Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

х аминокислот у моркови, проводили путем отбора мутантных клеточных клонов, устойчивых к токсическим аналогам этих аминокислот. Резистентные к этиони-ну клетки моркови синтезировали в 20 раз больше метионина, к 5-метилтриптофану - в 30 раз больше триптофана, к амино-этилцистеину — в 5 раз больше лизина, чем исходные клетки (3. Б. Шамина, 1984).

Если необходимо добиться накопления не конечного, а промежуточного продукта, биосинтетического пути (рис. 3), то это может быть достигнуто с помощью мутанта, у которого блокирован следующий за интермедиатом этап синтеза. Такой мутант ауксотрофен, т. е. растет только при добавлении в среду культивирования вещества, служащего продуктом блокированной реакции. Однако возможны супрессорные (компенсирующие) мутации, ведущие к активации альтернативных путей синтеза недостающих соединений. Ревертировавшие к дикому типу особи не нуждаются в добавлении вещества D и в то же время характеризуются сверхсинтезом вещества С.

Таким образом, этот путь селекции основан на переходе от прототрофных к ауксотрофным по определенному соединению штаммам. В некоторых случаях приходится решать обратную задачу: осуществить переход от ауксотрофов к прототрофам. Например, в норме растительные клетки в культуре не растут без добавления фитогормонов (ауксинов, цитокининов). Однако в последние годы выделены клоны растительных ж А Ев т в Ес т с ¦ клеток, превращающих ^ ¦ триптофан в индолацета-мид и далее в индолуксус-ную кислоту, природный

ГОрмОН ТИПа аукСИНа. Не- РиС" 3* Бло»<иРование промежуточной реак-r J ции оиосинтетического пути с целью получе-

КОТОрые ИЗ Полученных ния сверхпродуцента (обозначения, как на

мутантов способны также рис. 2) к синтезу зеатинрибозина, гормона типа цитокинина. Такие мутантные клоны клеток в природе порождают раковые опухоли растений, поскольку они размножаются бесконтрольно (D. von Wettstein, 1984). На основе таких клонов можно получить ценные соединения.

§ 3. Генетическая инженерия

Современную биотехнологию нередко характеризуют как биотехнологию на основе генетической инженерии. Действительно, это основной путь, используемый для направленной модификации биообъектов в результате введения искусственно созданных генетических программ.

Иногда различают три уровня генетической инженерии: 1) генную — прямое манипулирование рекомбинантными ДНК, включающими отдельные гены; 2) хромосомную — манипуляции с большими группами генов или целыми хромосомами и 3) геномную — перенос всего или большей части генетического материала от одной клетки к другой. В современном понимании генетическая инженерия включает технологию рекомбинантных ДНК. Что касается двух других уровней генетических манипуляций, то геномная инженерия соответствует тому, что ныне принято обозначать как клеточная инженерия. Трансплантация хромосом и их фрагментов играет пока второстепенную роль как метод модификации биообъектов. Помимо этого, различать хромосомную и геномную инженерию можно было бы лишь в применении к эукариотам, у прокариот понятия «хромосома» и «геном» часто совпадают.

Работы в области генетической инженерии включают четыре основных этапа: 1) получение нужного гена; 2) его встраивание в генетический элемент (вектор), способный к репликации; 3) введение гена, входящего в состав вектора, в организм-реципиент; 4) идентификация (скрининг и селекция) клеток, которые приобрели желаемый ген (гены). Рассмотрим по отдельности каждый этап.

Получение генов. Получить нужный ген можно: а) выделением его из ДНК; б) путем химико-ферментативного синтеза; в) воссозданием на основе изолированной матричной РНК с помощью РНК-зависимой ДНК-полимеразы (ревертазы).

Выделение генов из ДНК. Изолированную ДНК подвергают фрагментации. Для этого используют рестрикционные эидонуклеазы (рестриктазы), катализирующие расщепление ДНК на участках, имеющих определенные последовательности нуклеоти-дов (обычно длиной в 4—7 нуклеотидных пар). К настоящему времени известно более 400 рестриктаз, которые узнают 85 различных нуклеотидных последовательностей.

Расщепление может происходить по середине узнаваемого участка нуклеотидных пар, и тогда обе нити ДНК «разрезаются» на одном уровне. Образующиеся фрагменты имеют двунитевые (тупые) концы. Другие рестриктазы расщепляют нити ДНК со сдвигом, так что образуется ступенька — одна из нитей ДНК выступает на несколько нуклеотидов. Образуются однонитевые (липкие) концы. Если встречаются два липких фрагмента ДНК, полученных действием одной и той же рестриктазы, то в силу комплементарности концевых последовательностей они легко вступают во взаимодействие:

При необходимости тупые концы могут быть превращены в липкие. Для этого к тупым концам присоединяют двухцепочеч-ные последовательности (линкеры) с участками узнавания рестриктазы, дающей липкие концы (рис. 4). Нуклеотидная последовательность с липкими концами может быть: а) присоединена к вектору, предварительно обработанному той же рестикта-зой, и б) превращена из линейной м

страница 6
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.07.2017)