плазмиды после размножения внутри бактериальных клеток можно использовать непосредственно в качестве зондов, так как, будучи расплавлены, такие плазмиды не полностью ренатурируют и содержат требуемые однонитевые фрагменты. Их также можно <вырезать> из плазмиды, используя специфические ферменты рестрикции (см. ,7.6), и пометить, используя различные химические и биохимические методы. [c.260]

Однако даже в случае реализации генно-инженерных разработок измененная наследственная информация на уровне молекул инкорпорируется затем в клетках, с которыми и приходится иметь дело в биотехнологическом процессе Из этого можно вывести представление об уровнях биотехнологии клеточном и молекулярном Тот и другой определяются биообъектами В первом случае дело имеют с клетками, например, актиномицетов при получении антибиотиков, микромицетов при получении лимонной кислоты, животных при изготовлении вирусных вакцин, человека при изготовлении интерферона Во втором случае дело имеют с молекулами, например, с нуклеиновыми кислотами в так называемой"ре-комбинантной ДНК-биотехнологии" (рДНК-биотехнология), базирующейся на генной инженерии и составляющей сущность предмета "Молекулярная биотехнология", или на использовании отдельных ферментов (ферментных систем), например, протеаз в моющих средствах, липаз для модификации вкуса молочных продуктов и т д Однако необходимо помнить, что в начальной или конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный Так, ферменты продуцируются клетками, а при генно-инженерных разработках реципиентом новой генетической информации становится также клетка [c.42]

По мере развития иммунологии оказалось, что для иммунизации часто нужен не целый вирус или болезнетворный микроб, а лишь его антигенная часть, способная вызвать образование антител. Такая часть является белком - субъединицей вируса или бактерии, содержащие ее вакцины называют субъединичными. Генная инженерия открыла простой путь получения таких вакцин. Из генома вируса выделяют ген белка с антигенной активностью, встраивают его в вектор и размножают этот белок в бактериальной клетке. Производство такого белка в отличие от получения вируса не только дешево, но и безопасно, сама вакцина также безопасна и не содержит ничего лишнего. [c.62]

Слияние разных цепей ДНК обычно также и у лизогенных бактериофагов, которые вводят свою ДНК в бактериальный геном, где она в течение некоторого времени остается недеятельной. Отметим также, что сплайсинг ДНК является основным этапом всех экспериментов в области генной инженерии [542, 575]. [c.228]

В результате научно-технической революции появились новые отрасли промышленности. Особое значение имели освоение атомной энергии, развитие ракетостроения и космические исследования, создание полупроводниковой техники, получение новых материалов и композиций и т. д. Существенное значение приобрели вопросы контроля за загрязнением окружающей среды и другие экологические проблемы. Нельзя не отметить также успехов биохимии, раскрытия роли микроэлементов в процессах жизнедеятельности и достижения генной инженерии. [c.12]

Будут более полно удовлетворяться потребности сельского хозяйства в продуктах микробиологического синтеза, а также активнее внедряться научно-технические достижения в области биотехнологии и генной инженерии. [c.10]

В настоящее время И. получают из прир. источников или методами, генной инженерии. Человеческий лейкоцитарный И. используют для лечения острого лейкоза, волосатоклеточной лейкемии, а также для профилактики и лечения гриппа и др. вирусных респираторных заболеваний. [c.248]

См. также Генетический код. Гены. Мигрирующие генетические злементы Генетический код 1/1012, 1011, 1013, 1163 2/877, 1323, 1324 3/211, 300 4/521, 1229, 1231, 1238, 1240 5/636 Генетический рад 1/П63 Генины 1/1129 2/959 5/1044 Генная инженерия, см. Генетическая инженерия Генные карты 1/1009, 1010 Геномы 1/1013, 1008, 1009, 1014. См. также Генетический код. Гены вирусов 1/470 3/587, 588, 594 ДНК н РНК, см. Нуклеиновые кислоты [c.577]

Наконец сейчас достигнут новый уровень в развитии знаний по этому вопросу — он касается всех технических приемов и методов генной инженерии. Этот уровень прямо ориентируется на сам наследственный материал — нуклеиновые кислоты и особенно ДНК. В данной части главы после определения понятия биохимического полиморфизма будут рассмотрены различные причины появления множественных форм белков, а также ограничения основной методики, применяемой для демонстрации этого полиморфизма. [c.37]

Генная инженерия и клонирование, негативная евгеника и новейшие разработки в области криогеники, жизнь после смерти, удивительные способности человеческого разума, а также глобальных информационных сетей, полей, пространств и возможности т использования во благо себе и человечеству — основные темы книг, цель которых — сделать доступной для каждого серьезную науку. [c.192]

Современное руководство по биотехнологии, написанное авторитетными канадскими учеными. В книге подробно изложены основы генной инженерии механизмы репликации, транскрипции и трансляции методы клонирования, амплификации и секвенирования ДНК конструирование рекомбинантных ДНК введение последовательностей-мишеней в геном микроорганизмов, растений и животных, а также практическое применение генной инженерии для получения лекарственных веществ, вакцин, факторов роста, инсектицидов и т.д. Большое внимание уделено генной терапии и связанным с ней морально-этическим проблемам, патентованию биотехнологических продуктов и способов их получения. [c.4]

В последнее время интерес к БОО появился снова теперь это связано с утилизацией различных отходов (например, целлюлозы и сыворотки). В одних случаях предполагается использовать природные микроорганизмы, в других - микроорганизмы, созданные методами генной инженерии. Но так или иначе, перспективы развития производства БОО будут определяться не природой микроорганизмов, а экономическими соображениями. Возможно, рентабельность производства удастся повысить, если БОО будут получать из побочных продуктов утилизации отходов. Для того чтобы разработать экономичный процесс производства БОО из отходов, необходимо изучить кинетику роста, метаболизм, возможности генетического манипулирования и безопасность многих микроорганизмов, а также вкусовые качества синтезируемых ими продуктов. [c.302]

ДНК-зонды применяют для поиска родственных генов в реакциях гибридизацрш с РНК — для выявления экспрессии данного гена в различных клетках. Для вьывления молекул нуклеиновых кислот, комплементарных всему зонду (или его участку), ДНК-зонды часто сочетают с методом гель-электрофореза, что позволяет получать информацию о размерах гибридизируемых молекул ДНК. Эффективное использование современных приборов, способных автоматически синтезировать любые нуклеотидные последовательности за короткий промежуток времени, дало возможность перестраивать гены, что представляет собой один из важных аспектов генной инженерии. Обмен генами, а также введение в клетку гена другого вида организма осуществляют посредством генетической рекомбинации in vitro. Этот подход был разработан на бактериях, в частности на Е. соИ. Он основан на важном свойстве ДНК — способности к перестройкам, изменяющим комбинацию генов в геноме и их экспрессию. Такая уникальная способность ДНК позволяет приспосабливаться данному виду к изменяющейся среде. Генетическую рекомбинацию подразделяют на два больших класса общую рекомбинацию и сайт-специфическую рекомбинацию. В процессе общей рекомбинации генетический обмен в ДНК происходит между гомологичными нуклеотидными последовательностями, например между двумя копиями одной и той же хромосомы в процессе мейоза (кроссинговера), или при скрещивании и перегруппировке генов у бактерий. [c.112]

В учебнике на современном научно-теоретическом уровне изложен материал по структурной и метаболической биохимии. Особое внимание уделено полифункциональности белков и их роли в обеспечении специфических биохимических процессов и физиологических функций организма, а также динамическим аспектам ферментативного катализа. Приведены новые данные о регуляции метаболизма и экспрессии генов, биохимии иммунитета, а также клеточной и генной инженерии. [c.2]

История развития генной инженерии насчитывает не более тридцати лет. Ее становление связано с конструированием векторных молекул, получением рекомбинантных ДНК, а также включением в векторы генов животных и человека. Невозможно связать генную инженерию с одним каким-либо открытием, так как она представляет собой совокупность приемов и методов, направленных на создание искусственно модифицированных генетических программ. В предыдущей главе рассмотрены процессы генетической рекомбинации, происходящие при синтезе антител в природных условиях. Возможно эти процессы и явились толчком для проведения опытов, связанных с получением рекомбинантных генов искусственным путем. [c.499]

Такими методами были созданы культуры непатогепных бактерий Е. соИ, в которых синтезируются гормоны животных и человека — инсулин и другие, а также интерферон. Возможности генной инженерии чрезвычайно велики. Однако они не могли бы быть реализованы без прочтения текстов ДНК, без установления первичной структуры. [c.268]

Вполне реален синтез гена, кодирующего структуру простого белка, например инсулина. На очереди стоят задачи синтеза генов для ряда белков, а также введения этих искусственных генов в клетки в таких условиях, когда они могут выражаться , т. е. подвергаться транскрипции, и запустить синтез соответствующих белков. Решение этих задач должно составить содержание новой области, получившей название генной инженерии . [c.198]

Новейшим достижением в биотехнологии явилось создание технологии рекомбинантных ДНК, или генной инженерии. Эта область объединяет химию нуклеиновых кислот и белков, микробиологию, генетику и биохимию. Первой задачей генной инженерии является выделение и идентификация генетического материала (ДНК) из одного организма. Далее этот материал модифицируется с тем, чтобы его можно было ввести в новый организм-хозяин . При воспроизведении генетического материала хозяина введенная ДНК также воспроизводится. [c.117]

Любая крупномасштабная деятельность несет с собой специфические заботы. Хотя вероятность неожиданных и нежелательных происшествий может быть и очень незначительной, то, что при этом могут пострадать большие массы людей, должно влиять на наше отношение к проблеме. Такая специфическая озабоченность очевидным образом связывается с ядерной войной, расплавлением реакторов и генной инженерией. Она возникает также в связи с крупномасштабным использованием некоторых химических веществ. В гл. II мы уже обсуждали возможные глобальные последствия широкого применения хлорфторметанов в качестве аэрозольных наполнителей и хладагентов в кондиционерах. Повсеместное использование ДДТ — еще один информативный пример, который мы еще рассмотрим. В эту же категорию попадают и крупные промышленные аварии. [c.260]

Таким образо.м, при повторном вовлечении жиров в техносферу предг1ринимаются попытки как бы примирить их экологические и технические свойства — в первую очередь повысить ан-тиокислительную и термическую стабильность, улучшить противокоррозионные свойства все это достигается либо за счет химической переработки жиров, либо путем ввода присадок, как правило, ухудшающих экологические свойства кроме того, для жиров необходим синтез и подбор принишшально иных антиокислителей по сравнению с нефтяными и синтетическими маслами, воздействие которых на человека и окружающую среду в большинстве случаев неизвестно экологические последствия от использования методов генной инженерии также далеко не ясны. [c.42]

Вы познакомились с основными приемами и способами модификации генома микробных, растительных и животных клеток. Для биотехнологии большое значение представляет создание суперпродуцентов на основе микробных и растительных клеток, способных синтезировать любые белковые вещества, имеющие практическое значение. Генная инженерия дает возможность не только создания новых, отсутствующих в природе продуцентов целевых продуктов, но и существенного увеличения эффективности уже существующих производств. Например, способом повышения продуктивности того или иного продуцента является амплификация, т е. увеличение числа копий генов, кодирующих целевой продукт. Можно еще раз подчеркнуть огромные возможности генной инженерии для создания вакцин на основе синтетических антигенов, трансгенных растений с заранее заданными свойствами, а также транс-генных животных. В дополнение следует отметить использование методов генной инженерии в диагностике некоторых заболеваний, например вирусных инфекций, а также для лечения ряда наследственных заболеваний. В связи с этим появился даже новый термин генная терапия. Для лечения наследственных болезней необходимо дефектный ген заменить на нормально функционирующий. В качестве векторов обычно используют РНК-ретровирусы, которые вводятся в стволовые клетки костного мозга. [c.507]

Речь идет о генной инженерии, когда изменение химсостава в желаемом для техносферы направлении осуществляется путем изменения наследственных признаков. Основная цель здесь — повысить содержание олеиновой и мононенасыщенных кислот и снизить содержание линоленовой, способствующей протеканию полимеризации, росту вязкости и ускоренному старению масла, а также экологоопасной эруковой кислоты. [c.247]

Разумеется, без достаточных экспериментальных подтверждений мы не можем настаивать на таком объяснении, однако это и не так уже существенно. Важен надежно установленный экспериментальный факт для элюции нативной ДНК (или двунитевой РНК, а также гибридных молекул ДНК—РНК) с оксиапатита требуется почти вдвое более высокая концентрация фосфатного буфера, чем для элюции денатурированной ДНК или однонитевой РНК. Это обстоятельство открыло возможность быстрого и надежного отделения двунитевых молекул нуклеиновых кислот от однонитевых, что сыграло очень важную роль как в изучении структуры генома (исследования кинетики ренатурации), так и в развитии современных методов генной инженерии (гибридизация молекул НК и др.). Как и в случае кислых белков, присутствие даже относительно высоких концентраций неорганических солей в элюирующем буфере практически не сказывается на процессах элюции одно- и двунитевых молекул НК с оксиапатита. Вместе с тем, варьируя концентрацию Na l или КС1 в буфере, можно управлять изменением конформации самих нуклеиновых кислот, а также характером их гибридизации (например, отделять истинные , полноценные, гибридные молекулы от несовершенных гибридов ). [c.230]

Вектор (Ve tor) Самореплицирующаяся молекула ДНК (например, бактериальная плазмида), используемая в генной инженерии для переноса генов от орга-низма-донора в организм-реципиент, а также для клонирования нуклеотидных последовательностей. [c.545]

В 1979 г. Гудман и Бакстер, а также Годдель с сотр. осуществили синтез СТГ человека методами генной инженерии. В то время как первая группа использовала соответствуюишй природный ген, вторая встраивала ген, синтезированный комбинацией химических и ферментативных методов. Учитывая существующие трудности химического пептидного синтеза, можно говорить о большом значении ДНК-рекомбннантной техники (разд. 2.3.1.7) для получения этого гормона. [c.244]

Способность культур к детоксикации усиливается путем их адаптации к пестицидам, а также в результате химического мутагенеза. Методами генной инженерии производят микроорганизмы-мутанты, способные эффективно разрушать ксенобиотики. Кроме того, не следует сбрасывать со счета самоочищение почв в результате деградации пестицидов различными путями чисто химическое разрушение, фотоокисление, вымывание, улетучивание, детоксикация при участии животных и растений. Однако основным процессом биодефадации пестицидов является микробиологическое разложение и фансформа-ция. [c.164]

В последние годы анализ первичной структуры белков на основе исследования нуклеотидной последовательности соответствующих генов принимает все большие масштабы. Первоначально такие исследования касались белков прокариотических организмов, в основном Е. oli, генетика которых хорошо изучена, и получение структурных генов не представляло большого труда. По мере развития методов генной инженерии появилась всгзможность выделять также структурные гены белков эукариот. [c.81]

Имеются также предпосылки к созданию методами генной инженерии злаковых растений — азотофиксаторов. Это сулит большие выгоды агрохозяйствам, занимающимся выращиванием, например, зерновых культур. [c.519]

Поэтому в последние годы стали использовать два целенаправленных метода, с помощью которых и были достигнуты результаты, наделавшие столько шума. Первый метод состоит в том, что из клетки выделяют мРНК, отвечающую данному белку. С этой РНК с помощью ревертазы снимают ДНКовую копию, то есть получают нужный ген. Далее химическими методами к нему пришивают необходимые регуляторные участки (инициирующие и терминирующие кодоны), и встраивают в строго определенное место плазмиды. При этом используются плазмиды, специально сконструированные для целей генной инженерии. В такой плазмиде есть все, что необходимо для ее существования в бактериальной клетке, а также подготовлен промоторный участок, начиная с которого РНК-полимераза клетки считает любой ген, который будет встроен сразу вслед за промотором. Сюда и встраивают нужный ген. [c.63]

Где-то в пустынях стоят солнечные электростанции, от них ток, а также необходимое минеральное сырье, поступают на громадные биотехнологические заводы, где готовят оптимально сбалансированные корма из бактерий или дрожжей и в удобной упаковке рассылают их по всей стране на птице-, евино- и коровофабрики. Там, словно в инкубаторах, где сегодня растят кур, выращивают всю остальную живность, а может быть, и совсем новых, выведенных с помощью генной инженерии, животных. Кроме кормов, заводы изготовляют искусственную пищу. [c.127]