Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Генна інженерія

План

1. Будова нуклеїнових кислот.

2. Структура гена еукаріот.

Нуклеотиди:

Основа (пуринова або піримідинова)

Пентоза (дезоксирибоза або рибоза)

Фосфорна кислота (від 1 до 3 залишків)

1 Нуклеотиди з’єднані естерним зв’язком між фосфатним залишком (знаходиться біля 5’ вуглеця пентози) одного нуклеотида і ОН-групою (знаходиться біля 3’ вуглеця пентози) іншого нуклеотида.

2 На одному кінці ланцюга є вільна фосфатна група – 5’ кінець, а на іншому кінці ланцюга є вільна ОН-група – 3’ кінець.

Правила Чаргаффа: А – Т; Ц – Г

Транскрипція – синтез РНК “на” ДНК.

Реплікація (редуплікація) ДНК – синтез ДНК “на” ДНК.

Трансляція – синтез поліпептидів “на” м-РНК (і-РНК).

Ген (цистрон) – ділянка ДНК, яка кодує один поліпептидний ланцюг.

Локус – ділянка молекули ДНК на якій знаходяться гени чи регуляторні ділянки.

Кодон – послідовність трьох нуклеотидів. Кожний кодон кодує певну амінокислоту або є сигнальним.

Геном людини складається з 3 000 000 000 пар основ. 20 000-25 000 генів.

Регуляторні гени контролюють транскрипцію.

Структурні гени визначають амінокислотну послідовність білків.

Оперон – ділянка ДНК, яка включає регуляторні та структурні гени.

Промотор – ділянка ДНК з якою зв’язується РНК-полімераза та ініціюється транскрипція (є РНК-полімерази І (А), ІІ (В) та ІІІ (С) – транскрипція генів рРНК, більшості генів та тРНК відповідно). Знаходиться на початку оперона.

Оператор – ділянка ДНК, з якою зв’язується білок репресор в результаті чого блокується транскрипція (якщо репресор не зв’яжеться, то транскрипція відбудеться). Знаходиться після промотора і перед структурними генами. Синтез репресора контролює регуляторний ген, який знаходиться безпосередньо перед опероном, або на певній відстані від нього.

Екзони – ділянки ДНК, які транскрибуються в про-і-РНК та знаходяться в і-РНК.

Інтрони – ділянки ДНК, які транскрибуються в про-і-РНК, але в процесі сплайсингу видаляються і тому відсутні в і-РНК.

Сплайсинг – посттранскрипційна модифікація про-і-РНК, при якій інтрони видаляються, а екзони об’єднуються в і-РНК.

Термінатор – ділянка ДНК, яка відповідає за припинення транскрипції. Знаходиться на кінці транскрипта.

Оперон еукаріот має складний за будовою промотор та екзон-інтронну почерговість структурних генів.

Оперон прокаріот має простіший за будовою промотор та не має інтронів.

ОТРИМАННЯ ГЕНІВ

Трансдукція – перенесення генетичного матеріалу в клітину при допомозі вірусного вектора.

Сайт – нуклеотидна послідовність в нуклеїновій кислоті (ділянка нуклеїнової кислоти).

Праймер – олігорибонуклеотид, який містить від 4 до 10 нуклеотидних залишків.

Праймаза – РНК-полімераза.

Плазміди – подвійні замкнені в кільце спіралі ДНК з одним, або кількома генами (іноді і без генів). Виявлені в бактеріях (цитоплазма), дріжджах та мітохондріях еукаріотичних клітин. Вони функціонують незалежно від решти генетичного матеріалу, переходять з однієї клітини в іншу. Деякі бактеріальні плазміди можуть включатись в геном і знову відділятись.

Епісома – плазміда, яка включається в хромосому клітини і утворює ковалентно-зв’язану структуру.

Бактеріофаги – віруси, які розмножуються в бактеріях.

Вектор – молекула ДНК, яка здатна до автономної реплікації і включення чужорідної ДНК.

• Бактеріальні плазміди і епісоми, бактеріофаг λ, деякі онкогенні віруси – це вектори.

Методи отримання генів:

• Хімічний синтез генів.

• Ферментативний синтез генів.

• Виділення генів з природного матеріалу.

Хімічний синтез генів

• Суть методу: структуру гена встановлюють на основі розшифрованої первинної структури білка чи РНК які кодуються цим геном.

• Вперше у 1969 році в США здійснив індійсько-американський біофізик Hara Corana (народився 9 січня 1922 року у селі Райпура провінція Пенджаб в той час Індія, тепер Пакистан).

Синтезували ген, який кодує структуру аланінової т-РНК пекарських дріжджів:

1. Встановили послідовність нуклеотидів в гені на основі послідовності нуклеотидів в т-РНК;

2. Синтезували фрагменти довжиною 4-13 нуклеотидних пар;

3. З’єднали окремі фрагменти за допомогою Т4-полінуклеотидлігази (виділена з фага Т4);

4. Отримали ген довжиною 77 нуклеотидних пар, але він був неактивний, бо не мав регуляторних ділянок (промотора і термінатора).

У 1976 році у цій же лабораторії синтезували ген тирозинової т-РНК:

1. Довжина 126 пар нуклеотидів, сюди входили промотор (52 пари) і термінатор (21 пара).

2. До кінців гена були прикріплені “липкі” кінці ААТТ і ТТАА.

3. Цей ген вмонтували в геном бактеріофагу λ і потім ввели в бактеріальну клітину.

Недоліки отримання генів методом хімічного синтезу:

• Сам метод трудомісткий;

• Розшифровка генів еукаріот ускладнена їх екзон-інтронною будовою.

• Великі за розміром гени складно синтезувати.

Ферментативний синтез генів

ДНК ↓ РНК ↓ Білок ДНК ↕ РНК ↓ Білок

• У 1970 році в онкогенних вірусах відкрили фермент зворотну транскриптазу (ревертазу), за допомогою якого ДНК транскрибується з молекул і-РНК.

У 1972 році (США) отримали ділянку ДНК, що була геном глобіну кроля:

1. Виділяють молекули і-РНК необхідного гена.

2. На 3’-кінці така молекула і-РНК має кілька аденілових нуклеотидів. До них приєднують ще кілька таких нуклеотидів.

3. Вносять “затравки” – олігонуклеотиди тиміну (комплементарні аденіловим), які ініціюють процес утворення пар А-Т.

4. В середовище вносять дезокситрифосфати (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ) та фермент зворотню транскиптазу (виділена з віруса пташиного міобластозу) – проходить зворотне транскрибування.

5. Після завершення транскрипції ланцюга ДНК на матриці і-РНК, отриманий комплекс ДНК-і-РНК обробляють лугом або РНК-азою, щоб звільнити ланцюг ДНК.

6. На одному ланцюзі ДНК здійснюють комплементарний синтез другого ланцюга ДНК (процес аналогічний реплікації).

Недоліки ферментативного синтезу генів

• Отриманий таким чином ген не є повноцінний, бо не має регуляторних ділянок (промотора і термінатора) та інтронів, оскільки в і-РНК немає інформації про ці частини гена.

• Промотор і термінатор синтезують хімічним способом і приєднують до гена.

• Щоб в гені були інтрони треба виділити не і-РНК, а про-і-РНК, яка не пройшла сплайсингу і містить інтрони.

Виділення генів з природного матеріалу

• Суть методу – з клітин виділяють ДНК і фрагментують її ензимами для виділення генів.

• У 1972 році відкрили рестриктази.

• Рестрикційні ендонуклеази (рестриктази) – це бактеріальні ензими, які розщеплюють ДНК яка потрапляє в бактеріальну клітину з вірусами (захисна дія). До 1985 року індентифікували 100 рестриктаз, сьогодні – близько 400.

• Дію рестриктаз нейтралізують метилази, які метилюють азотисті основи (рестриктази не розщеплюють метильовані сайти).

Рестриктази розщеплюють ДНК з утворенням двох типів кінців:

1. Рестриктаза E.coRI (виділена з E.coli) специфічна до зв’язків А і Г. Вона розщеплює ДНК на фрагмети з одноланцюговими послідовостями які є “липкими” кінцями.

2. Рестриктаза HaeIII (виділена з Haemophilus aegypticus) специфічна до зв’язків Г і А. Вона розщеплює ДНК залишаючи “тупі” кінці.

Недоліки методу виділення генів з природного матеріалу:

• Важко точно “вирізати” ген з ДНК, тобто залишаються зайві нуклеотиди, які заважають наступному використанню генів, або може бути відсутня необхідна частина гена.

• Якщо ген дуже малий, то його складно виділити з отриманої суміші.

• Краще застосовувати для генів прокаріот, що не мають екзон-інтронної (в генів еукаріот) будови, яка ускладнює їх дію.

Рекомбінантні ДНК

• Рекомбінація – обмін генетичним матеріалом між двома вихідними (батьківськими) молекулами ДНК.

Одержання рекомбінантних ДНК:

1. Однією рестриктазою розщеплюють ДНК з якої добувають ген (отримують ген з двома липкими кінцями) і ДНК вектора (отримують вутор з двома липкими кінцями).

2. ДНК-лігазами (які каталізують утворення естерних зв’язків між 3’-ОН-групами і 5’-Р-групами) з’єднують кінці векторної ДНК з кінцями гена. Можна також хімічно синтезувати фрагменти з 6-10 пар основ (лінкери) і ними з’єднати кінці векторної ДНК з кінцями гену.

3. Вводять таку рекомбінантну ДНК в бактеріальну клітину E.coli, де буде проходити реплікація – відтворення ідентичних рекомбінантних ДНК.

4. Контролюють експресію необхідних генів.

insulin for diabetics; factor VIII for males suffering from hemophilia A; factor IX for hemophilia B; human growth hormone (GH); erythropoietin (EPO) for treating anemia; three types of interferons; several interleukins; granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) for stimulating the bone marrow after a bone marrow transplant; granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) for stimulating neutrophil production, e.g., after chemotherapy and for mobilizing hematopoietic stem cells from the bone marrow into the blood; tissue plasminogen activator (TPA) for dissolving blood clots; adenosine deaminase (ADA) for treating some forms of severe combined immunodeficiency (SCID); angiostatin and endostatin for trials as anti-cancer drugs; parathyroid hormone; leptin; hepatitis B surface antigen (HBsAg) to vaccinate against the hepatitis B virus; C1 inhibitor (C1INH) used to treat hereditary angioneurotic edema (HANE)

 


Читайте також:

  1. А. Центрогенна ДН
  2. Антигенна будова HDV
  3. Генна терапія
  4. Екзогенна складчастість
  5. Ендогенна складчастість
  6. Залежна змінна для такої моделі розглядається, як ендогенна змінна, а незалежні змінні – як екзогенні.
  7. Інженерія вимог
  8. Інженерія знань
  9. Лекція №1. Поняття вимог. Інженерія ПЗ
  10. Програмна інженерія
  11. Тема 15. Техногенна цивілізація




Переглядів: 1197

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Біотехнологія одержання антибіотиків | Одержання інсуліну.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.006 сек.