Презентація на тему:
генна інженерія

Технологія рекомбінантних ДНК. Розвиток методу Підготувала: Прищепа Ліна

З початку другого тисячоліття після розшифрування генів багатьох організмів і генома людини вчені оперують не окремими біологічними молекулами, а великими масивами генів, намагаючись зрозуміти гармонію складної системи взаємодій геномів та їх продуктів, клітинних структур і систем сигналізації. Велику роль при вивчені послідовностей геномів зіграли бурхливо розививачі методи ПЛР, ПЛР в реальному часі і визначення нуклеотидної послідовності або секвенування ДНК.

Генетична інженерія – найсучасніший напрямок генетики, який визначає стрімкий розвиток цієї науки. Методи генетичної інженерії дозволяють не тільки глибше вивчати структуру і функціонування генів, що визначають розвиток будь-якого організму, але й створювати нові форми живих організмів, корисні для людини.

Технологія рекомбінантних ДНК це сукупність експериментальних процедур, що дозволяють здійснювати перенесення генетичного матеріалу (ДНК) з одного організму в інший.

На сьогоднішній день можна вирізати окремі ділянки ДНК отримувати нуклеотиди на ДНК-синтезаторах сотнями в добу змінювати виділений ген вводити його знову в геном культивованих клітин або ембріона тварини

Історичні дані

Експерименти з клонування включають наступні етапи 1. рестриктазного розщеплення з організму-донора потрібних генів нативной ДНК (клонують ДНК, вбудована ДНК, ДНК-мішень, чужорідна ДНК). 2.Швидке розшифрування всіх нуклеотидів в очищеному фрагменті ДНК, що дозволяє визначити точні межі гена і амінокислотну послідовність, кодованих геном. 3. Обробка рестрикційними ендонуклеазами вектора для клонування, який може реплікуватися в клітці-хазяїні. 4. Зшивання ДНК-лігази двох фрагментів ДНК з утворенням нової рекомбінантної молекули - конструкція «клонуючий вектор - вбудована ДНК». 5. Введення цієї конструкції в клітку господаря (реципієнта), де вона реплікується і передається нащадкам. Цей процес називається трансформацією. Після трансформації бактеріальна клітина відтворює фрагмент клонованої ДНК мільйонами ідентичних клітин. 6. Ідентифікація та відбір клітин, які мають рекомбинантную ДНК (трансформовані клітини). 7. Отримання специфічного білкового продукту, синтезованого клітинами-господарями .

Клонування рекомбінантної ДНК

ВЕКТОРНІ СИСТЕМИ Вектором( від. лат. Vector- той, що несе; носій; переносник) називають частину молекули рекомбінантної ДНК, яка забезпечує її перенесення у клітину- хазяїна.

Для введення рекомбінантних ДНК застосовують два основних вектори Плазміди Бактеріофаг

Плазміди позахромосомні генетичні елементи у вигляді кільцевих молекул ДНК, що містять 1-3% генома бактеріальної клітини

Види плазмідів Р-плазміди- містять інформацію, що забезпечує їх власне перенесення з однієї клітини в іншу R-плазміди- несуть гени стійкості до антибіотиків або специфічні набори генів, відповідальних за утилізацію метаболітів (плазміди деградації)

Таким чином, плазміди мають властивості, що дозволяють використовувати їх в якості вектора для перенесення клонованої ДНК. Бактеріальний клон, що містить таку плазміду, можна порівняти з фабрикою з виробництва цього фрагмента.

Плазмідні вектори, як правило, створюють методом генної інженерії, так як природні (немодифіковані) плазміди позбавлені ряду обов'язкових для «високоякісного вектора» властивостей: невеликого розміру, так як ефективність перенесення екзогенної ДНК в Е. соli знижується при довжині плазміди понад 15 тисяч пар нуклеотидів; наявності сайту рестрикції, в який здійснено вставка; наявності одного або більше селективних генетичних маркерів для ідентифікації реципієнтних клітин, які мають рекомбі-нантную ДНК.

Всі системи клонування повинні відповідати двом основним вимогам: Наявності декількох сайтів для клонування Можливості досить простий ідентифікації клітин з рекомбінантними ДНК

Бактеріофаг Вірус з двухланцюговою ДНК, який після проникнення в клітину змикається в кільце.

Використання бактеріофагів в якості носіїв генетичної інформації засноване на тому, що рекомбінантний ген вбудовується в геном вірусу і в подальшому реплікуєтся з генами вірусу при розмноженні в інфікованій клітині-господаря. Вектори на основі фага зручні для створення клонеток (банку генів), але не для тонких маніпуляцій з фрагментом ДНК. Для детального вивчення і перетворення фрагменти ДНК переклонують в плазміди

Косміди плазміди, що несуть соs-ділянку (комплементарні липкі кінці) ДНК фага X. Наявність соs-ділянки дозволяє виробляти упаковку ДНК в головку фага in vitro, що забезпечує можливість їх введення в клітку шляхом інфекції, а не трансформації Фазміди гібриди між фагами і плазмідами - здатні розвиватися як фаг і як плазміди фазміди дають можливість відмовитися від переклонування генів з фагових в плазмід-ні вектори.