Геномы, конструирование

Клетки являются простейшим уровнем организации живого, способным к самовоспроизведению. Вне клетки все ранее рассмотренные генетические элементы — транспозоны, плазмиды и вирусы — инертны. В генетической инженерии клетки играют двойную роль как непосредственный объект генного конструирования, когда сама клетка выступает в новом качестве, или как средство для клонирования генов, которые используются в других организмах. [c.129]

В связи с этим нами разрабатывается система функциональной диагностики генетических текстов, которая использует информацию из базы знаний о структуре и функциях генетических сигналов, мощный пакет программ анализа последовательностей ДНК, ИЖ и белков и пакет программ классификации данных. Такая система необходима для эффективного проведения генно-инженерных работ по конструированию молекулярно генетических систем с заданными свойствами, а также для интерпретации данных в теоретических и экспериментальных работах с генетическими текстами. [c.12]

Векторные плазмиды и векторные вирусы со встроенными чужеродными генами часто называют гибридными (шти химерными) плазмидами (или фагами). После конструирования рекомбинантных ДНК их с помощью трансформации вводят в реципиентный организм бактериальную, грибную, растительную или животную клетку. Трансформация предусматривает предварительную обработку клеток соединениями, обусловливающими проникновение ДНК внутрь клеток с последующим их помещением в среду, в которой способны существовать только клетки, получившие векторную молекулу, например в среду с определенным антибиотиком. [c.120]

После конструирования вектора рекомбинантные плазмиды смешивают с клетками для трансформации. Например, клетки кишечной палочки со встроенным вектором выращивают на питательной среде, и в процессе этого роста образуются рекомбинантные ДНК, содержащие гены из разных организмов. Поскольку при этом образуются сходные молекулы (клоны), такой процесс называется клонированием. Далее клонированную ДНК вводят в клетки, где и происходит экспрессия генов, т.е. процессы транскрипции и трансляции с образованием необходимого белка. [c.61]

С разработкой быстрых и недорогих методов химического синтеза фрагментов ДНК методология молекулярно-биологических исследований ДНК существенно изменилась. Химически синтезированные олигонуклеотиды можно использовать для конструирования целых генов или их фрагментов, для амплификации специфических фрагментов ДНК, для направленных мутаций изолированных ДНК, а также в качестве зондов при гибридизации и в качестве линкеров, облегчающих клонирование. [c.47]

Это казавшееся ограниченным будущее было сразу изменено. Выдающиеся достижения в определении последовательности ДНК должны обеспечить обширный запас важных синтетических целей в конструировании ДНК на последующий период развития области. Более того, прогресс в области генной инженерии может сильно зависеть от наличия синтетических фрагментов ДНК-ду-плексов для решения специфических задач. [c.188]

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]

Один из способов конструирования синтетического гена заключается в получении набора олигонуклеотидов длиной 20-60 нуклеотидов каждый с перекрывающимися концами. Нуклеотидные последовательности цепей задают так, чтобы после отжига концевые сегменты гена имели тупые концы. Каждый внутренний сегмент имеет выступающие У- и 5 -концы, комплементарные таковым соседнего сегмента (рис. 5.9). После сборки гена остается сшить од- [c.86]

Синтез генов с помощью ПЦР Получение генов с помощью ПЦР - гораздо более быстрый и экономичный метод, чем тот, который основан на отжиге олигонуклеотидов с перекрывающимися концами, заполнении брешей с помощью ДНК-полимеразы и сшивании разрывов ДНК-лигазой. В одной из методик конструирование гена начинается с отжига двух перекрывающихся олигонуклеотидов (А и В), отвечающих центральной части гена (рис. 5.24). После отжига образуется дуплекс с заглубленными 3"-гидроксильными группами, служащими точками инициации синтеза комплементарных цепей при ПЦР. Затем в реакционную смесь добавляют еще два олигонуклеотида, С и [c.102]

Фитогормоны, синтезируемые трансформированными клетками в культуре, подавляют регенерацию из этих клеток зрелого растения, поэтому при конструировании векторов на основе Ti-плазмиды гены ауксина и цитокинина должны быть удалены. [c.377]

Гипотеза селективной стабилизации очень привлекательна, поскольку она не только разрешает проблему, упоминавшуюся в начале этой главы (несоответствие между числом генов и числом специфических синапсов), но и помогает в конструировании модели процессов обучения и памяти, превращения нефункционального или лабильного синапса в стабильный, т. е. речь здесь идет уже о процессе хранения информации. Именно появление этой гипотезы позволило начать действительное рас- [c.331]

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]

Методы. Для проведения генно-инженерных процедур необходимо использование ряда узкоспециализированных методов. К ним относятся секвенирование ДНК получение фрагментов ДНК выделение отдельных генов, необходимых для построения генетической программы выбор и конструирование ген-несущего вектора встраивание вектора в ДНК клетки-хозяина. [c.499]

Конструирование вектора, несущего ген [c.985]

Крупные успехи, достигнутые за последнее время в химическом синтезе ДНК, открыли перед белковой инженерией принципиально новые возможности конструирование уникальных,, не встречающихся в природе белков. Для этого необходимо и дальнейшее развитие технологии, так чтобы изменение генов методами генетической инженерии приводило к предсказуемым изменениям белков, к улучшению вполне определенных функциональных их характеристик числа оборотов, Км для конкретного субстрата, термостабильности, температурного оптимума,. [c.182]

Основой развития фармацевтической промышленности до недавнего времени был скрининг микроорганизмов и синтетических химических веществ. Появление новейших методов химического синтеза генов, возможно, позволит пойти другим путем конструирования случайных нуклеотидных последовательностей, их клонирования и оценки биологической активности соответствующих белков и пептидов. Хотя занятие это можно уподобить написанию сонета Шекспира группой печатающих [c.321]

Метод клонирования нашел множество новых применений. С помогцью микробов можно получать большие количества чужеродной ДНК, чтобы исследовать ее. Если в бактериальной клетке происходит экспрессия генов такой ДНК, это позволяет микробиологическим путем получать, например, гормоны и ферменты. Новый метод может быть применен на пользу человека поскольку, однако, конструирование [c.470]

Плазмиды как объекты генной инженерии позволяют in vitro сконструировать de novo геном клетки, используя эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы), передать его в клетки реципиентов конъюгацией, трансформацией или трансдукцией и при включении в клетку большого числа плаз-мидных копий увеличить число необходимых генов. Конструирование и передача генома облегчаются спецификой генетической организации систем биодеградации. Во-первых, они локализуются в трансмиссивных плазмидах. [c.348]

В последние годы возрастает интерес к теоретическому исследовании процесса трансляции на основе компыэтерного моделирования. Это обусловленно не только тем, что трансляция наряду с репликацией и транскрипцией относится к числу фундаментальных генетических процессов, но также и требованиями генно -инженерных исследований, направленных на разработку методов конструирования искусственных молекулярно-генетических систем с заданными свойствами. [c.155]

За последние 20 лет X. т. претерпела колоссальные изменения в научном и прикладном отношении. В совр. условиях массовые продукты основной химии уступают место продуктам тонкого хим. синтеза, все чаще условия процессов и качество продуктов определяют св-ва поверхности раздела фаз, отдельных частиц, а не объема. От макроструктуры в-в переходят к управлению микроструктурой неструктурированная среда вытесняется структурированной (мицелла, кластер) энергию вводят направленно с помощью лазера с заданной частотой излучения, в ввде плазмы, электрич. поля вместо нормального состояния фаз используют суперкритич. флюиды, жвдкие кристаллы. Появились новые области X, т. биотехнологая, генная инженерия, конструирование материалов на мол. уровне (нанотехнология). [c.241]

Один ИЗ важных этапов конструирования молекулы ДНК — лигирование (или сшивание) генов с помошью фермента ДНК-лигазы. Сшивание фрагментов ДНК, содержащих нужные гены, осуществляют двумя основными методами а) по липким концам б) с помощью искусственно достроенных липких концов. [c.116]

В середине 2000 г, сделано, возможно, одно из самых важных открытий XX в. - расшифровка генома человека. Геном - это хранилище генетической информации, записанной в структуре ДНК, своеобразный код профаммы жизни, который во многом определяет работу организ.ма в течение всего отпущенного ему срока Задача исследования информационного содержания геномов исключительно сложна, поскольку природа кодов, посредством которых записана информация до конца не выяснена. Подобные открытия создают необходимые условия для разработки на базе биокомпозитов не только уникальных лекарств, но и для решения задач конструирования нейрокомпьютеров будущего. [c.178]

Не менее важными направлениями исследований являются иммобилизация клеток и создание методами генотехники (генного инженерного конструирования) промышленных штаммов микроорганизмов —продуцентов витаминов и незаменимых аминокислот. В качестве примера медицинского применения достггжений биотехнологии можно привести иммобилизацию клеток щитовидной железы для определения тиреотропного гормона в биологических жидкостях или тканевых экстрактах. На очереди-создание биотехнологического способа получения некалорийных сластей, т.е. пищевых заменителей сахара, которые могут создавать ощущение сладости, не будучи высококалорийными. Одно из подобных перспективных веществ —аспартам, который представляет собой метиловый эфир дипептида—аспартилфенилаланина (см. ранее). Аспартам почти в 300 раз слаще сахара, безвреден и в организме расщепляется на естественно встречающиеся свободные аминокислоты аспарагиновую кислоту (аспар-тат) и фенилаланин. Аспартам, несомненно, найдет широкое применение [c.164]

В генетической инженерии с целью получения белков в достаточных количествах и с заданными свойствами (например, для генотерапии наследственных и соматических болезней) широкое применение получили эндонуклеазы рестриктазы, катализирующие расщепление молекулы двухцепочечной ДНК по специфическим нуклеотидным последовательностям внутри цепи. Рестриктазы узнают определенные 4-7-членные последовательности, вызывая, таким образом, разрывы в определенных сайтах цепи ДНК. При этом образуются не случайные последовательности, а фрагменты ДНК строго определенной структуры с липкими концами (рекомбинантные ДНК), используемые далее для конструирования гибридных молекул и получения генно-инженерной, биотехнологической продукции (например, инсулина, гормона роста, интерферона, вакцин против вируса гепатита В, СПИДа и др.). [c.481]

Другой вариант генно-инженерного конструирования системы азотфиксации относится непосредственно к растениям. Введение в геном растительной клетки Т1-плазмид агробакгерий так называемой ТДНК является хорошо отработанной процедурой (гл. 31). В ТДНК можно без труда вводить гены микробных клеток, в том числе и кодирующие белки азотфиксации. [c.398]

В качестве примера рассмотрим один из них. В его основу были положены модульный принцип конструирования ДНК и использование временных сайтов уникальных эндонуклеаз рестрикции для последовательного клонирования отдельных фрагментов и сборки целевого полинуклеотида. Дополнительные рест[ 1ктные сайты вводятся в последовательность гена в произвольно выбранные места. [c.373]

Общая характеристика генетической инженерии Гене-тическая инженерия — это методы получения рекомбинантных ДНК, объединяющих последовательности разного присхождения Некоторые ученые трактуют генетическую инженерию "как искусство использования знаний, методов и техники физико-хими-ческой биологии и молекулярной генетики для конструирования [c.177]

Введение чужеродного гена в клетки организма-продуцента — это отнюдь не единственный генно-инженерный способ конструирования новых штаммов. Иногда оказывается полезным клонирование собственных генов организма. Так, если известно, что определенная ферментативная реакция лимитирует скорость какого-то метаболитического процесса, то введение многих копий соответствующего гена в рекомбинантные плазмиды может ликвидировать это узкое место благодаря образованию большего числа молекул фермента. Главной областью применения самоклонирования , видимо, может стать направленный мутагенез. При обычном методе получения новых штаммов с помощью мутагенеза и отбора действию мутагена подвергается весь геном организма-продуцента. При этом, естественно, не гарантируется, что полезные мутации произойдут именно в интересующих нас генах. Мутируют также и другие гены, и некоторые из таких мутаций неблагоприятно повлияют на жизнеспособность организма-продуцента. Если же провести клонирование нужных генов, то их обработку мутагеном можно провести in vitro, а затем вернуть эти гены в организм, Это гарантирует получение только желаемых мутаций. [c.321]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология