Официальный сайт нияу мифи приемная комиссия нияу мифи сетевая школа нияу мифи

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Генетическая, или генная, инженерия в настоящее время – это большая и постоянно развивающаяся научно-технологическая платформа, которая включает в себя достижения генетики, биохи- мии и химической инженерии, молекулярной и клеточной биоло- гии, микробиологии и вирусологии [29]. Генетическая инженерия в широком смысле – это третье поколение инструментов для изме- нения наследственной информации. Первые два поколения инстру- ментов – селекция и мутагенез.
Год 1972 считается датой рождения генетической инженерии: в лаборатории П. Берга была получена первая рекомбинантная ДНК. Рекомбинантные ДНК – это молекулы ДНК, полученные вне жи- вой клетки путем соединения природных или синтетических фраг- ментов ДНК с молекулами, способными реплицироваться в клетке. Важным стимулом развития генетической инженерии послужило открытие генетической роли ДНК. Было выяснено строение молекул ДНК и белка, установлен факт, что гены не только кодируют струк- туру определенных продуктов (как правило, белков), но и регули- руют процесс их синтеза. В конце 70-х гг. в клетках кишечной па- лочки был выполнен синтез ряда животных и человеческих белков и гормонов – соматостатина, гормона роста. В 1978 г. исследователи впервые получили в специально сконструированном штамме кишеч- ной палочки гормон инсулин.
Процесс хранения, передачи и реализации наследственной ин- формации в клетках наглядно представлен на рис. 12.1.
Развитию генетической инженерии способствовало постоянное совершенствование биофизической аппаратуры: ультра- и микро- центрифуг, спектрофотометров, жидкостных сцинтилляционных счетчиков, аминокислотных анализаторов, секвенаторов и синтеза- торов пептидов и олигонуклеотидов, различных устройств для хро- матографии, гель-электрофореза, полимеразной цепной реакции, ра- диоиммунного анализа, сканирования гелей и т. д.

Рис. 12.1. Хранение, передача и реализация наследственной информации в клетках: а) ток информации в ряду клеточных поколений («вертикально»); б) реализация генетической информации в клетке (экспрессия генов)

На рис. 12.2 показано оснащение лаборатории генной инженерии бактерий. Верхний ряд: ламинар (БАВнп-01-1,5, «Ламинарные си- стемы»); качалка орбитальная (GFL Orbital Shaker 3019); амплифи- катор для ПЦР в реальном времени (Agilent Technologies Stratagene Mx3005P QPCR System); система для автоматизированного выделе- ния биополимеров (QIAcube, QIAGEN). Средний ряд: микроцентри- фуга (MiniSpin, Eppendorf); оборудование для горизонтального элек- трофореза; трансиллюминатор и то, что на нем обычно видно; гель- документирующая система (Doc-Print VX5). Нижний ряд: набор микропипеток; репликатор и плашка для него (при клонировании чаще используют круглый вариант, для чашек Петри); микропро- бирки в штативе; «микробиологический минимум» – чашки Петри, петли, горелка [30].

Рис. 12.2. Оснащение лаборатории генной инженерии бактерий

В рамках генетической инженерии исследуются возможности и способы создания лабораторным путем (in vitro) генетических структур и наследственно измененных организмов. Таким образом создаются искусственные генетические программы (рекомбинант- ные ДНК), которые используются для конструирования молекуляр- ных генетических систем вне организма с последующим их введе- нием в живой организм.