Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Генетическая рекомбинация - образование измененной хромосомы вследствие или нормального биологического обмена генов, или объединение генов, полученных из различных источников, способных после этого проявлять

свои биологические функции: участвовать в процессах репликации, транскрипции, трансляции. При генетической рекомбинации новая молекула ДНК образуется путем разрыва и объединения цепей ДНК. В природе есть различные формы переноса, обмена и изменения наследственной информации, которые служат источником образования организмов с новыми свойствами.

 

Большое научное и прикладное значение имеет возможность экспериментального управления переносом, обменом и изменением генетического материала.

 

В последние годы особое внимание уделяется генетически подвижным элементам, которые получили название «прыгающих» генов, то есть таким участкам ДНК, которые могут смещаться из одних частей генома в другие. При этом они либо оставляют хромосому (теряются), или вновь встраиваются в ее структуру или в другую хромосому. Эти мигрирующие элементы участвуют в регуляции действия генов и индуцировании хромосомных перестроек. К ним относятся IS-элементы - инсерционные сегменты (от англ. Insertion sequences), которые состоят из 800-и 500 нуклеотидных последовательностей, и транспозоны (от англ. Transpose - перемещать)-сложные мигрирующие элементы, содержащие 3000-25000 нуклеотидных пар, часто с IS-элементами. Способность мигрирующих элементов в количестве от небольших участков и в  5000-10000 нуклеотидных пар встраиваться в различные участки ДНК с участием особой ферментной системы, которая узнает и пришивает транспозоны на новое место, обусловлена наличием на обоих их концах прямых или обратных (инсерционные) последовательностей оснований нуклеотидов (типа АААА и ТТТТ или ААТТ и ТТАА).

 

Таким путем ген или набор генов может смещаться с места на место в пределах одной и той же хромосомы, из плазмиды или фага в бактериальную хромосому, или с плазмиды в фаг. Выяснены закономерности были использованы при получении гибридных (рекомбинантных) ДНК. Оказалось, что гены из разных организмов можно искусственно объединить и получить новые рекомбинантные молекулы ДНК, которые могут служить исключительно ценным инструментом в генетических исследованиях, а также широко использоваться с практической целью.

 

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 нуклео-тидни 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.

 

В методах генной инженерии используют следующие операции:

 

1) получение гена;

 

2) получение гибридной (рекомбинантной) ДНК;

 

3) сочетание рекомбинантной ДНК с так называемой векторной молекулой, которая способна доставлять ген в клетку хозяина и тем самым обеспечивать репликацию чужеродного гена;

 

4) введение полученной рекомбинантной ДНК в клетку хозяина;

 

5) клонирования рекомбинантной ДНК (рекомбинантных клеток);

 

6) отбор клеток, где размножаются (клонируются) введены чужеродные гены.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии