2. Приведите примеры достижений селекционеров.

3. Чем опасно возделывание лишь отдельных сортов?

4. Чем полезны для человека микроорганизмы?

§ 37. Генетическая инженерия и биотехнология

Генетическая инженерия (ГИ) — совокупность методов, позволяющих переносить генетическую информацию из одного организма в другой с помощью сконструированных in vitro (вне организма) рекомбинантных молекул ДНК (искусственно скомбинированных из фрагментов) с заданными наследственными свойствами. Поэтому ГИ также называют технологией рекомбинантных ДНК. Одна из задач ГИ — получение организмов с желаемыми свойствами. Организмы, в которые с помощью методов ГИ введены несвойственные им гены, носят название трансгенных.

Основные принципы ГИ. Бурное развитие ГИ началось после 1970 г., когда из клеток бактерий научились выделять рестриктазы — ферменты, защищающие бактерии от бактериофагов. Узнавая в чужеродной ДНК специфичный для каждой рестриктазы сайт (последовательность из 4—6 нуклеотидов), рестриктазы делают в этом сайте разрывы обеих цепей ДНК. В результате чужеродная ДНК оказывается разрезанной на фрагменты и нефункциональной. На сегодня известно около 3500 рестриктаз. Например, рестриктаза Eco RI («еко-эр-один») из кишечной палочки (Escherichia coli) узнает сайт ГААТТЦ:

і I

5' — Г А А Т Т Ц — 3' 5' — Г |__АА_Т Т Ц — 3'

З' — ЦТТААГ — 5,=> 3' — ЦТ Т А А | Г — 5'

В результате ступенчатого разреза образуются фрагменты ДНК с выступающими однонитевыми концами, комплементарными друг другу. Эти концы могут вновь соединяться, поэтому их называют «липкими концами». Если взять ДНК, например, человека и моркови, обработать одной и той же рестриктазой и смешать, то фрагменты ДНК моркови и человека будут соединяться липкими концами. Но такая связь будет непрочной: водородные связи между всего лишь четырьмя парами оснований могут легко разойтись. Слипшиеся фрагменты ДНК можно зафиксировать, если добавить в раствор ДНК-лигазу (второй по значимости фермент ГИ), сшивающую цепи ДНК, разрезанные рестриктазой. В результате получится стабильная рекомбинантная ДНК.

Встраивание рекомбинантной ДНК в вектор

Далее необходимо сохранить и размножить полученные рекомбинантные молекулы. С этой целью их встраивают в специальные конструкции, называемые векторными молекулами ДНК, или векторами. Обычно векторы конструируют из бактериальных плазмид. Типичный вектор включает: