- •Контрольная работа № 6
- •1. Что понимают под генной, клеточной и генетической инженерией?
- •2. Перечислите основные «инструменты» генной инженерии.
- •3. Что представляют собой ферменты-рестриктазы, каковы их свойства и какова их роль в генной инженерии?
- •4. Охарактеризуйте свойства днк-лигазы и определите ее роль в генной инженерии.
- •5. На каком принципе основана селекция бактериальных клеток, содержащих рекомбинантные молекулы днк? Приведите один из примеров такой селекции.
- •6. Что понимают под клеточной инженерией и каково ее отличие от генной инженерии?
- •7. Назовите методы клеточной инженерии в применении к животным. Какова хозяйственная ценность животных, получаемых этими методами?
- •8. Дайте определение понятиям «трансгенные растения» и «трансгенные животные».
- •9. Каковы возможности генетической инженерии в охране среды обитания?
- •10. Существуют ли опасности в работе персонала генно-инженерных лабораторий? Если да, то назовите их.
4. Охарактеризуйте свойства днк-лигазы и определите ее роль в генной инженерии.
Лигаза (лат. ligāre — сшивать, соединять) — фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.
Лигазы относятся к классу ферментов EC 6.
В молекулярной биологии лигазы подкласса 6.5 классифицируют на РНК-лигазы и ДНК-лигазы.
У млекопитающих классифицируют три основных типа ДНК-лигаз.
ДНК-лигаза I лигирует фрагменты Оказакив ходерепликацииотстающей цепи ДНК и участвует в эксцизионной репарации[3].
ДНК-лигаза III в комплексе с белком XRCC1участвует вэксцизионной репарациии в рекомбинации.
ДНК-лигаза IV в комплексе с XRCC4катализирует окончательный этап негомологичного соединения (non-homologous end joining - NHEJ) двунитевых разрывов ДНК. Также требуется для V(D)J рекомбинации геновиммуноглобулинов.
Ранее выделяли ещё один тип лигаз - ДНК-лигазу II, которая позднее была признана артефактом выделения белков, а именно продуктом протеолиза ДНК-лигазы III[4].
На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году Эйвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год принято считать годом рождения молекулярной биологии.
На рубеже 50-60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали кишечная палочка (E. Coli), ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.
5. На каком принципе основана селекция бактериальных клеток, содержащих рекомбинантные молекулы днк? Приведите один из примеров такой селекции.
ри молекулярно-генетических исследованиях было установлено, что в клетках бактерий имеются ферменты-рестриктазы, способные «разрезать» на фрагменты молекулы ДНК в строго определенных участках. Имеются также ферменты-лигазы, воссоединяющие фрагменты ДНК.
В клетках некоторых бактерий, помимо основной большой хромосомы, имеется еще маленькая кольцевая молекула ДНК — плазмида, В генной инженерии плазмиды, используемые для введения необходимой информации в клетку-хозяина, называют векторами. Кроме плазмид, роль векторов могут выполнять и бактериофаги. Чаще всего в качестве бактерии-хозяина используется наиболее изученная бактерия – кишечная палочка ( Escherihia coli ), но могут быть использованы и другие бактерии, а также дрожжи.
Можно выделить следующие основные этапы создания генетически измененных организмов: получение гена, кодирующего интересующий признак; объединение его с плазмидой-вектором; введение вектора с интересующим геном в клетку-хозяина; отбор клеток, получивших дополнительный генетический признак, и практическое их использование.