Начало молекулярной биологии гена

Начало молекулярной биологии гена [c.5]

Однако, сознательное использование в лабораторных условиях генетических принципов, лежащих в основе природных перемещений генов, позволило разработать более эффективные системы передачи генетической информации между организмами и приступить к беспрецедентным по информативности исследованиям генетических явлений на молекулярном уровне. У нас на глазах произошло рождение нового направления в молекулярной биологии - генной инженерии, значение которого не ограничивается результатами конкретных фундаментальных и прикладных исследований. По-видимому, именно с этого момента начался новый этап эволюции биосферы Земли, все последствия которого мы в настоящее время не в состоянии предвидеть. [c.38]

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Вспомните историю открытия рестриктаз. Ведь все началось с выяснения очень тонкой химической особенности молекул ДНК — метилирования ничтожной доли нуклеотидов. Эта особенность не была связана с основными функциями ДНК, а лишь позволяла клетке отличать свои молекулы от чужих . А где была бы сейчас молекулярная биология и генная инженерия, не будь открыты рестриктазы [c.88]

Основная идея книги заключается в том, что существует множество способов сохранения определенного гена в геноме, причем в различных организмах реализуются разные способы. С учетом дальнейшего развития современных исследований в книге уделено равное внимание молекулярной биологии прокариот и эукариот. И те и другие теперь-действующие лица одной и той же истории. Для начала мы рассмотрим вопрос о том, каким образом информация, заключенная в гене, реализуется в виде белка, а затем, уже на молекулярном уровне, вернемся назад, непосредственно к самой ДНК. [c.6]

Начало XXI века ознаменовалось практически полной расшифровкой генома человека. Этот прорыв в биологии человека преображает диагностические возможности медицины, создаёт предпосылки для дальнейшего развития молекулярной медицины, которая рассматривает патогенез болезней на молекулярном уровне (от первичного продукта экспрессии гена до патологических метаболитов). На основе этого подхода разрабатываются принципиально новые методы лечения. [c.3]

Чтобы подготовить читателя к восприятию этих новейших достижений, мы остановились во введении к гл. 1-3 на классических генетических и биохимических исследованиях, проведенных в период с начала века до примерно 1972 г. Эти исследования бьши выполнены преимущественно на микроорганизмах, и благодаря им удалось установить структуру и функции генов и геномов. Разработка в начале 70-х годов методов получения рекомбинантных ДНК и связанный с этим прогресс в технологии быстрого определения нуклеотидной последовательности ДНК позволили вскоре применить молекулярные методы и для исследования более сложных геномов. Ядро книги составляют работы, выполненные менее чем за два десятилетия, которые показали, какие широкие возможности дает использование этих методов в биологии. [c.6]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот — информационных макромолекул. Становление молекулярной биологии связано с открытием генетической роли нуклеиновых кислот и с ее расшифровкой. Гены, т. е. фрагменты молекул ДНК и РНК, программируют синтез белков. Эти молекулы являются законодательными , а белки — исполнительными . Молекулярная биология началась с открытия трансформации бактерий посредством ДНК (Эвери, Мак-Леод, Мак-Карти, 1944). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Она изучает широкую совокупность жизненных процессов, в том числе ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т. д. В отличие от классической биохимии, молекулярная биология объединяется с физикой и ее специфика состоит именно в физических аспектах исследований и задач. [c.220]

Введение синтетических генов с помощью повых методов молекулярной биологии — это третья возможность. До некоторой степени это достигалось случайной импровизацией при использовании облучения или других мутагенов для осуществления молекулярной перестройки в нормальном геноме клетки. Однако теперь возможно синтезировать нуклеотидные цепи и имитировать небольшие фрагменты ДНК и РНК. Это важно, потому что в фитопатологии имеется отличная рабочая гипотеза о существовании противостоящих генов устойчивости у хозяина и вирулентностп у патогена. Болезнеустойчивость к такому высокоснецнализированному паразиту, как гриб ржавчины, наблюдается, когда хозяин обладает факторами, непреодолимыми для паразита, или, наоборот, устойчивости нет, когда паразит обладает способностью, не парируемой геномом хозяина. Не будет слишком рано начать разгадывание кодовой системы вредных организ-люв, чтобы выяснить, не можем ли мы дислоцировать нормальные функции гена. Можно думать, что наступление [c.130]

В 1980-х годах наблюдштся взрыв интереса к генной инженерии. Промышленные компании начали вкладывать миллиарды долларов не в теоретическую молекулярную биологию, а в решение прикладных задач. Родилась новая индустрия — биотехнология. В данной главе и в гл. 12 рассматриваются некоторые примеры применения биотехнологии в сельском хозяйстве, медицине, промышленности, а также при переработке отходов в конце данной главы обсуждаются такие важные аспекты биотехнологии, как генная терапия и геномная дактилоскопия. [c.240]

Разработка методов клонирования и определения последовательности оснований (секвенирования) нуклеиновых кислот положило начало новому этану развития молекулярной биологии. Знание первичной структуры участков генома, выполняющих определенные функции, дало возможность эффективно применить для их исследования целый арсенал новых методов генной инжонер11и. Зти методы (направленный мутагенез, рекомбинация in vitro и др.) позволяют модифицировать участки нуклеотидных последовательностей и исследовать их функции на молекулярном уровне. С их помощью комбинируются участки генетического материала и создаются геномы с совершенно новыми функциями. С другой стороны, эпоха массового секвенирования нуклеотидных последовательностей по-новому ставит две кардинальные проблемы биологии проблему структура-функция и проблему молекулярной эволюции. [c.4]

В то же время разорванная структура эукариотических генов была одной из крупнейших неожиданностей в молекулярной биологии. Она не вытекала из каких-либо априорных соображений, а просто явилась неумолимым выводом из результатов эксперимента. Однако, как только она стала совершившимся фактом, начались попытки осмысливания этого явления. Возник вопрос, зачем природе понадобилось вводить сложный процесс сплайсинга, включающего разрывы и соединения концов РНК и уничтожение трех четвертей синтезированной про-мРНК, вместо того чтобы просто иметь непрерывные гены, как в случае прокариотических организмов. [c.48]

С начала 70-х гг., когда было показано, что ДНК можно расщепить на фрагменты и затем снова соединить in vitro, рекомбинантные ДНК стали важным инструментом молекулярной биологии [И]. В настоящее время методы генной инженерии позволяют изолировать, размножить и прочитать (определить нуклеотидную последовательность) любой нужный ген, принадлежит ли он растению, животному или микроорганизму. Зная нуклеотидную последовательность ДНК представляющего интерес гена, мы можем затем установить аминокислотную последовательность кодируемого им белка. Верно и обратное-для любой требуемой полипептидной цепи можно создать соо1ветствующую нуклеотидную последовательность. Для относительно небольших пептидов в 1981 г. осуществлен химический синтез гена in vitro [14]. Таким образом, не существует теоретических препятствий к конструированию генов, кодирующих новые функции. Трудности возникают, если нужно синтезировать длинные полинуклеотиды-с приемлемым выходом, не загрязненные побочными продуктами сходного строения, а также при проектировании полипептидной последовательности, обеспечивающей желаемые функции. Мы еще очень мало знаем о факторах, определяющих упаковку белка. Поэтому сейчас мы ограничиваемся модификацией существующих белков путем замены нуклеотидов в соответствующих областях гена. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология