ДНК-технологии
18.11.2014
Современный этап развития биотехнологии основан на широком использовании ДНК-технологий. Большому пpoгpeccy ДПК-технологий способствовало то, что была осознана их важность и перспективность в решении многих проблем человечества в области экологии, медицины, промышленности и сельского хозяйства. ДНК-технологии — новый раздел молекулярной генетики, основная цель которого — исследование и изменение наследственною материала на разных уровнях его организации: геномном, генном, хромосомном и т. д.
Главная задача ДНК-технологии — выделение отдельных генов, их клонирование (размножение) и создание рекомбинантной ДНК искусственной комбинации генов. В качестве примеров генной ДНК-технологии in vitro можно назвать: транслокацию (перемете пне) в вирусные геномы некоторых клеточных генов, придающих вирусам свойства онкогенности: трансдукцию (перенос) клеточных генов клеток-доноров в клетки-рециниенты с помощью фагов, создание молекулярных конструкций из фрагментов ДНК разного происхождения, включение их в реципиентные клетки Е. сoli с последующим культивированием всех организмов для получения белковых продуктов (гормонов, ферментов и т. л.).
Суть геномной ДНК-технологи и заключается в направленной перестройке генома прокариот и эукариот вплоть до создания новых видов. При геномной ДНК-технологии добиваются внесения большого количества дополнительной генетической информации, в результате чего получают гибридный организм, отличающийся от исходного по многим признакам.
Начало ДНК-технологии было положено в 1972 г., когда П. Берг с сотрудниками выполнили первый генно-инженерный проект — объединили ДНК R-плазмиды (плазмиды множественной устойчивости к лекарствам) с ДНК дрозофилы и размножили рекомбинант в кишечной палочке. Так, путем объединения фрагментов ДНК была получена первая рекомбинантная молекула ДНК. Получение рекомбинантных ДНК открыло возможность вникать в хранилище генетической информации — геном и, меняя его определенным образом в пробирке, вводить измененную генетическую информацию обратно в организм, минуя половой путь. Введение генетической информации в соматические или половые клетки высших организмов стало реальным в 80-х голах XX в., когда была освоена техника выделения генов, их идентификация. Получение трансгенных мышей методом инъекции ДНК в мужской пронуклеус зиготы открыло перспективы для практического перенесения генов (трансгенеза) для улучшения признаков сельскохозяйственных животных.
Определенные успехи достигнуты с помощью ДНК-технологий при разработке вакцин для человека и животных. С помощью методов генной инженерии были идентифицированы антигены многих инфекционных агентов; клонированы гены, кодирующие соответствующие белки, и в ряде случаев налажено производство вакцин на основе белковых субъединиц этих антигенов. Наглядным примером является производство поверхностного антигена гепатита Б. Вирусный ген был встроен в дрожжевую плазмиду, в результате чего в дрожжах в больших количествах стал синтезироваться белок вируса, который после очистки используется для иньекций в качестве эффективной вакцины против гепатита.
Существует несколько направлений по использованию ДНК-технологий в животноводстве:
- диагностика генетических заболеваний;
- изучение генетических механизмов развития и предупреждения различных заболеваний;
- использование генетических маркеров в селекции;
- выявление инфицированности животных различными патогенами.
