Биотехнология ответственный редактор академик И. И. Гительзон

Конструирование рекомбинантных ДНК
При обычном введении в бактериальную клетку ДНК подвергается 
ферментативной атаке, в результате которой разрушается. Чтобы этого не 
происходило, используют векторные молекулы ДНК, способные при вве-
дении в клетку существовать автономно, а при делениях клетки – репли-
цироваться. Вектор также несет в своем составе генетический признак, 
необходимый для последующего распознавания и отбора трансгенных 
организмов. Обычно в качестве маркерных генов используют гены устой-
чивости к антибиотикам. 
Конструирование рекомбинантных ДНК осуществляется in vitro с изо-
лированными ДНК при помощи эндонуклеаз рестрикции, которые расще-
пляют вектор в одном участке, превращая его из кольцевой формы в ли-
нейную с образованием липких концов, комплиментарных концам вводи-
мой ДНК. Комплиментарные концы вектора и вводимого гена сшиваются 
лигазой. Полученную рекомбинантную ДНК с помощью той же ДНК-
лигазы замыкают с образованием кольцевой молекулы.
В качестве векторов используют плазмиды и вирусы. Вирусы быстро 
транспортируются из клетки в клетку, за короткое время способны быстро 
заразить весь организм. Важной проблемой при их использовании являет-
ся аттеньюация – ослабление патогенности для хозяина; таким образом, не 
очевидно, что зараженные вирусом клетки выживут и смогут передавать 
потомству измененную генетическую программу. Наиболее распростра-
ненными векторами являются многокопийные плазмиды с молекулярной 
массой 3–10 кб. Первые плазмиды были выделены из бактерий, впослед-
ствии их стали конструировать методами генной инженерии.
Использование векторов общего назначения методически – несложная 
задача, не требующая специального оборудования. Наиболее используе-
мыми плазмидными векторами для клонирования являются плазмиды E. 
coli (pBR322, pBR325, pACYC117, pACYC 184), а также сконструирован-

---

128 
ные на основе плазмиды CoIEI. Современные плазмидные векторы в при-
сутствии хлорамфеникола способны к репликации, независимо от деления 
хромосомы, количество копий плазмид при этом может возрастать до 1–
2.10
3
копий на клетку.
При получении библиотеки генов растений и высших животных, у ко-
торых общая длина генома составляет до 3
⋅10
9
и более, емкость вектора 
часто играет решающую роль. В данном случае в качестве вектора ис-
пользуют ДНК фага 
λ. При помощи специальных методов рекомбинант-
ные ДНК вводят прямо в фаговые головки. Еще большей емкостью обла-
дают плазмиды – космиды (до 40 кб), у которых cos-фрагмент генома фага 
λ, участвует в упаковке ДНК в фаговую частицу на конечной стадии раз-
вития. Для упаковки ДНК необходимо, чтобы ДНК содержала COS-
участок и ее размер был примерно равным размеру генома ага l. Достиг-
нутые методы упаковки ДНК в фаговую головку при помощи космид по-
зволяют получать библиотеки генов практически любых организмов.