Молекулярная биология – отрасль науки, исследующая жизнь на молекулярном уровне.
Она находится в тесном сотрудничестве с другими областями биологии и химии, особенно генетикой и биохимией. Молекулярная биология в основном изучает взаимодействия между различными системами клетки, включая взаимодействия между ДНК, РНК и биосинтезом белка, а так же механизмы регуляции этих взаимодействий. Исследователи в молекулярной биологии используют определенный набор методов и техник, позволяющих изучать молекулярные взаимодействия не только на качественном, но и количественном уровне.
Одним из самых основных методов молекулярной биологии, является техника рекомбинантных ДНК (молекулярное клонирование). Генетическая инженерия – перспективное направление современной молекулярной биологии, имеющее большое научное и практическое значение и лежащее в основе современной биотехнологии.
Чтобы заказать написание дипломной работы по дизайну нужно всего лишь заполнить форму заказа. Переходите по ссылке, заполняйте форму и мы поможем вам с написанием диплома!
. С помощью этой техники фрагменты ДНК, кодирующие интересующие нас белки, вводят в быстро реплицирующиеся генетические элементы (плазмиды или вирусы). Полученные в результате генетических манипуляций рекомбинантные ДНК (векторы) могут быть перенесены в бактериальные клетки (трансформация) или в клетки животных (трансфекция). Следует отметить, что клонирование молекул стало возможным благодаря открытию целой серии ферментов, оказавшихся незаменимыми инструментами для манипулирования генами. Тем более что практически полностью отсутствуют химические методы, позволяющие получать, модифицировать и амплифицировать молекулы ДНК, представляющие интерес для молекулярного биолога.
Любой ген и продукты его экспрессии (РНК и белки) стали доступны для исследования структуры и функций; появилась возможность исследовать гигантские геномы высших организмов и целенаправленно изменять их структуру. В практическом отношении стало возможным направленное создание организмов с новыми (в том числе не встречающимися в природе) комбинациями наследственных свойств, что трудно (или невозможно) сделать обычными методами – гибридизацией, мутагенезом и др. Основными задачами, стоящими перед генетической инженерией сегодня, являются борьба с болезнями и производство продовольствия. Методы генетической инженерии стали незаменимыми в фармакологии. Они позволили получать ценные лекарственные препараты, используя живые организмы в качестве биореакторов. Генно-инженерные методы находят все более широкое применение в медицине, став основой генотерапии (лечения генами), помогающей излечивать многие наследственные заболевания .
В работах по генетической инженерии используются как методы классической генетики, так и самые современные более тонкие методы молекулярной генетики (такие как выделение и идентификация генов, их секвенирование, картирование, химический и ферментативный синтез, ПЦР-анализ, блот-гибридизация, генный нокаут, генная дактилоскопия и др.).
Для понимания этапов генетической инженерии нужно сначала понять картину технологии в целом (рис.1).
Основными этапами генной инженерии являются следующие:
1. Получение нужного гена (трансгена), намеченного для переноса. Ген может быть выделен из естественных источников (из подходящего генома организма) или геномной библиотеки. Он может быть синтезирован искусственно: химическим путем (по имеющейся последовательности нуклеотидов) или ферментативным путем с использованием механизма обратной транскрипции (синтез кДНК на матрице мРНК с помощью обратной транскриптазы), получен с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).
2. Создание специальных генетических конструкций – векторов (переносчиков), в составе которых гены (трансгены) будут внедряться в геном другого вида или клонированы в клетках про- или эукариот. Клонирование предполагает получение большого числа копий фрагментов ДНК, идентичных исходному .
3. Генетическая трансформация, т.е. перенос и включение генетических векторов (рекДНК) в клетки-мишени хозяина (реципиента).
4. Молекулярная селекция – отбор клонов, несущих рекДНК, осуществляющейся с использованием различных маркерных генов, которые находятся в векторной молекуле наряду с трансгеном.
5. Выращивание измененных клеток в целые трансгенные организмы.
Ниже приводятся некоторые из этих процедур, используемые в молекулярной биологии, изучив которые вы познакомитесь с главными биологическими молекулами поближе.
Рис. 1. Схема построения рекомбинантных молекул ДНК и введения их (трансформация) в бактериальные клетки
22 страниц
91% уникальность
2013 год
101 просмотров
