Рекомбинантная ДНК
-
История и методы рекомбинантной ДНК
- Рекомбинантная ДНК (рДНК) образуется путем объединения генетического материала из разных источников.
- Технология рДНК использует палиндромные последовательности и приводит к образованию липких и тупых концов.
- Последовательности ДНК могут быть созданы химическим синтезом и включены в рекомбинантные молекулы.
-
Производство рекомбинантной ДНК
- Молекулярное клонирование является основным методом получения рДНК.
- Векторы клонирования получают из плазмид или вирусов и содержат необходимые генетические сигналы.
- Процесс клонирования включает семь этапов: выбор организма-хозяина, получение векторной ДНК, подготовка ДНК, создание рекомбинантной ДНК, введение в организм хозяина, отбор и скрининг клонов.
-
Экспрессия ДНК
- Экспрессия ДНК требует трансфекции клеток-хозяев.
- Чужеродная ДНК может экспрессироваться или не экспрессироваться, в зависимости от условий.
- Для улучшения экспрессии могут вноситься изменения в кодирующие последовательности.
-
Свойства организмов с рекомбинантной ДНК
- В большинстве случаев организмы с рДНК имеют нормальные фенотипы.
- Присутствие РНК и белковых продуктов рекомбинантного гена можно обнаружить с помощью ПЦР.
- Возможны токсичность и инсерционная инактивация, если рДНК встраивается в ген клетки-хозяина.
-
Применение рекомбинантной ДНК
- Рекомбинантная ДНК используется в биотехнологии, медицине и научных исследованиях.
- Рекомбинантные белки и продукты применяются в фармацевтике, медицине, сельском хозяйстве и биоинженерии.
- Примеры: рекомбинантный химозин и рекомбинантный человеческий инсулин.
-
Преимущества рекомбинантного инсулина
- Не вызывает иммунную защиту у пациентов
- Не стимулирует иммунную систему человека
-
Рекомбинантный гормон роста
- Назначается пациентам с недостаточным гормоном роста
- Устранил проблему болезни Крейтцфельдта-Якоба
- Используется спортсменами и другими лицами
-
Рекомбинантный фактор свертывания крови VIII
- Вводится пациентам с гемофилией
- Устранил риск передачи инфекционных заболеваний через кровь
-
Рекомбинантная вакцина против гепатита В
- Контролирует инфекцию гепатита В
- Содержит поверхностный антиген вируса гепатита В
-
Рекомбинантные антитела
- Вырабатываются in vitro
- Используются для терапии рака, инфекций и аутоиммунных заболеваний
-
Диагностика ВИЧ-инфекции
- Использует рекомбинантную ДНК
- Включает тесты на антитела и ДНК
-
Золотистый рис
- Разработан для экспрессии ферментов, ответственных за биосинтез β-каротина
- Перспективен для снижения заболеваемости дефицитом витамина А
-
Культуры, устойчивые к гербицидам
- Содержат рекомбинантный ген устойчивости к глифосату
- Широко используются в коммерческих целях
-
Культуры, устойчивые к насекомым
- Экспрессируют рекомбинантную форму бактериального белка
- Эффективно борются с некоторыми насекомыми-хищниками
-
История рекомбинантной ДНК
- Идея предложена Питером Лоббаном
- Первые публикации в 1972-1973 годах
- Нобелевская премия по химии в 1980 году
-
Разногласия и опасения
- Ученые признавали потенциальные опасности
- Введен мораторий на исследования до разработки рекомендаций
- Сохраняются опасения по поводу побочных продуктов и генетически модифицированных организмов