Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 322
Текст из файла (страница 322)
Ги контролирующие разные признаки, иногда передаются потомству независимо друг от друга Это происходит в том случае, если они находятся в разных хромосомах. Когда Г. находятся в одной хромосоме, они обычно передаются потомству вместе (т. наз, сцепление Г.). Это правило может нарушаться из-за к россии го вера (см.
Рекомбинация гепетггческа»), когда при образовании половых клеток отцовские и материнские хромосомы разрываются и образовавшиеся концы соединяются крест-накрест. После рекомбинации Ги первоначально находившиеся в одной хромосоме, оказываются в разных. Существование кроссинговера между гомологнчиыми хромосомами позволяет определять относительное расположение Г.
на хромосоме, т.е. составлять генные карты; чем дальше друг от друга 1009 ГЕНЕРАТОРНЫЕ 517 в цепи ДНК отстоит к.-и. два Ги тем чаще между ними происходит кроссинговер. Последний возможен не только между хромосомами, но и внутри одного Г. Это явление используется для изучения внутригенной топографии. Г. функционирует в хлетке в составе генной регуляторной системы, В зависимости от выполняемой ф-ции различают структурные Ги кодирующие б.ч.
белков клетки, и регуляторные, ответственные за синтез белков-регуляторов, контролирующих активность структурных Г. Механизм генетич. контроля синтеза белка окончательно ие выяснен. Предполагают, что у бактерий значит. часть Г. объелннена в группы, контролирующие отдельные метаболич. пути (серии взаимосвязанных обменных р-ций) н образующие единые функциональные блоки. Не все Г. хромосомы функпиоиируют одновременно. Существуют механизмы, «включающие» или «выключающие» Г. в соответствии с потребностями клетки, к-рые контролируются особыми соед.— репрессорами и индукторами.
Их способность одновременно регулировать синтез песк, белков связывают с тем, что соответствующие Г. примьпгают друг к другу. У эУкаРиот кРоме гщеРных Ги локализованных в хРомосомах, существуют внехромосомные Га находюпиеся в некоторых клеточных органеллах, напр. в митохондрнях и пластидах. Эти Г. несут информацию для синтеза важных ферментов, ответственных за эиергетич. обмен клетки. У бактерий Г. содержатся в одной хромосоме и автономных генетич. элементах-пл«змпдах и зписомах, представляющих собой замкнутые кольцевые молекулы ДЙК. В отличие от плазмид, эписомы могут встраиваться в хромосомы и покидать их. Размер плазмид необычайно широко варьирует.
Нек-рые из иих содержат 1 — 3 Го тогда как размеры других сосгавлают 10-20;/ от величины хромосомы и содержат сотни Г. В плазмидах пасположены Га обеспечивающие устойчивость бактерии к антибиотикам. Бактериальные Г. состоят в среднем из 900 †15 нуклеотндов, расположенных линейно. Мол. масса среднего по размеру Г. для разл.микроорганизмов колеблется в пределах от 0,5 10е до 1 10е. Г. эукариот принципиально отличаются от бактериальных. Внутри иих последовательности нуклеотндов ДНК, несущие информацию для синтеза белка, не непрерывны, а разделены в одном или неск, местах участками, не кодируюшими последовательность аминокислот, Такой прерывистый Г.
транскрибируется весь подряд, а из образовавшейся РНК удаляются некоднрующие участки. Области, соответствуннцие кодирующей части Ги ошиваются с образованием мРНК (т. наз. сплайсинг). Термин «Г.» впервые предложил В. Иогансен в 1909 для обозначения дискретных наследств. факторов, открытых Г. Менделем в 1065.
Значит. прогресс в изучении тонкой структуры и закономерностей функционирования Г. связан с развитием методов генетической ипшсгперпи, позволяющих выделять индивидуальные Г. и получать их в препаративных кол-вах. Разработка способов расшифровки первичной структуры РНК, а позднее и ДНК, а также познание оси. механизмов биосинтеза нуклеиновых к-т в клетке открыли возможность искусств.
синтеза Г. В 1967 А. Корнберг впервые осуществил ферментативный синтез биологячески активной ДНК фага Х174, содержащей 5 Г. В том же году Х. Корана завершил полный хим. синтез двухцецочечиого полннуклеотида (в одной цепи 199 нуклеотидов), соответствующего бактериальному Г„к-рый кодирует тирозиновую транспортную РНК. Однако применение хим. методов для синтеза Г.
эукариот затруднено, в частности из-за очень большого их размера. Для этих целей более перспективно совместное использование хим. н ферментативных методов. Л ю Уотсон Д Д, Молетуларнае биолопгл гена, пер с англ, М, 1978 Л Л Нса ас ГЕНЕРАТОРНЫЕ ГАЗЫ, см. Гауификпцич тнердых топлив. 1010 518 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ (генная инженерия), создание с помощью биохим. и (или) хим. синтеза геыетич. структур, способных размножаться н действовать в клетке- хозяине, изменять ее геиетич. программу и синтезировать требуемые продукты, обычно белки. Возшпла в !972, когда бмлв получена первая такая структура.
Будучи новым этапом развития молекулярной генетики, Г.и. использует достижения микробиологии, биохимика быоорг. химии и молекулярной биологии. Представление о том, что носителем геиетич. янформацин является ДНК, возникло еще в !944. Было известно также, что ген представляет собой отрезок ДНК, кодирующий определенный белок, и что передача наследств. информапии между поколениями происходит посредством удвоение молекул ДНК.
Но любым манипуляцыям препятствоввлв огромыая молекулярная масса ДНК, составляющая миллионы и миллиарды иа клетку, и невозможность получать хиыически однородные небольшие ее фрагъивты. Положеыие изменилось, когда удалось обнаружить и выделить два рода ферментов: 1) рестрнатирующие зндонухлеазы (рестриктазы)-они рассекают молекулы ДНК в пределах строго опредслеыных нуклеотидных последовательностей! их описано ок. 400, нанб.
употребительны рестриктазы Есо Е1 Ншшй П1, Ваш Н1, Рз! 1, ба! 1 и др. 2) ДНК-лигазы (прежде всего фермент кишечной палочки, индуцируемый бактериофагом Т4), к-рые сшивают двухцепочечные фрагменты ДНК, восстанавливав межнуклеотндные связи в местак единичных разрывов. С помощью этих ферментов получают удобные для генетич. операций фрагменты ДНК и соединяют их в единое целое. Для такого объединения безразлично происхохщеыие ДНК (химически у всех существ она одинакова), между тем в природе объединению генетнч.
информации неродственных существ препятствуют разл. Межвидовые барьеры. Конечный продуат генетич. Манипуляций (рекомбинантыые молекулы ДНК) состоит нз двух компонентов: изучаемого полинуклсотндного фрагмента (обычно структурного гена) и вектора В последовательности иуклеотидов гена закодирована последовательность аминокислот белка.
Ген м.б. выделен из прир. источника с помощью рестрнктаз, получен спец. методом посредством фермента обратной транскриптазы или же синтезярован химически. Однако структурные гены как таковые лишены регуляторных геиетич. элементов н сами по себе не могут функционировать в клетке-хозяные, т.е. умножаться в числе и обеспечивать синтез белка.
Функциоыальный компонент рекомбинаитной ДНК-вектор, т.е. специально сконструированная молекула, содержащая регуляторные участки, а именно; начало репликации ДНК, генетич, маркеры, необходимые для селекции, и др. элементы, нужные для слоткного процесса реализации генетич. информации. Большинство векторов получено на основе плазмнд (небольших кольцевых молекул ДНК бактерий), фатов лямбда и М13, вирусов БЧ40 и полномы (для животных клеток), плазмилы Т! из АйгоЬас1ейшп гишс(ас!еаз (для клеток растений), двух- микронной плазмиды пекарских дрожжей. Самый распространеинмй бактериальыый вектор — плазмида рВН 322 (мол.
м 2,6 !Ос, маркеры-резнстентиость к антибиотикам ампнциллину и тетрациклнну, единичные места расщепления лля рестриктаз Есо Е1, Ваш Н1, Нтпд П!, Рз1 1, За! 1). Структурный геи, вырезанный из к..л. ДНК с помощью определенной рестриктазы или комбинации рестриктаз, соединяют действием лнгазы с выбранным вектором н получают кольцевидную рекомбииантную молекулу ДНК. Ее вводят в клетку-хозяина: это бактерии (кншечная, сенная палочка н др.), дрожжевые, животные нлн растит. клетки, Затем проводят селекцию- отбор клеток, содержащих рекомбинантные ДНК, и получают клон, т.е. клетки, однородные по своим генетич. н иным характеристикам.
Размножением такого клона можно получить нужное кол-во однородного генетич. Материала н, при желании, конечного продукта- белка !01! Г.и. стала основой развития молекулярной генетики. Благодаря возможности клонирования чужеродных генов в бактериях, животных и растит. клетках (выделены клоны мы.
генов: рибосомной РНК, гистонов, интерфероиа и гормонов человека н животных и т.п.), Г.н. имеет прикладное зиачеыие. Она составляет, параду с клеточной инженерией, основу совр. биотехнологии. С помощью методов Г.и. полученм мв. новые, иногда неожиданные данные, открыто, напр., мозаичное строение генов у высших организмов, изучены транспозоны бактерий и мобильные диспергироваыные элементы высшых организмов, открыты онкогены и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
