Генетические конструкции

Рис. 21.7. Аденовирусный вектор. В клетку-хозяина, несущую интегрированный в геномную ДНК функциональный ген Е1 аденовируса, вводят встроенную в сегмент аденовирусного генома (0-17 единицы карты) плазмиду с терапевтическим геном (ТГ) и участок геномной ДНК аденовируса (9-100 единицы карты). Длина генома аденовируса равна 100 единицам. В результате рекомбинации (штриховая линия) между перекрывающимися участками плазмиды и ДНК аденовируса образуется молекула ДНК, эквивалентная полноразмерному вирусному геному. Рекомбинантная ДНК, содержащая терапевтический ген, упаковывается и высвобождается из клетки после лизиса. Образующиеся вирусные частицы дефектны по репликации. Плазмидная ДНК, входящая в состав конечной генетической конструкции, не влияет на упаковку рекомбинантной ДНК (не показано).

Опыты с искусственными генными конструкциями, составленными из отрезков ДНК разного происхождения, выявили существование особого цис-действующего элемента регуляции генов эукариот, получившего название усилителя (энхансера) или активатора транскрипции. Энхансеры представлены короткими последовательностями ДНК, состоящими из отдельных элементов (модулей), включающих десятки нуклеотидных пар. Модули могут представлять собой повторяющиеся единицы. Энхансер увеличивает эффективность транскрипции гена в десятки и сотни раз. Впервые энхансеры были обнаружены в составе геномов животных ДНК-содержащих вирусов ( У40 и полиомы), где они обеспечивают активную транскрипцию вирусных генов. Извлеченные из вирусных геномов и включенные в состав искусственных генетических конструкций, они резко усиливали экспрессию ряда клеточных генов. Позднее были обнаружены собственные энхансеры генов эукариотической клетки. Особенность энхансеров состоит в том, что они способны действовать на больших расстояниях (более чем 1000 п. н.) и вне зависимости от ориентации по отношению к направлению транскрипции гена. Оказалось, что энхансеры могут располагаться как на 5 -, так и на З -конце фрагмента ДНК, включающего ген, а также в составе интронов (рис. 112, а). Например, энхансеры были выявлены в районе 400 п. н. перед стартом транскрипции генов инсулина и химо-трипсина крысы. В случае гена алкогольдегидрогеназы дрозофилы энхансер был локализован за 2000 п. н. перед промотором. Энхансеры обнаружены на 3 -фланге гена, кодирующего полипептидный гормон-плацентарный лактоген человека, а также в составе интронов генов иммуноглобулинов и коллагена. [c.203]

Рис. 6.7. Клонирующий вектор системы слияния. Он содержит ген устойчивости к ампициллину (Атр ) в качестве селективного маркера, 5 -концевой сегмент гена ompF, кодирующий N-конец наружного мембранного белка, сайт для рестрицирующей эндонуклеазы АЬс и укороченный ген -галактозидазы (la Z). Ген, который хотят клонировать, встраивают в Ab l-сайт. После транскрипции и трансляции этой генетической конструкции образуется трехкомпонентный химерный белок.

Перенос полученной генетической конструкции хромосомный сайт интеграции/клонированный ген в хозяйскую клетку в составе плазмиды, не способной к автономной репликации в клетках этого хозяина. [c.123]

Для доставки в клетки крупных генетических конструкций (>10 т. п. н.) с помощью эндосом-ного клеточного транспорта, позволяющего избежать лизосомного разрущения ДНК, образуют конъюгат ДНК с другими молекулами. Для этого поли-Ь-лизин ковалентно сшивают с молекулой, связывающейся со специфическим клеточным рецептором, а затем добавляют ДНК. В результате получается компактная, плотно скрученная структура (тор), на внешней поверхности которой располагаются сайты связывания с клеточным рецептором (рис. 21.11). К сожалению, подобный конъюгат, несмотря на свою специфичность, обладает низкой эффективностью трансфекции. Все созданные к на- [c.501]

Таким образом, генетическая конструкция и механизмы переноса генов обеспечивают необходимую пластичность бактериального генома и метаболизма ксенобиотиков микроорганизмами, их адаптацию к различным соединениям и быстрое распространение необходимых генов внутри популяции. [c.343]

Все чаще на страницах газет и других популярных изданий можно встретить термины современная биотехнология и генетическая инженерия (или генетическая модификация, манипуляция ), генетически модифицированный организм (ГМО) или генетически измененный (генно-инженерный, трансгенный) организм , генетически модифицированные продукты питания . Во всех этих публикациях речь идет по сути об одном — последних достижениях генетики. Причем эти достижения не ограничиваются просто познанием механизмов наследственности, а позволяют активно в них вмешиваться, изменять в желаемом направлении и в результате создавать новые сорта растений, обладающие полезными признаками, которые невозможно отобрать с помощью традиционной селекции, получать новые более эффективные лекарственные препараты, способные лечить ранее неизлечимые болезни. Все это стало реальностью благодаря разработке технологий, позволяющих выделять и изучать наследственный материал (ДНК), создавать его новые комбинации с помощью манипуляций, осуществляемых вне клетки, и переносить эти новые генетические конструкции в живые организмы. Появилась возможность использовать в селекции гены любых, совершенно неродственных видов, например вводить в сорта растений определенные гены животных, бактерий, вирусов и даже человека. [c.5]

Тут надо иметь в виду, что существуют организмы одноклеточные и многоклеточные. В первом случае все просто имеются хорошо отработанные методы введения рекомбинантных молекул ДНК в клетки микроорганизмов. Если сконструированная плазмида способна к самовоспроизведению, то она будет размножаться внутри клетки. В свою очередь сами клетки реципиентного организма быстро делятся вместе с привнесенными в них плазмидами. Так осуществляется клонирование генов в микроорганизмах. Если стоит задача получить генно-инженерный микроорганизм, то добиваются, чтобы привнесенная в клетку генетическая конструкция включилась (устойчиво интегрировалась) в хромосому реципиентного организма. [c.26]

Многие белки, продуцируемые Е. соН, накапливаются в клетках в форме нерастворимых биологически неактивных телец включения. И хотя из таких структур часто удается получать в небольших количествах биологически активный белок, для этого приходится проводить продолжительную солюбилизацию. Плохая растворимость белков in vivo часто обусловливается их неправильной укладкой, и эту проблему пытались рещить различными способами. Так, известно, что химерные белки, одним из компонентов которых является тиоредоксин, белок мол. массой 11,7 кДА, остаются в растворе, даже если на их долю приходится 40% суммарного клеточного белка. Имея это в виду, ген-мищень встроили в полилинкер сразу вслед за геном ти-оредоксина, так чтобы оба этих гена попали под контроль / "-промотора в плазмидном векторе Е. соИ (рис. 6.9). В хромосоме хозяйских клеток Е. соИ, использующихся в этой системе, присутствует генетическая конструкция, детерминирующая образование репрессора с — копия гена с1, находящаяся под транскрипционным контро- [c.114]

Аналогично амплифицируется участок, содержащий ген UP у дрожжей, обусловливающий устойчивость клеток к ионам меди. В отсутствие селективного агента эти отобранные генетические конструкции оказываются нестабильными и устойчивость быстро теряется. [c.325]

Ж. Стратегия для отбора генетических конструкций [c.83]

Само название раздела молекулярной генетики, именуемого генном инженерией, указывает на то, что в результате такого рода исследований создаются искусственные генетические конструкции, в которых отдельные части генов или гены целиком объединяются в требуемой последовательности руками экспериментатора - генного инженера. Это позволяет определять их взаимное влияние и функциональное значение, а также проводить экспрессию генов в новом генетическом окружении. Таким образом, в экспериментальных условиях имеет место обмен генетической информацией как между отдельными генами организмов одного и того же вида, так и между организмами разных таксономических групп, что не происходит в природе из-за непреодолимых барьеров репродуктивной изоляции [1]. Тем не менее, практически во всех методах современной генной инженерии фрагментарно (в адаптированном виде) используются элементы природных моле-кулярно-генетических механизмов. [c.13]

Рис. 19.11. Генетическая конструкция, называемая мини-геном PDAPP, с помощью которой можно моделировать развитие болезни Альцгеймера у трансгенных мыщей. 1-10 - экзоны кДНК белка-предшественника амилоида, А—С - введенные интроны. Регуляторными элементами являются промотор гена р-фактора роста из тромбоцитов и сигнал полиаденилирования вируса SV40.

Рис. 19.12. Генетическая конструкция кДНК СРТО — ген Р-казеина козы . Полноразмерная кДНК СРТЯ встроена между экзонами 2 (ЕХ2) и 7 (ЕХ7) гена р-казеина козы. Сохранены промотор, терминатор и экзоны 1, 8 и 9 (ЕХ1, ЕХ8 и ЕХ9) гена казеина.

Положительные результаты были получены и в ходе экспериментов с трансгенными свиньями. Например, были созданы здоровые трансгенные свиньи, в геноме которых присутствовала следующая генетическая конструкция регуляторная область гена Р-глобина человека, два гена а [-глобина человека и один ген Р -гло-бина человека. В результате ее экспрессии в клетках крови свиней синтезировался человече- [c.435]

В большинстве протоколов генной терапии ех vivo и in vivo используются клонированные генетические конструкции, возмещающие функциональную форму белка, который не синтезируется в организме больного или синтезируется в дефектной форме. Однако многие заболевания [c.503]

Генотип (Genotype) Генетическая конструкция организма, набор всех его аллелей. [c.546]

Ген-репортер (Reporter gene) Ген, кодирующий легко выявляемый продукт. Такие гены используют, например, для того, чтобы убедиться, что данная генетическая конструкция успешно введена в клетку, орган или ткань. [c.546]

Плазмовирус (Plasmovirus) Генетическая конструкция, которая содержит ретровирусные гены, находящиеся под контролем 5-LTR-npoMOTopa, а также терапевтический ген и ген env, управляемые цитомегаловирусным промотором. [c.556]

Развитие рака - нроцесс многостадийный На течение каждой стадии влияет множество факторов некоторые из них зависят от генетической конструкции индивидуума, другие - от условий и образа жизни. Поэтому меняя окружающую среду и/или свои привычки, мы, в принципе, сможем значительно уменьшить шанс возникновения нрактически любой формы рака. Наиболее яркое тому свидетельство -сравнительная заболеваемость раком в разных странах. Практически для любого вида рака, обычного и весьма распространенного в какой-нибудь определенной стране, найдется другое государство, в котором частота этого вида рака будет в несколько раз ниже (табл. 21-2). При этом заболеваемость раком в популяциях иммигрантов имеет тенденцию к сближению с таковой в популяции аборигенов, что говорит о ведущей роли внешних, а не генетических факторов. На основании этих данных было вычислено, что 80-90% случаев заболевания раком может быть предотвращено. К сожалению, различные раковые заболевания имеют различные внешние факторы риска, и страна, которой удалось свести к минимуму какой-нибудь один из них, не имеет преимущества перед другими в отношении всех остальных факторов. По этой причине общая онкологическая статистика (но всем видам онкологических заболеваний) обнаруживает сходную картину заболеваемости лиц одного возраста во всех странах. Вместе с тем есть группы населения, воздержанный образ жизни которых, видимо, привел к снижению смертности от рака. Так, среди ортодоксальных мормонов в штате Юта, она вдвое ниже, чем в целом но США. [c.457]

Оплодотворенные яйцеклетки выделяют из организма самки-донора после ее спаривания с самцом-производителем. Выбор линии мышей для этой стадии работы имеет принципиальное значение. Бринстер и др. [15] сравнивали эффективность всей процедуры получения трансгенных мышей, отбирая в качестве исходного материала оплодотворенные яйцеклетки инбредных мышей С57В1/6 и гибридные яйцеклетки С57В1/6ХСВА/Л. Было показано, что многие контрольные параметры различаются у мышей разных линий. В частности, это касается формирования яйцеклеток в организме донорной самки и жизнеспособности яиц, перенесших инъекцию. В целом работа с гибридными яйцеклетками оказалась в восемь раз эффективнее, чем аналогичные манипуляции с инбредными яйцеклетками. Инбредные зиготы следует использовать только в тех случаях, когда предъявляются специальные требования к генетической конструкции живот ных. [c.315]

Как отмечалось выше, каждый ген имеет сложную систему регуляции своей активности, в отсутствие которой он просто не будет функционировать. Только для транскрипции гена (образования мРНК) обязательно наличие, помимо кодирующей области, также промотора, последовательности, обеспечивающей присоединение к мРНК поли А-хвоста, и последовательности, указывающей место окончания транскрипции. В придачу к этим обязательным элементам генетические конструкции могут содержать также регуляторные элементы, определяющие место и время активности переносимого гена (трансгена), другие гены (с соответствующими генетическими элементами), например так называемые селективные гены, с помощью которых выделяют трансформированные клетки реципиентного организма (клетки, в ДНК которых произошло встраивание трансгена) среди преобладающей массы нетрансформированных клеток. [c.25]

Аналогичная антисмысловая генетическая конструкция использована и при создании трансгенного сорта томатов РЬАУКЗАУК с удлиненным периодом хранения плодов. Обычно в процессе созревания плоды томатов вскоре после покраснения постепенно теряют упругость, становятся мягкими и загнивают. Причиной этого является образование фермента полигалактуроназа, который деградирует пектин, находящийся в межклеточном пространстве плода. При создании трансгенного сорта была использована антисмысловая конструкция названного гена. В результате у полученного сорта полигалактуроназа образуется в пониженном количестве, благодаря чему спелые помидоры в течение продолжительного времени сохраняют товарный вид. [c.52]

Для облегчения процедуры размножения таких линий ген barnase был скооперирован в одной генетической конструкции с геном устойчивости к гербициду глюфозинату, который к тому же выступал в качестве селективного гена при осуществлении генетической трансформации. [c.54]

Интенсивно используя традиционные генно-инженерные подходы, можно добиться повышения качественных и потребительских свойств сельскохозяйственной продукции. Ведутся работы и получены обнадеживающие результаты по созданию кофе без кофеина, табака без никотина, арахиса, не содержащего характерных для него аллергенов. Большой резонанс в обществе вызвала разработка швейцарских ученых, посвященная созданию так называемого золотого риса. Им удалось пол) ить и перенести в растения риса генетическую конструкцию, содержащую сразу три гена от разных организмов, необходимых для биосинтеза каротина (провитамина А) гены фитоендеса-туразы и ликопин р-циклазы от нарцисса и ген каротиндесатуразы от бактерий. В результате растения риса приобрели способность синтезировать каротин, концентрация которого в зерне достигала 1,6—2 микрограммов на грамм сырой массы. Конечно, этого недостаточно, чтобы в полной мере решить проблему ослабленного зрения детей Юго-Восточной Азии, вызванную дефицитом витамина А в продуктах питания. Для этого детям 4 — 6 лет необходимо ежедневно съедать порядка 1,2 килограмма золотого риса , что нереально. Тем не менее первый шаг в этом направлении сделан, и полученные результаты действительно открывают широкие перспективы в решении данной проблемы. [c.56]

Рис. 11. Типичная трансгенная конструкция, используемая в генетической инженерии растений. LB — левый край, RB — правый край фрагменты ДНК, содержащие по 25 пар нуклеотидов от Ti-плазмиды Agroba terium tume fa iens, необходимые для переноса трансгенных конструкций в растительные клетки с помощью метода агробактериальной трансформации. Во многих генетических конструкциях селективный ген и его регуляторные элементы отсутствуют

На самом деле ни о каких гибридных растительно-микробных белках речь не идет вообще. При трансгенозе у растений в случае, когда трансген встраивается в область, кодирующую какой-либо ген (такая вероятность есть, но не слишком большая в генетическом материале растений собственно генами занято менее 10% всей длины молекулы ДНК), происходит выключение этого гена. Вместо него работают и дают начало синтезу определенных белков, которых они кодируют, только гены, входящие во встроенную генетическую конструкцию. У них в отличие от поврежденного гена имеются все необходимые для их функционирования регуляторные элементы. Это явление (встройки трансгенов в области ДНК, кодирующие какие-либо гены) получило название инсерционного мутагенеза. Оно широко используется в генетических исследованиях для картирования генов — определения места гена на хромосоме относительно других известных генов. [c.94]

С этой же генетической конструкцией нами были получены также несколько линий трансгенных свиней. Однако явных признаков ускоренных темпов роста животных замечено не было, за исключением случая увеличения в 1,5 раза размеров почек и печени у двух трансгенных мертворожденных потомков, где была доказана экспрессия трансгепа (Андреева и др., 1990). [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология