Рыбчин - Основы генетической инженерии - 2002

гкньтичаский код ТЩмизФт6$м'физслЯЦни 1ЮАА (Осые) ОАО (АтЬек) . ~ОМОМ— 1ЛЛ2 Рйе ОЫС РЬе Щ3А Хеи ШЗО Хеи АЫ3 Ие АСС Ре АУА .Яе АЦО МФ ЖЛ3' Ёа1 ООС ФЪЕ ОбА, Ф'а1 ЖГО ИеК АС1Х И АСС ТЙ АСА 7Ъ АСО' . Ли ПАО Ту» ОАС Ьг БАА Бмр 0АО Мор Даиимв по цуклеиноеалк кислотам Средний молекулярный вес (М.и) одной пары нуллеотиднык ос- татков в ДНК (натриевал соль) — 650 дальтон.

1 т.п.н. ДНК кодирует полипептилс М.в. 37066дельтои (333 амино- кислоппек остатка), Полипептид с М.в 10660 дальтон.колируегсл 276 н.н. ДНК. 1 пмоль линкера 10 п.и. = б;6 нг 1 пмоль 1660 п.гь ДНК 0,66 мкг 1 пмоль ДНКр(»С18~19 (2686 п.н.), = 1,77 мкг 1 пмоль ДНК рВВ322 (4361 п.и.) = 2,88 мкг 1 смоль ДН К М13гюр18/1 9 (7250 пи) = 478 мкг 1 пмоль Х ДНК (48652 п.н.) =: 32,61 мкг 1 мкг линкера 16 п.н. = 152 пмоль =, 9, 1х10о молекул 1 мкг 1600 п,н.

ДНК 1,52 пмсль = 9,1х16", молекул 1 мкг ДНК р()С(8719, 6,57 пмсль 3,4х16" молекул . 1 М ДИК РВЮ22= 6,35 НМОЛЬ = 2,1х106 М Елук' ' 1 мкг ДНК М13гвр18/19 = 6;21 пмоль; — 1,3х10и молекул 1 мкг 3. ДНК = 0,(В пмоль ="1,8х10в молекул Опткческаи плотность А,„, Дву~игтевалДНК 1.6 ел, '56 мкг/мл 6,15 мМ (в нуклеотниег» Однонитевал ДНК: 16 ед. = 33 мкггмл =' 616 мМ (в нуклеотидат):. Одноиитевав РН К.

1Э ад. ='46 маг/мл =,О,И мМ(в щежощцаг) Молаував кбвцевтраина кеьмов ДНЕ, юбрамщаиамкдейспвееж реетрвктаа Кольцевик ДНК: 2х(мол. коиц. ДНК)х(число сайками Лннейнэя ДНК: 2х(мел. конц, ДНК)х(число сайтов)+2х(ьиег. конц. ДНК) Изипинпеедаивме Министерство общего н профессиональною образования Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННБ|Й ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ 2-е издание, переработанное и дополненное Допущено Министерством общего и профессионального образования РФ в качестве у бабника лля студентов биологических специальностей высших учебных заведений Санкт-Петербург Издательство СПбГХУ 2002 УДК 575/577 Рецензенты: кафедра генетики и селекции биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета (чл.-кор, РАН, нроф.

С.Г. гтлае-Лечмомов; вед. науч. сотр., доц. Ю.И. Павлов); В.Л. Калинин, д-р биол. наук, проф. Научный редактор — чл.-кор. РАМН, проф. В. С Гавцхоки В систематической и логической последовательности рассматриваются основные разделы генетической инженерии про- и эукарцот. Описываются элементы природной генетической инженерии, лабораторные мезоды переноса и амплифпкацин генов, пути конструирования организмов с новыми свойствами.

На примерах демонстрируется роль генно-инженерных методов в решении фундаментальных проблем молекулярной биологии и генетики, в создании продуцентов биологически активных препаратов. Предназначается для студентов и аспирантов биологических, биофизических и биотехнологических специальностей высших учебных заведений. Табл. 22. Ил.

153. Библиогрз 417 назв. т Дд„, Печатается при поддержке Российского фонда фундаменгаль- ,Ц ных исследований, грант 95-04-23575б. О Рыбчин В.Н., 2002 © Санкт-Петербургский государственный' технический университет, 2002 1БВХ 5-7422-0033-9 Р ы 6ч и н В. Н. Основы генетической инженерии. 2-е изд., перераб. и допз Учебник лля вузов. СПбз Иэд-во СПбГГУ, 2002.

522 с. 18319 5-7422-0088-9 ОТ АВТОРА Генетическая инженерия является самым эффективным экспериментальным подходом в исследовании фундаментальных проблем биологии гена. Перспективы прикладною использования генетической инженерии столь велики, что генно-инженерные методы взяты на вооружение крупнейшими медико-биотехнолсхическими Фирмами мира Поэтому с основами генетической инженерии знакомятся специалисты в разных областях биологии, медицины, сельского хозяйства и биотехнолгя ни. Представление о методах генетической инженерии введены в курсы общей генетики на биологических Факультетах университетов, в медицинских и сельскохозяйственных базах, а в соответствующих учебниках генетической инженерии посвящены отдельные ра~елы.

Тем не менее, пение углубленного курса по генетической инженерии необходимо ца кафедрах„готовпцих кадры генетиков, биохимиков, биофизиков и медиков для рабогы в области молекулярной биологии. гогот курс необходим также специалистам в области молекулярной биспехнологии, выпускаемым рядом технических вузов страны. Зарубежные методические пособия по генетической инженерии достаточно регулярно переводились на русский язык, однако дела с учебной литературой обстоят не столь удовлетворительно. В кратком курсе Уотсона и др. (198б) излагались только обшеобразовательные сведения.

Отметим с сожалением, что превосходный учебник Оулда и Примроуза (О!г1, Рпгпгозе, 1994), вышедший уже пятым изданием, все еще нс доступен российскому студенту. На русском языке в системати ахжом и последовательном виде генетическая инженерия была представлена только в первом издании этой книги (Минск: Вышэйшал школа, ! 98б), рекомендованной кафедрой генетики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Книга была удостоена 2-й премии на всесоюзном конкурсе учебников в 1988 году. Весь ее тираж 13800 экз.) уже давно разошелся. Основы генетической инженерии автор начал читать студентам кафедры "БиоФизика" Ленинградского политехнического ипститу- 4 От автора та (ныне Саыкт-Петербур! ский государственный технический университет) уже в 1974/75 учебном году, вскоре после появления первых работ по рекомбинантным ДНК.

Поставле!щый курс был первым в СССР. Именно па основании многолетнего опыта чтения этого курса было подготовлено первое издание книги. До появления кпип! С.Н. Щелкунова "Генетическая инженерия", часть 1 ( Новосибирск: Изд-во НГУ, 1994) она была единственным в России и странах СНГ учебныл! пособием по этому предмету.

Автору казалось полезным представить генетическую инженерию не ~олько и не просто как набор методических подходов, но и как развитие генно-инженерных "идей", позаимствованных у природы. В часги ! на всех уровнях организации живого прослежены элементы генно-инженерного конструирования, используемого природой. Здесь же и, в особенности, в часгях И и И! изложены возможности лабораторного вмешательства в геном с целью создания клеток (организмов) с заданными свойствами.

Во введении определяется прелмег генетической инженерии, а также описывакпся ее история и достижения. Основной материал курса излагается в трех частях. В части! ("Генная инженерия ха г!!о") описываются элементь! природной генной инженерии на уровне генов, транспозонов, плазмид, фагов и клеток. В части П (" Генная инженерия !л г!!го'*) рассматриваются ферменты и векторы, использу!ощиеся для создания рекомбипантных ДНК, а также мегоды секвенированн!!, синтеза и объединения фрагментов ДНК, способы создания банка генов и скринипг рекомбипантных клонов.

В части П! "Экспрессия чужеродных генов'* излагаются проблемы, возникающие при выражении клонируемых генов в бактериях, дрохсках, в растительных и животпъ|х клетках. В заклю'!ительной главе О!1исываются и обсужЗВ- ются прикладные аспекты развития генетической инженерии. В приложении описаны ключевые аналитические методь! генетической инженерии, а также необхолимые меры безопасности. Из-за логики изложения книга получилась полифункциональпой.

На ее содержании и структуре отразилась современная ситуация с учебниками для вузов, особенно н тех областях, которые в настоящее время бурно развиваются. Молекулярная генетика и генетическая инженерия опюсятся именно к этой категории. Отсюда то дополнительное внимание, которое автор уделил разделу, посвященному гене гической инженерии методами !л ! !го (часть 1). Ое аатааа 5 Справедливо, что описанные методы, достаточно редко используются, но они составляют логическую ткань всего предмеш и именно они дали толчок развитию генетической инженерии. Параллельно автор созцателыю старался придать этой части характер дополнительных глав по молекулярной генетике, включив в нее современные данные (за последние 5 лет) в этой области.

В то же время в разделе методов т Игго изложение более традиционно. Включены только базовые подходы и идеи, не рассмотренными остались многие методы, которые слились с методами молекулярной биологии. Кг1ига в какой-то степени рассчитана и на систему посгвузовского образования, па тех специалистов (в том числе аспирантов), которые имеют лишь поверхностное представление о молекулярно-генетическом аппарате клетки, по намерены работать, используя методы генетической инженерии.

Этим объясняется включение достаточно обширного списка ссылок на оригинальные работы. Поток научных публикаций, основанных на использовании методов генетической инженерии велик, совершенствуются и сами методы. В этих условиях, безусловно, отделы~ые вопросы не получили в книге достагочцо полного освешения. В ряде случаев, возможно, дается не совсем уточненная оценка значимости тех или иных обсуждаемых фактов.

Поэтому автор заранее благодарен за любые критические замечания в адрес данной книги. По сравнению с первым изданием содержание книг полностью переработано, но се структура осталась практически неизменной. Это указывает на ценность и дальновидность рекомендаций, которые были даны по этому вопросу рецензегпами первого издания книги членом-корресгюндентом РАН профессором С.В. Шестаковым и профессором С.З. Миндлин. Автор искрешге признателен члену-корреспонденту РАМН профессору В.С. Гайцхоки за тшательный просмотр рукописи и сделанные предложения по улучшению содержания книги. Ценные замечания сделаны гленом-корреспондентом РАН профессором С.Г. Инге-Вечтомовым и ведущим научным сотрудником Ю.И. Павловым. Неоценимую помощь оказали многочисленные советы и замечания, высказанные коллегами за прошедшие годы.