Вопрос 66. Генная инженерия. Современное состояние теории гена
/. Перспективы генной инженерии
2. Основные положения теории гена
1. Обнаружение точной структуры гена послужило предпосылкой к выдвижению идеи переноса генов из одних организмов в другие, т. е. генной инженерии, цель которой — создание новых генетических структур и организмов с новыми наследственными свойствами. Для переноса молекул нуклеиновой кислоты используют векторы. В качестве векторов служат вирусы, проникающие в клетку, т. е. моделируется принцип трансдукции. Операция по переносу наследственной информации предусматривает три этапа:
• получение необходимого вектора;
\/ получение гена или генов, необходимых для переноса и смешивания их с вектором, т. е. гибридных молекул;
• введение гибридных молекул в клетку и репликация их. Введенные в клетку молекулы могут существовать в ней в комплексе с хромосомами либо в свободном состоянии как плазмиды. Принципиальная возможность искусственного включения новых генов в клетку доказана в ряде экспериментов:
- в колонию бактерий кишечной палочки из штамма, неспособного синтезировать аминокислоту триптофан, с помощью фага был введен соответствующий ген, и бактерии приобрели новое свойство, т. е. стали синтезировать триптофан;
• из клеток южноафриканской лягушки был выделен фрагмент ДНК, введен в клетки кишечной палочки, где обнаружилась его способность синтезировать и-РНК лягушачьего типа. Генная инженерия в будущем, возможно, обеспечит создание организмов с новыми свойствами, например бактерий, синтезирующих человеческие гормоны, микроорганизмов, обладающих повышенной продуктивностью для получения антибиотиков, а в гораздо более отдаленном будущем, может быть, поможет человечеству избавиться от наследственных болезней.
2. В результате исследований элементарных единиц наследственности сложилась теория гена, основные положения которой сводятся к следующему.
• ген занимает определенный участок (локус) в хромосоме;
• ген (цистрон) - это часть молекулы ДНК, представляющая собой определенную последовательность нуклеотидов и служащая функциональной единицей наследственной информации. Число нуклеотидов, входящих в состав различных генов, неодинаково;
• внутри гена могут происходить рекомбинации и мутирование;
• существуют структурные и функциональные гены;
- структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК — матрица для синтеза молекул и-РНК;
• функциональные гены контролируют и направляют деятельность структурных генов;
• расположение нуклеотидных триплетов в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном;
• молекулы ДНК, входящие в состав гена, способны к репарации, поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям;
• генотип, будучи дискретным (состоящим из отдельных генов), функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние внутриклеточные факторы и факторы внешней среды.
Вопрос 67. Нехромосомная наследственность
1. Внеядерная наследственность
2. Пластидная и цитоплазматическая наследственность
Признание за ядром главенствующей роли в передаче наследственных свойств не исключает существования внеядерной наследственности, которая связана с органоидами клетки, способными к саморепродукции. Факторы наследственности, расположенные в клетках вне хромосом, получили название плазмид. Функция плазмид, как и генов, находящихся в хромосомах, связана с ДНК. Установлено, что собственную ДНК имеют:
• пластиды (пластидная ДНК);
• митохондрии (митохондриальная ДНК);
• центриоли (центриолярная ДНК) и некоторые другие органоиды.
Эти цитоплазматиче-жие структуры способны к авторепродукции. С ними связана передача цитоплазматической наследственности. Проявление этой формы наследственности находится под контролем ядерной ДНК.
2. Пластидная наследственность обнаружена у декоративных цветов львиного зева, ночной красавицы и др. У этих растений наряду с расами, имеющими зеленые листья, есть расы пест-ролистости. Признак пестролистости передается только по материнской линии.
Цитоплазматическая наследственность известна у ряда культурных растений. У кукурузы существуют сорта с мужской стерильностью, которая передается исключительно через цитоплазму женских половых клеток.
В цитоплазме бактерий обнаружены автономно расположенные плазмиды, состоящие из кольцевых молекул двунитчатой ДНК. Эти бактериальные плазмиды обусловливают:
• половую дифференцировку;
• устойчивость к ряду лекарственных веществ;
• синтез некоторых белков.
Феноменом цитоплазматической наследственности объясняются длительные модификации. Иногда генотип материнского организма оказывает влияние на следующее поколение через цитоплазму яйцеклетки. Такое влияние называется предетермина-ции, когда действует наследственная информация, заложенная в хромосомах и определяющая особенности яйцеклетки еще до оплодотворения.
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 477;