Ingineria genetică

Ingineria genetică. ADN recombinant

Ingineria genetică - un set de tehnici de izolare gene din celule care primesc ADN și ARN manipulari recombinante implementarea cu material genetic, introducerea de gene la alte organisme. O sarcină importantă de inginerie genetică este de a produce noi genotipuri (si fenotipuri) prin transplantarea de gene de la un organism la altul genotip. S-au înregistrat unele progrese în acest sens. Crearea de forme bizare de microorganisme care includ genele necesare pentru produsele proteice umane și sunt utilizate ca producătorii industriali - interferon, insulina, vaccin hepatitic B, etc. Terapia genetică este în curs de dezvoltare - transplantul de gene pentru tratamentul bolilor.







Tehnologia transplantului de gene cuprinde mai multe etape.

1. Obținerea genei necesare. Genele scurte sunt obținute prin sinteza chimică din nucleotide, dar pot fi izolate din genomul celulei (ceea ce este dificil). O altă metodă este construirea unei gene pentru ARNm utilizând transcriptaza inversă (o enzimă de replicare retrovirus). În acest scop, mRNA este izolat din țesuturi, care codifică o proteină specifică, iar ADN complementar (ADNc) necesar este sintetizat pe acest ARNm.

2. Construcția ADN-ului recombinant. Gena care rezultă (ADNc) este introdusă în genomul celulei receptor ca un ADN recombinant, care este creat prin atașarea unui ADN de vector special. Se utilizează vectori sau plasmide (molecule mici de ADN circular situate separat de nucleoidul bacteriilor) ca vectori. Plasmida este izolată de bacterii care vor servi ca receptor al genei noi. ADN-ul inelar al plasmidei și cADN este digerat cu enzime de restricție (endonucleaze ale bacteriilor care descompun ADN bacteriofag). Restrictaza taie ambele ADN-uri în zonele de palindromuri cu formarea de capete "lipicioase" (zone de nucleotide nepereche). Când plasmida tăiată și gena interacționează una cu alta, lanțurile lor polinucleotidice sunt combinate. Se formează un nou nucleu plasmidic, care include o nouă gena. ADN ligaza completarea reticulării genei și plasmidului.







3. Introducerea ADN-ului recombinant în celula receptor și clonarea genei necesare. Plasmida care conține noua genă pătrunde în celulele bacteriene, unde replicarea (clonarea) ADN-ului recombinant are loc cu formarea a mii de copii. Mai mult, aceste celule sunt capabile să traducă gena transplantată într-o proteină. Prin folosirea unor astfel de tehnologii se produc preparate proteice - interferon, insulină, hormoni proteici etc.

A renunțat la gene. Pentru a studia funcția unei anumite gene, se aplică tehnologia de excludere (knock-out) a genei. Pentru a face acest lucru, sintetizați aceeași genă sau fragmentul acesteia, modificat astfel încât produsul genei și-a pierdut funcția. Construcția rezultată este introdusă în celulele stem embrionare ale șoarecilor, unde înlocuiește gena normală. După aceasta, celulele modificate sunt implantate în blastocistul mamei surogat, din care se dezvoltă organismul, cu gena exclusă.

Expresia artificială a genelor este introducerea în organism a unei gene pe care nu a avut-o anterior. Pentru a face acest lucru, se folosesc tehnologii precum knockout-ul genelor, dar genele existente nu sunt deteriorate și nu sunt înlocuite.

Vizualizarea produselor genetice. În acest scop, o tehnologie normală de înlocuire a genei pentru construct de genă care conține gena normală, cuplat la o genă reporter (de exemplu, gena proteina verde fluorescentă). Acest lucru face posibilă vedea în ce parte a celulei se acumulează produsul genei.

Studiul mecanismului expresiei genelor. Rata de exprimare a genei este determinată de elementele de reglare ale genei și, mai presus de toate, de promotorul acesteia. Există tehnologii care permit adăugarea sau extragerea fragmentelor ADN separate de promotor.

Terapia genetică este o combinație de metode care vizează introducerea

schimbări în aparatul genetic al celulelor somatice umane în scopul tratării bolilor. Scopul este de a corecta defectele cauzate de mutațiile genetice, dând celulelor funcții noi sau blocând activitatea acestor sau a altor gene. Folosit doua abordari: terapia genica fetale - in care ADN-ul străin este introdus în zigotul sau embrionul într-un stadiu incipient de dezvoltare, se anticipează că materialul genetic introdus devine în toate celulele receptoare și celulele germinale, asigurând un transfer către următoarea generație. Terapia genică somatică, în care materialul genetic este introdus numai în celule somatice și nu este transmis celulelor germinative.

Organismele modificate genetic sunt organisme vii, genotipul cărora a fost modificat în mod intenționat prin metode de inginerie genetică. Organismele transgene sunt utilizate pe scară largă pentru producerea de produse medicale (insulină, hormoni proteici etc.). Datorită transplantului de gene, plantele pot fi mai productive sau mai rezistente la dăunători.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: