Рекомбинантная структура ( англ. Recombinant structure ) — гибридная ( англ. recombination — рекомбинация) нуклеиновая кислота ( ДНК или РНК ) или белок , полученные в результате объединения in vitro чужеродных фрагментов и содержащие новые сочетания последовательностей нуклеотидов или аминокислот соответственно.

Описание

Рекомбинация — процесс обмена генетическим материалом путём разрыва и соединения разных молекул нуклеиновых кислот , то есть перераспределение генетического материала, приводящее к созданию новых комбинаций генов. В естественных условиях рекомбинация у эукариот — обмен участками хромосом в процессе клеточного деления . У прокариот рекомбинация осуществляется при передаче ДНК путём конъюгации , трансформации или трансдукции , либо в процессе обмена участками вирусных геномов. Методы генной инженерии значительно расширили возможности рекомбинационных обменов и позволяют, в отличие от естественной рекомбинации, получать гибридные молекулы нуклеиновых кислот, содержащие практически любые чужеродные фрагменты. Суть этой технологии заключается в соединении фрагментов ДНК in vitro с последующим введением рекомбинантных генетических структур в живую клетку. Генно-инженерные манипуляции стали возможны после открытия рестриктаз ( ферментов , разрезающих ДНК строго в определённых участках) и лигаз (ферментов, сшивающих двухцепочечные фрагменты ДНК). С помощью этих ферментов получают определённые фрагменты ДНК и соединяют их в единое целое. Для такого искусственного объединения безразлично происхождение ДНК, между тем как в природе объединению генетической информации чужеродных организмов препятствуют механизмы межвидовых барьеров. Первую рекомбинантную молекулу ДНК, состоящую из фрагмента ДНК вируса OB40 и бактериофага λ с галактозным опероном E. coli , в 1972 году создали Берг с сотрудниками .

Техника генной инженерии включает несколько последовательных процедур:

• выделение нужного (целевого) гена;
• встраивание его в генетический элемент, способный к репликации (вектор);
• введение вектора в организм-реципиент;
• идентификация (скрининг) и отбор клеток, которые приобрели желаемый ген или гены.

Белки, полученные генно-инженерным способом, то есть транслируемые с рекомбинантных ДНК, также называются рекомбинантными. Технология рекомбинантных ДНК оказала существенное воздействие на развитие современной биологии, позволив решать многие теоретические задачи, например, определять функции белков, изучать механизмы регуляции экспрессии генов . С помощью технологии создания рекомбинантных структур были открыты и изучены: мозаичное строение генов у высших организмов, транспозоны бактерий и мобильные диспергированные элементы высших организмов, онкогены и т. д. Рекомбинантные структуры нашли широкое применение в промышленной биотехнологии , включая производство ферментов, гормонов , интерферонов , антибиотиков , витаминов и многих других продуктов для фармакологии и пищевой промышленности , на получение которых ранее затрачивалось много времени и средств. Методом рекомбинантных ДНК были получены генетически модифицированные растения и трансгенные животные, обладающие новыми полезными для человека свойствами. Рекомбинантные структуры используются в медицине в методах генной терапии , диагностике и создании рекомбинантных вакцин .

Примечания

Литература

• Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. — М.: Мир, 1984. — 480 с.
• Генетическая инженерия / Под ред. А. А. Баева. Итоги науки и техники. Сер. Молекулярная биология. Т. 12, ч. 1-2. — М., 1979-80.
• Уотсон Дж., Туз Дж., Курц Д. Рекомбинантные ДНК. Краткий курс. — М.: Мир, 1986. — 288 с.

Ссылки

• При написании этой статьи использовался материал из издания « Словарь нанотехнологических терминов » (2009—…), доступного по лицензии Creative Commons .