Технология рекомбинантных ДНК. Ферменты, используемые для получения рекомбинантных ДНК.
- это совокупность экспериментальных процедур, позволяющих осуществлять перенос генетического материала (ДНК) из одного организма в другой. В настоящее время можно вырезать отдельные участки ДНК, получать нуклеотиды на ДНК-синтезаторах (приборах для автоматического химического синтеза ДНК) практически в неограниченном количестве, определять последовательность нуклеотидов (разделяя, секвенируя их) сотнями в сутки, изменять выделенный ген, вводить его вновь в геном культивируемых клеток или эмбриона животного, где этот измененный ген начинает функционировать. Эксперименты с рекомбинантными ДНК используют крупномасштабно в промышленном производстве БАВ.
Эксперименты по клонированию включают следующие этапы:
· Рестриктазное расщепление из организма-донора нужных генов нативной ДНК (клонируемая ДНК, встраиваемая ДНК, ДНК-мишень, чужеродная ДНК).
· Быстрая расшифровка всех нуклеотидов в очищенном фрагменте ДНК, позволяющая определить точные границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую геном.
· Обработка рестрикционными эндонуклеазами вектора для клонирования, который может реплицироваться в клетке-хозяине.
· Сшивание ДНК-лигазой двух фрагментов ДНК с образованием новой рекомбинантной молекулы - конструкция «клонирующий вектор - встроенная ДНК».
· Введение этой конструкции в клетку хозяина (реципиента), где она реплицируется и передается потомкам. Этот процесс называется трансформацией. После трансформации бактериальная клетка воспроизводит фрагмент клонируемой ДНК миллионами идентичных клеток.
|
|
|
· Идентификация и отбор клеток, несущих рекомбинантную ДНК (трансформированные клетки).
· Получение специфичного белкового продукта, синтезированного клетками-хозяевами
Конструирование рекомбинантных молекул осуществляется с помощью ряда ферментов — обязательного и незаменимого инструмента практически всех этапов этого сложного процесса, прежде всего ферментов рестрикции (рестрицирующих эндонуклеаз, рестриктаз). Рест-риктазы являются составной частью системы рестрикции — модификации прокариотических клеток. Эта система связана с защитой клеток от проникновения чужеродной ДНК. Система модификации осуществляет метилирование собственной ДНК в сайтах ее узнавания немедленно после репликации; чужеродную ДНК, проникающую в клетку, бактерии гидролизуют с помощью рестриктаз.
Различают три основных класса рестриктаз. Рестриктазы класса I разрывают молекулы ДНК в произвольных точках, рестриктазы I и III классов обладают метилирующей и эндонуклеазной активностью. Ферменты II класса, которые и используются в генной инженерии, состоят из двух отдельных белков: рестрикционной эндонуклеазы и модифицирующей метилазы.
|
|
|
Использование генной инженерии для получения новых веществ. Генно-инженерные вакцины.
Химическая промышленность. Получение промежуточных продуктов химических технологий, в частности ароматических и алифатических веществ; технологические процессы при участии ферментов; производство этанола при переработке целлюлозы.
Получение вакцин методом генной инженерии. Вакцина – препарат, получаемый из микроорганизмов или продуктов их жизнеспособности и применяемый для активной иммунизации людей. Вакцины бывают аттенцированные (живые ослабленные), убитые и субъединичные (химические).
Принцип создания генно-инженерных вакцин состоит из следующих этапов: выделение генов антигенов, встраивание их в простые биообъекты - дрожжи, бактерии - и получение необходимого продукта в процессе культивирования.
Новым подходом к созданию вирусных вакцин является введение генов, отвечающих за синтез вирусных белков в геном другого вируса. Таким образом, создаются рекомбинантные вирусы, обеспечивающие комбинированный иммунитет. Синтетические и полусинтетические вакцины получают при крупнотоннажном производстве химических вакцин, очищенных от балластных веществ. Основными составляющими таких вакцин является антиген, полимерный носитель - присадка, повышающая активность антигена. В качестве носителя используют полиэлектролиты - ПВП, декстран, с которыми смешивается антиген.
|
|
|
Вакцины, приготовленные из специально ослабленных культур, неспособных вызвать заболевание, но способных размножаться, называют живыми вакцинами. Во многих случаях в качестве живых вакцин используют генетически модифицированные (рекомбинантные) микроорганизмы (бактерии или вирусы). У патогенного микроорганизма удаляют гены, ответственные за вирулентность, но способность вызвать иммунный ответ при этом сохраняется. Выращивание в чистой культуре исключает возможность спонтанного восстановления целого гена.
Широкое распространение инфекционных заболеваний среди людей (грипп, оспа, гепатит) и животных (бешенство) приводит к необходимости использования вакцин для повышения иммунитета организма к действию патогенов, вызывающих эти заболевания. В последнее десятилетие, с развитием технологии рекомбинантных ДНК, появилась возможность создать новое поколение вакцин методами генной инженерии для повышения иммунитета организма к действию патогенов.
|
|
|
· Противогерпетических вакцин.
· Использованием модифицированного гена вируса герпеса HSV-1 для получения антител, используемых в создании эффективных противоящурных вакцин.
· Применение гена вируса для получения антител и разработки вакцин от туберкулёза.
· Противохолерных вакцин на основе бактерии Vibrio cholerae, у которой изменен ген, ответственный за синтез холерного токсина.
· Получение противосальмонеллёзной вакцины на основе бактерии.
· Использование бактерии Leishmania major для получения противолейшманиозной вакцины.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!