59.Генетическая инженерия. Понятие о векторах. Методы выделения и синтеза генов. Методы клонирования генов.

Генетическая инжене́рия — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов, осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Вектор – самостоятельно реплицирующая ДНК, способная включать чужеродную ДНК и переносить ее в клетки, наследственные свойства которых желают изменить. Обычно вектор создают на основе ДНК плазмид и вирусов (в т. ч. бактериофагов). Вектор широко используют в генетической для размножения (клонирования) введенных генов или получения кодируемых этими генами белковых продуктов.

Основные способов выделения генов:

1.Ферментативный синтез гена. В пробирке происходит транскрибирование нити ДНК на молекулах иРНК от данного гена, который выделяется из клетки.

2. Химический синтез генов. Химический синтез гена впервые осуществил в 1970 г. Гобинд Хорана. В его лаборатории удалось связать 77 нуклеотидов в ДНК, комплементарную к аланиновой тРНК пекарских дрожжей. Химический синтез гена технически очень труден.

3.Выделение генов с помощью ферментов рестрикции. Выделение фрагментов ДНК в хромосомах, несущих гены с необходимыми свойствами, производят с помощью вырабатываемых клетками бактерий ферментов рестрикции (рестриктаз). В клетках кишечной палочки и других бактерий были обнаружены ферменты, разрезающие на куски ДНК вирусов и других фагов и тем самым защищающие клетку от разрушения.

 

60. Технология ферментационных процессов. Достижения биотехнологии.

При ферментационной технологии можно использовать цельные живые клетки (микробов, клетки животных и растений) или клеточные компоненты (например, ферменты) с целью физических или химических преобразований органических веществ.

Преимущества производства органических продуктов биотехнологическими способами перед химическими:

1. многие сложные органические молекулы (белки, антибиотики) не могут практически быть синтезированы химическими способами;

2. биосистемы функционируют при более низких температурах, менее высоких значениях рН и т. п.;

3. каталитические биологические реакции намного специфичнее, чем реакции химического катализа;

4. биологические процессы обеспечивают продукцию почти чистых изомеров одного типа, а не их смесей.

Для практических биотехнологических процессов используют биореакторы, которые обеспечивают необходимые физические условия, улучшают взаимодействие катализатора со средой и материалом. Уже получены трансгенные мыши, кролики, свиньи, овцы, в геноме которых работают чужеродные гены различного происхождения.

Например: получены растения, для которых характерны такие ценные признаки, как устойчивость к насекомым и др. На сегодняшний день осуществляется синтез в промышленных количествах гормонов: инсулин, интерферон и соматотропин (гормон роста), которые необходимы для лечения сахарного диабета, некоторых видов злокачественных образований, карликовости.

Аналитическая биохимия