Значение рекомбинантных ДНК.

Развитие методов выделения генов, объединение их в новых сочетаниях (гибридизация молекул ДНК), введение затем в клетки хозяина и их клонирования (накопления) стало важным биохимическим достижением, которое открыло новую эру в молекулярной биологии. Перспективы использования рекомбинантных ДНК способствовали возникновению нового направления в науке - генной инженерии. Генная инженерия, или техника рекомбинантных ДНК, включает совокупность приемов, позволяющих путем экспериментальных операций in vitro перенести генетический материал из одного организма (источники генов) в другие (хозяину или реципиенту) таким образом, чтобы обеспечить наследственность этих генов в новом для них организме. Генная инженерия - это получение живых организмов с предварительно заданными наследственными признаками, с определенным обменом веществ.

Принципами генетической инженерии являются универсальные свойства генетического материала, что позволяет создавать рекомбинантные молекулы ДНК из молекул ДНК различных организмов, например, из клеток бактерий и клеток эукариот и наоборот, вводить их в живые клетки и использовать в научной и практической целью. Например, для получения высокопродуктивных штаммов бактерий, используемых в микробиологической промышленности, повышение урожайности растений путем введения азотфиксирующих генов (что обусловит уменьшение использования удобрений и улучшения состояния окружающей среды); промышленного выпуска незаменимых аминокислот, пептидов и белков, в том числе и лекарственных препаратов. В настоящее время методы генетической инженерии с успехом используют для получения бактериальных штаммов - продуцентов биологически активных соединений, в том числе,-гормонов (инсулина, гормона роста, соматостатина), противовирусного препарата интерферона и др.. Прямая пересадка генов в геном другого организма позволит исправлять наследственные дефекты. Такие результаты получены в экспериментах на животных. Это открывает перспективы радикального лечения наследственных заболеваний путем получения рекомбинантной ДНК, содержащей нормальный ген взамен поврежденного, и введение ее в геном больного. Введение в обычную безобидную бактерию генов, способных окислять углеводороды нефти, может быть использовано для очистки нефтяных разливов.

Генная инженерия используется и как способ получения стабильных бактериальных ферментов в значительных количествах.

В последние годы много внимания уделяется вопросам практического использования рекомбинантных ДНК, однако не меньшее значение имеет и то, что клонирование генов открыло новые возможности для решения ряда фундаментальных проблем молекулярной генетики. Теперь появилась возможность выделять и получать в большом количестве фактически любой ген для того, чтобы изучить его нуклеотидные последовательности, а также последовательности мРНК и белка, которые кодируются этим геном. С развитием генетической инженерии стало возможным изучение особенностей структуры и функций генетического материала эукариот. В первую очередь это касается осознания роли различных регуляторных и сигнальных участков ДНК, таких, как промоторы, операторы и другие. Доступной стала также идентификация регуляторных механизмов, осуществляющих репрессии и депрессию специфических генов эукариотических организмов.

2. Приведите примеры рекомбинантных ДНК, которые можно использовать для стабильной модификации эукариотических клеток и организмов?

Отличительной чертой стабильно трансфицированных клеток является то, что чужеродный ген становится частью генома и, следовательно, реплицируется. Потомки этих трансфицированных клеток также будут экспрессировать новый ген, в результате чего получаются стабильно трансфицированные линии клеток.

Agrobacterium tumefaciens

Генетически модифицированные бактерии могут выступать в роли векторов для введения генов в растения. Бактерия Agrobacterium tumefaciens, вызывающая у растений заболевание -корневой рак, содержит плазмиду под названием Ti.

После инфицирования клетки растения бактерией, плазмида встраивается в хромосому хозяина и становится частью генетического материала растения. так же встраиваются и Любые гены, которые были частью плазмиды. Нужные гены могут быть введены в плазмиду, например, гены устойчивости к болезням или вредителям.