- •Глава VII Основи генетичної інженерії
- •7.1 Історія розвитку генетичної інженерії
- •Основні етапи розвитку генетичної інженерії
- •7.2 Біотехнологія рекомбінантних днк
- •7.3 Конструювання рекомбінантної днк
- •7.4 Експресія чужорідних генів
- •7.5 Клонування і експресія генів в різних організмах
- •7.6 Використання генетичної інженерії в тваринництві
- •Питання для самоконтролю
Глава VII Основи генетичної інженерії
7.1 Історія розвитку генетичної інженерії
Генетична інженерія – гілка молекулярної генетики, яка досліджує можливості і способи створення лабораторним шляхом (in vitro) генетичних структур і спадково змінених організмів, тобто створення штучних генетичних програм, за допомогою яких спрямовано конструюються молекулярні генетичні системи поза організму з послідуючим їх введенням в живий організм. Звичайно, використовують дві назви даного наукового напрямку – генетична інженерія і генна інженерія, що є ніби синонімами. Однак їх зміст неоднаковий: генетичну інженерію зв’язують з генетикою, а генна має відношення тільки до генів. Крім того, генетична інженерія точніше розкриває зміст дисципліни – створення генетичних програм, основна задача яких – створення – in vitro молекул ДНК шляхом з’єднання фрагментів, які в звичайних умовах частіше не з’єднуються завдяки міжвидовим бар’єрам (рекомбінантні ДНК). Молекула рекомбінантної ДНК являє собою сполучені в безклітинній системі два компоненти: вектор, який забезпечує механізм реплікації та експресії, і фрагмент ДНК, що клонується («чужорідний»), що містить генетичні елементи, які цікавлять дослідника. Згідно з визначенням національних інститутів здоров’я США, «рекомбінантними ДНК називають молекули ДНК, одержані поза живої клітини шляхом з’єднання природних або синтетичних фрагментів ДНК з молекулами, здатними реплікуватися в клітині». Генетична інженерія виникла на перетині багатьох біологічних дисциплін: молекулярної генетики, ензимології, біохімії нуклеїнових кислот і ін. Перша рекомбінантна ДНК одержана в 1972р. (П.Бергом з співр.) і була складена із фрагменту ДНК мавпячого вірусу ОВ40 і бактеріофага λ dvgal з галактозним опероном Е.coli. Формально 1972р. слід рахувати датою народження генетичної інженерії.
Генетична інженерія має яскраву історію завдяки тому громадському резонансу, який вона викликала з самих перших своїх кроків. Початок цим подіям поклало послання учасників Гордонівської конференції (1973) президії АН США, в якому говорилося про можливу небезпеку технологій рекомбінантних ДНК для здоров’я людини. Можливі блага генетичної інженерії визнавалися з самого початку, але суперечки по даній проблемі не затихли і зараз. В таблиці 7.1.1 перелічені основні етапи становлення і розвитку генетичної інженерії.
Таблиця 7.1.1
Основні етапи розвитку генетичної інженерії
Рік |
Автор |
Зміст відкриття |
1869 |
Ф. Мішер |
Виділена ДНК із ядер клітин гною |
1953 |
Д.Уотсон, Ф.Крик |
Сконструйована модель подвійної спіралі ДНК на основі результатів рентгеноструктурного аналізу ДНК |
1961 |
А.Мармур і П.Доті |
Відкрито появу ренатурації ДНК і встановлені точність і специфічність реакції гібридизації нуклеїнових кислот |
1962 |
В. Арбер |
Вперше одержані відомості про ферменти рестрикції ДНК |
1968 |
М.Мезельсон і Є.Юань |
Виділена перша рестриктаза |
1966 |
М.Ніренберг, С.Очоа, Г.Корана |
Розшифрований генетичний код |
1967 |
М.Геллерт |
Відкрита ДНК-лігаза |
1972- 1973 |
Г.Бойер, С.Коен, П.Берг (Стендфордський університет і Каліфорнійський університет в Сан-Франциско). |
Розроблена технологія клонування ДНК |
1975- 1977 |
Ф.Сенгер, Р.Баррел, А.Масам, В.Гілберг |
Розроблені методи швидкого визначення нуклеотидної послідовності |
1979 |
Г.Корона |
Синтезований ген тірозинової супресорної РНК |
1981- 1982 |
Р.Пальмитер, Р.Брінстер, А.Спредлінг, Г.Рубін |
Одержана трансгенна миша. Одержані трансгенні екземпляри дрозофіли |
1993 |
Л.К.Ернст, Г.Брем, І.В.Прокоф’єв |
Одержані трансгенні вівці з геном хімозину |