ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ

Ампліфікація – процес збільшення числа копій генів, кількості ДНК.

Аналіз рестрикційний – встановлення структури ДНК шляхом розщеплення цієї макромолекули за допомогою рестриктаз (рестрикційних ендонуклеаз).

Антиген – чужорідна речовина, яка викликає імунну реак цію організму.

Антитіла моноклональні – однакові за структурою і специ фічністю імуноглобуліни, біосинтез яких здійснюють клоновані гібридоми.

Антитіло – білок, який виробляється імунною системою у відповідь на проникнення в організм чужорідної речовини - антигена. Синонім імуноглобуліну.

Б

Бактеріофаг – вірус, який має здатність реплікуватися в бактеріях, уражати бактеріальну клітину і викликати н розчинення. Бактеріофаг λ (лямбда) широко застосовується як вектор при конструюванні рекомбінантних ДНК.

Банк генів – сукупність клітинних клонів, в склад якої входять всі фрагменти чужерідної ДНК, або набір генів даного організму, що входять до складу рекомбінантних ДНК.

Бібліотека генів – набір векторів, у які вмонтовані фрагменти ДНК будь-якого організму, що в сукупності складають весь його геном. Вже існують і поповнюються генотеки дрозофіли, миші, людини та інших видів.

Бібліотека кДНК – колекція клонів кДНК, які синтезуються in vitro на матрицях мРНК. Походять із однієї тканини або клітинної популяції.

Блотт-гібридизація – метод, який полягає в отриманні рестриктазних фрагментів досліджуваної ДНК, їх електрофоретичному розділенні, денатурації фрагментів (переведенні їх в одно ланцюговий стан), перенесенні на фільтр (нітроцелюлозний, капроновий) за допомогою фільтрувального паперу і проведенні реакції гібридизації зі специфічним полінуклеотидним зондом.

Блоттинг ДНК – перенесення ДНК з геля, в якому йшов електрофорез, на нітроцелюлозний фільтр для наступної гібридизації з комплементарними нуклеотидними послідовностями. При цьому ДНК збирається на фільтрі, як чорнило на "промокашці", даючи точну картину розподілу фрагментів ДНК по довжині.

Блоттинг РНК – перенесення РНК з агарозного геля, в якому йшов електрофорез, на нітроцелюлозний фільтр для наступної гібридизації з комплементарною ДНК.

В

Вектор – молекула ДНК, яка має здатність до автономної реплікації в клітині господаря і в яку можна ввести додатковий фрагмент чужорідної ДНК і в подальшому забезпечити його реплікацію (як вектор може використовуватися плазміда або бактеріофаг). Вектор - переносник генів від організму донора в організм реципієнта.

Вектор бінарний (бінарна векторна система) – двохплазмідна система Agrobacterium, призначена для перенесення ділянки Т-ДНК,яка несе клоновані гени в рослинні клітини. Гени вірулентності локалізовані на одній плазміді, а вбудована ділянка Т-ДНК – на іншій.

Вектор експресуючий– плазмідний вектор, який сконструйований такимчином, щоб клонований ген експресувався тільки в певній фазі клітинного циклу і тільки протягом певного часу. Для цього в плазміду вбудовують сильний регульований промотор.

Вектор клонуючий – молекула ДНК (плазмідна або вірусна ДНК), яка призначена для клонування ДНК-мішені.

Вектор човниковий– плазміднаДНК, яка здатна реплікуватися в клітинах двох різних типів (наприклад в бактерії кишечної палочки E.coli і клітинах дріжджів).

Виключення – вирізування сегменту ДНК з хромосоми або клонованого вектора, яке здійснюється in vivo або in vitro з допомогою специфічного ферменту.

Вставка – сегмент (фрагмент) чужорідної ДНК, який вбудовується в клонуючий вектор (векторну молекулу). В. може бути також включення у будь-яке місце хромосоми невеликого фрагмента іншої негомологічної хромосоми з її генами.

Г

Ген – структурна, функціонально неподільна одиниця спадкової інформації, яка є ділянкою молекули ДНК (рідше РНК), що кодує синтез однієї макромолекули (поліпептидів тРНК або рРНК), або виконує певну регуляторну функцію. Більшість генів мають фіксовану локалізацію на хромосомі, однак відомі гени, які переміщуються (мігруючі, мобільні).

Генетична інженерія – біотехнологічний метод конструювання рекомбінантних молекул ДНК на основі ДНК, взятих із різних організмів.ХХХХХХХХХХХХХХХХхххх

Генетична інформація – сукупність відомостей про розвиток, будову й властивості організмів, що передається в спадок за допомогою генів. Зберігається в молекулах нуклеїнових кислот, де записана послідовністю нуклеотидів.

Генетична карта – схема, що характеризує відносне розташування структурних генів і регуляторних елементів у хромосомі (групі зчеплення) та їх розподілу по різних хромосомах, що містить, зазвичай, дані про відносну віддаленість генів один від одного (генетичні відстані).

Генетична програма – сукупність генів, при включенні яких забезпечується протікання певного етапу онтогенезу.

Генетичний ризик – можливість прояву непередбачених, небезпечних для здоров’я і життя людини і для оточуючого середовища спадкових змін геному і якостей організму.

Генетично модифіковані організми (ГМО)– рослини, тварини, мікроорганізми і віруси із зміненою спадковістю, викликаною включенням в їх геном чужорідних генів з допомогою генно-інженерних методів.

Генетично модульовані організми, ГМО(формулювання з «Глобального дискурсу») – продукти харчування, а також живі організми, створені з допомогою генної інженерії. Наслідки від їх застосування недостатньо вивчені.

w-Гени – група генів Ті-плазміди, які забезпечують перенесення Т-ДНК в рослинну клітину.

Ген гібридний – ген, який складається з частин двох або декількох генів і експресується як єдине ціле з утворенням гібридного (химерного) білка.

Ген маркерний – ген з відомою хромосомною локалізацією, який має чіткий фенотипічний прояв (стійкість до антибіотиків, ферментативна активність і т.д.); використовується при створенні транс генних організмів.

Ген-мішень – 1. Клонований ген. 2. Ген, який піддається специфічному на нього впливу. 3. Ген, який цікавить дослідника.

Генодіагностика – сукупність методів з виявлення змін в структурі генома.

Ген-оператор – ділянка молекули ДНК, яка відповідає за включення та виключення структурних генів, що містяться в певному опероні. Г.-о. локалізується на початку оперона і знаходиться в активному стані (при цьому структурні гени оперона працюють) до того часу, поки до нього не приєднається молекула реп ресора.

Ген регуляторний – ген, продукт якого бере участь у регуляції експресії іншого гена. Г.р. постійно кодує синтез регуляторних білків (активних і неактивних). Завдяки індукції та репресії регулюється синтез білків-ферментів і структурних білків.

Ген рекомбінантний – ген, який складається з компонентів різних генів.

Ген структурний – ген, який кодує РНК і білки (ділянки ДНК, які містять регуляторні нуклеотидні послідовності, у це поняття не входять).

Ген-трансген – штучно внесений в клітину чужорідний ген.

Ген химерний – ген, сконструйований із фрагментів ДНК різного походження.

Генна інженерія – прикладна галузь молекулярної біології, яка займається направленою зміною спадковості шляхом розрізання і зшивання молекул ДНК з наступним введенням їх у живу клітину.

Генна інженерія (формулювання із Закону РФ) – сукупність методів і технологій, в тому числі технологій одержання рекомбінантних рибонуклеїнових і дезоксирибонуклеїнових кислот, з виділення генів з організму, здійсненню маніпуляцій з генами і введення їх в інші організми.

Генна терапія in vivo – введення гена (генів) безпосередньо в тканину або орган з метою усунення генетичного порушення.

Генна терапія (генотерапія) людини– сукупність генно-інженерних (біотехнологічних) і медичних методів, направлених на внесення змін в генетичний апарат соматичних клітин людини з метою лікування захворювань.

Генно-інженерна діяльність – діяльність вчених, спеціалістів, наукових організацій і державних органів, направлена на одержання, випробування, транспортування і використання генетично модифікованих організмів (ГМО) та одержання з них продуктів.

Генно-інженерно-модифікований організм(формулювання із Закону РФ) – організм або декілька організмів, будь-яке неклітинне, одноклітинне або багатоклітинне утворення, здатні до відтворення або передачі спадкового генетичного матеріалу, відмінні від природних організмів, одержані із застосуванням методів генної інженерії, які містять генно-інженерний матеріал, в тому числі гени, їх фрагменти або комбінації генів.

Геном – сукупність всіх генів, які містяться в галоїдному (одинарному) наборі хромосом і в не хромосомних генах, розташованих в органелах протоплазми даного організму. Диплоїдні організми містять два геноми – батьківський і материнський.

Генотека– див. Бібліотека генів.

Генотерапія – лікування спадкових хвороб з допомогою введення в геном реципієнта чужорідних генів або вживлення повноцінних генетичних соматичних клітин в тканини біологічного об’єкту.

Гіб– ридизація ДНК – спарювання двох молекул ДНК, часто з різних джерел, завдяки утворенню водневих зв’язків між комплементарними нуклеотидами. Використовується для виявлення специфічних нуклеотидних послідовностей в препараті ДНК.

Гібридизація соматичних клітин – злиття нестатевих клітин, внаслідок якого одержуються соматичні гібриди рослин і гібридні клітинні лінії.

Гібридна ДНК – штучна молекула, створена методами генної інженерії з ділянок різних природних ДНК. Таке ж значення мають терміни рекомбінантна і химерна ДНК.

Гібридома – клітинний гібрид, який утворюється внаслідок злиття пухлинної мієломної клітини і лімфоциту, що продукує певні антитіла; має здатність виробляти моноклональні антитіла.

Група несумісності – група плазмід, представники якої можуть співіснувати в одній клітині.

Група сумісності – група плазмід, члени якої не здатні співіснувати в одній бактеріальній клітині.

Д

Дезоксирибонуклеаза І, ДНКаза І – фермент, який розщепляє двох ланцюгову ДНК. Використовується для очищення препаратів РНК і безклітинних екстрактів.

Денатурація– 1. Розходження ланцюгів двохланцюгової молекули ДНК або РНК. 2. Порушення нативної конформації біологічних макромолекул в результаті розриву нековалентних (водневих) зв’язків.

ДНК екзогенна – ДНК, яка виділена з організму-донора і вбудована у вектор або хромосомну ДНК організму-господаря. Називається також чужорідною і гетеро логічною ДНК.

Ri-плазміди - плазміди, присутні в штамах агробактерій виду Agrobacterium rhizogenes і відповідають за їх здатність викликати захворювання дводольних рослин – «бородатий корінь». На основі Ті- і Ri-плазмід сконструйовані різні вектори для генної інженерії рослин.

Позитивний відбір – відбір клітин за наявністю в них маркерного гена, який сприяє їх росту на селективному середовищі (наприклад, середовищі з антибіотиком).

Полілінкер – коротка ділянка ДНК, яка містить декілька унікальних сайтів впізнавання для ендонуклеаз; у ці сайти вбудовують чужорідну ДНК (здійснюють клонування).

«Прогулянка по хромосомі» – метод ідентифікації нуклеотидних послідовностей, які фланкують відомі гени і для яких є олігонуклеотидні зонди. Фланкуючі послідовності використовуються потім як зонди для ідентифікації прилягаючих до них послідовностей, і т.д.

Промотор – специфічна ділянка ДНК, яка виконує регуляторну функцію за рахунок приєднання РНК-полімерази, що ініціює транскрипцію мРНК.

Процесинг – сукупність ферментативних реакцій, які каталізують перетворення первинних продуктів транскрипції і трансляції в функціонально біологічно активні молекули.

Р

Ревертаза – фермент, який веде синтез ДНК на матриці РНК. Цей процес називають оберненою транскрипцією.

Рекомбінантний білок – білок, що кодується клонованою рекомбінантною ДНК, яка містить відповідний структурний ген.

Рекомбінантні молекули ДНК – одержуються в результаті об'єднання, зшивання двох сторонніх фрагментів ДНК. Рекомбінація може бути природною або штучною, підготовленою генними інженерами.

Рекомбінація – обмін генетичним матеріалом між двома вихідними (батьківськими) молекулами ДНК, що призводить до появи в нащадків(молекул, клітин, організмів) нових комбінацій ознак, що відрізняють їх від тих, які мають батьківські форми.

Репарація ДНК – відновлення первинної структури ДНК заповненням пошкоджених ділянок відповідними нуклеотидами; заліковування пошкоджень в ДНК, які виникли спонтанно в процесі реплікації, рекомбінації або були викликані штучно дією фізичних або хімічних чинників.

Реплікація – подвоєння генетичного матеріалу; синтез ДНК на ДНК - процес самовідтворення нуклеїнових кислот, який забезпечує точне відтворення генетичної інформації у нащадках. Здійснюється шляхом синтезу дочірніх ниток (реплік) на вихідній молекулі (матриці). Розмножений в результаті реплікації генетичний матеріал материнської клітини розподіляється в процесі клітинного поділу між дочірніми клітинами.

Репресор – білок, який дуже тісно зв'язується з певною ділянкою ДНК, розташованою між промотором і самим ге ном. Зв'язуючись з ДНК, репресор перешкоджає просуванню РНК-полімерази від промотора до гена і тим самим блокує синтез мРНК. Служить для регуляції транскрипції.

Рестрикційні ендонуклеази (рестриктази) – ферменти, які пізнають специфічні нуклеотидні послідовності довжиною переважно 4-7 нуклеотидних пар і викликають розщеплення (розрізування) обох ланцюгів ДНК в сайтах, що мають симетрію другого порядку відносно центру. В найменуванні рестриктаз перші три букви вказують на мікроорганізм, з якого цей фермент одержаний (наприклад, Есо - Е.соlі); четверта буква (R) означає штам, а римська цифра (I) - конкретну рестриктазу.

Рестрикти – фрагменти, кусочки ДНК, нарізані рестриктазою.

Рестрикційна карта – схема молекули ДНК, на якій вказані місця розрізування її різними рестриктазами. Відносні віддалі між цими місцями відповідають довжинам реально утворюваних фрагментів ДНК.

Рестрикційний аналіз – див. Аналіз рестрикційний.

Реципієнт – клітина або організм, який отримує нову генетичну інформацію у формі чужинної ДНК або РНК.

С

Сайт вбудовування – специфічна ділянка векторної молекули, в яку вбудовують фрагмент чужорідної ДНК. Дуже часто це унікальний сайт рестрикції.

Сайт-ділянка – певна нуклеотидна або амінокислотна послідовність в нуклеїновій кислоті або білку.

Сайт рестрикції – нуклеотидна послідовність в молекулі ДНК із 4-7 пар нуклеотидів, яка розпізнається рестриктазою і розрізається. Зазвичай, являє собою короткий паліндром.

Саморепліковний елемент – позахромосомна молекула нуклеїнової кислоти, здатна до незалежної від хромосомної ДНК (автономної) реплікації. Прикладом такого елемента служить плазміда.

Саузерн-блоттинг – виявлення специфічних нуклеотидних послідовностей шляхом перенесення денатурованих молекул ДНК, підданих електрофорезу, з агарозного геля на нітроцелюлозний або нейлоновий фільтр за рахунок капілярного ефекту і гібридизації з міченим зондом, який комплементарний вихідній послідовності.

Секвенування (сіквенс) – встановлення послідовності чергування нуклеотидних залишків в нуклеїновій кислоті або амінокислотних залишків у білку.

Селективні середовища – тверді та рідкі поживні середо вища, на яких можуть рости клітини лише з певними властивостями. Селективні середовища дають можливість проводити селекцію, тобто відбір потрібних клітин в змішаній популяції..

Скринінг – пошук серед багатьох колоній тих небагатьох, які мають у своєму складі вектори з потрібними генами (іноді просто пошук зміненої у потрібному напрямку клітини).

Сплайсинг – посттрансляційне ферментативне видалення незначних ділянок (інтронів) і з'єднання екзонів в первинній РНК, внаслідок чого остання перетворюється в зрілу РНК, яка містить програму синтезу білка.

«Стрибки по хромосомі» – один з варіантів методу «прогулянка по хромосомі», який характеризується тим, що в результаті мутації маркерний ген, що використовується для скринінгу, переміщується (стрибає), що дозволяє виявити нові зчеплені з ним гени.

Структурна частина гена – ділянка гена, яка безпосередньо кодує інформацію про структуру білка або РНК. Ця ділянка може бути відокремлена від послідовностей, розташованих зліва і справа від нього, які містять промотор та інші сигнальні елементи, що забезпечують експресію гена в даному організмі, і приєднана до інших ділянок, які розпізнаються в нових господарях. Так, наприклад, гени бактерій можна заставити функціонувати в клітинах рослин.

Субклонування – перенесення частини вже клонованої молекули ДНК в інший клонуючий вектор.

Т

Т-ДНК– фрагментТі-плазміди вірулентної агробактерії Agrobacterium tumefaciens або Ri-плазміди Agrobacterium rhizogenes, який переноситься з бактерії і вбудовується в ядерну ДНК клітини-господаря і стабільно успадковується нею. Після інтеграції в геном експресується, індукуючи проліферацію клітин господаря та викликає утворення пухлин у рослин (корончатого гала) або хворобу «бородатий корінь).

Трансген – ген, перенесений в геном клітин і організмів в результаті трансгенозу.

Трансгенний– організм, в який з допомогою методів генної інженерії внесений чужорідний генетичний матеріал.

Трансгенний організм – організм, геном якого містить чужорідний генетичний матеріал, що включений у нього методами генної інженерії.

Трансгенні, генетично модифіковані організми (ГМО) – мікроорганізми, тварини або рослини з новими ознаками, які кодуються чужорідними генами, переданими в ці організми з допомогою техніки генної або клітинної інженерії.

Трансгеноз – один із методів генетичної інженерії, який полягає в експериментальному перенесенні виділених з одного генома або штучно синтезованих генів в інший геном, тобто введенні чужорідного гена в рослинну або тваринну клітину і його передача у ряді поколінь. Складається з трьох послідовних операцій: 1) виділення або синтез гена; 2) включення його в вектор і 3) введення вектора з включеним у нього геном в клітину.

Трансдукція – перенесення генетичного матеріалу з однієї клітини в іншу з допомогою вірусного вектора (плазмідами і фагами).

Транскриптаза зворотня (ревертаза) – фермент, що кодується РНК-вмісними пухлиноспорідненими ретровірусами, і каталізує біосинтез ДНК на матриці РНК.

Транскрипція – синтез РНК на ДНК-матриці; здійснюється РНК-полімеразою. Це процес "переписування" генетичної інформації із структурної частини гена ДНК на матричну (інформаційну) РНК.

Транскрипція обернена – полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) – спосіб одержання у великій кількості кДНК, який складається з двох етапів: спочатку in vitro синтезують кДНК, використовуючи оберненену транскриптазу і мРНК як матрицю; потім кДНК ампліфікують (розмножують) з допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР), використовуючи два праймери: один комплементарний ділянці першого ланцюга кДНК, а інший – другому ланцюгу, комплементарному першому.

Трансляція – процес синтезу білкових молекул згідно генетичної інформації, яка записана на матрицях інформаційних РНК.

Трансмісивність плазмід бактерій – це здатність бактеріальних плазмід передаватися від одних бактеріальних клітин до інших.

Транспозиція – переміщення гена або групи генів із одного місця геному в інше.

Транспозон – фрагмент ДНК, здатний змінювати локалізацію в межах геному; різновид мігруючих генетичних елементів. Містить гени, які безпосередньо контролюють його переміщення (транспозицію), а також гени, що кодують додаткові, не зв'язані з власне транспозицією функції (наприклад, стійкість до антибіотиків). Використовується у генетичній інженерії для конструювання векторів.

Трансфекція – штучне введення в еукаріотичні клітини ізольованих молекул ДНК. В генетиці соматичних клітин синонім трансформації, тобто включення генетичного матеріалу донорного організму в хромосому реципієнтної клітини. В генетиці бактерій – інфекція клітини фаговою ДНК.

Трансфекція балістична– введення ДНК в рослинні і тваринні клітини або органели з допомогою вольфрамових або золотих кульок, якими «обстрілюють» клітини.

Трансформація – перенесення генетичної інформації між клітинами або організмами за допомогою виділеної із клітин ДНК.

Трансформація (перетворення) – зміна спадкових властивостей клітини, яка проходить, коли в клітину вводиться стороння ДНК. При трансформації нормальні клітини перетворюються в пухлинні.

Трансформація пухлинна – порушення регуляції росту і поділу клітин, що призводить до утворення пухлин.

Трансформації ефективність – число клітин, які отримали чужорідну ДНК, віднесене до кількості трансформуючої ДНК. Виражається числом трансформантів на 1 мкг ДНК.

«Тупий кінець» – кінець дволанцюгової молекули ДНК, у якої не виступає ні один із ланцюгів.

Ф

Фаг – скорочена назва бактеріофага.

Фактор F – плазміда, яка забезпечує у бактерій процес кон'югації.

Vir-гени – група генів Ті-плазміди, які забезпечують перенесення Т-ДНК в рослинну клітину.

Фізична карта хромосоми – розташування генів на хромосомі, встановлене з допомогою різних методів (електронна мікроскопія, секвенування, рестрикційне картування). Віддаль на такій карті вимірюється числом пар нуклеотидів.

Функціональне картування – ідентифікація гена, виходячи з відомої амінокислотної послідовності його продукту.

Х

Хромосома – структура, основу якої складає конденсована молекула ДНК. Х. – носій генетичної інформації. Здатна до відтворення із збереженням структурно-функціональної індивідуальності в ряді поколінь. В еукаріот знаходиться в ядрі клітини, в прокаріот – безпосередньо в цитоплазмі.

Хромосомний сайт інтеграції – місце в хромосомі, куди може вбудуватися чужорідна ДНК, часто без будь-яких наслідків для організму.

Ц

Цистрон – генетична одиниця, еквівалентна гену, яка кодує окремий білок.

Ч

Частота трансформації – частка клітин в клітинній популяції, які отримали чужорідну ДНК; виражається числом трансформантів до загального числа клітин.

Agrobacterium tumefaciens – природна ґрунтова бактерія, яка використовується в генній інженерії для трансформації рослин.

Bt-кукурудза – рослини кукурудзи, створені з допомогою біотехнологічних методів таким чином, що тканини рослин виробляють білок, який токсичний для деяких шкідливих комах, але нетоксичний для людей та інших ссавців. Зазвичай, при створенні таких трансгенних сортів, використовують бактерію Bacillus thuringiensis.

Bacillus thuringiensis – природна ґрунтова бактерія, яка використовується для боротьби з деякими шкідниками. При попаданні в організм певних видів комах білок, який виробляється цією бактерією (Bt-білок) блокує травну систему даної комахи. При цьому Bt-білок не шкідливий для інших комах, тварин і людини.

Переглядів: 3446