Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 139
Текст из файла (страница 139)
с. 400), в ДНК любой клетки, независимо от вида А + О = = Т+ С. Подтвердите это утверждение с помощью представленных ныше данных. Бык Человек Курица Лосось Пшеница Дрожжи Наеторй!1ак сп7?исп гас тнп с Е. соа К-12 Бацилла туберкулеза птиц уегтсаса магсексегсс Васс?(ак ксЬаи 1,29 1,43 1,04 1,00 1,1 1,56 1,75 1,00 1,00 1,0 1,45 1,29 1,06 0,91 0,99 1,43 1,43 1,02 1,02 1,02 1,22 1,18 1,00 0,97 0,99 1,67 1,92 1,03 1,20 1,0 1,74 1,54 1,07 0,91 1,0 1,05 0,95 1,09 0,99 1,0 0,4 0,4 1,09 1,08 1,1 0,7 0,7 0,95 0,86 0,9 0,7 0,6 1,12 0,89 1,0 Основание Иитвитивя ДИК 19% ядра ак ядри 0,27 0,33 0.35 0,22 0,20 0,20 0,22 0,16 0,14 0,27 0,26 0,23 0,98 0,95 0,92 Аленин Гуаннп Цнтознн Тимин Выход д) Как на основании этих данных доказать, что ДНК зародьппей пшеницы не является монотонным повторением определенной последовательности? Литература СЬигаа(т, Е.
(1950) СЬсшкв! крег!Бс!гу о( ппс!еьс всиЬ апс1 псссЬппыш сс( сйссг епгуппс с1«8ш4дсисп. Ехр«П«яца 6, 201-209. СЬ»гаи(Г, Е. (1951) 5ггпсспге аш! Ьспсцоп о! ппс1с!с ас!с!к ак сей сопкйспепск. Еес( Рагс. 10, 654 — 659. До некоторой степени исследования Чаргаффа были направлены на опровержение тетрануклеотидной гипотезы о строении ДНК, согласно которой ДН К является монотонным тетрануклеотидным полимером состава (АОСТ)„, последовательность которого, естественно, не может нести в себе никакой информации. Хотя представленные вьппе данные показывают, что ДНК не является простым тетрануклеотидом (в противном случае все образцы имели бы одинаковые молярные отношения 0,25 для всех оснований), однако сохраняется возможность, что ДНК в разных организмах представляет собой более сложную, но все же монотонно повторяющуюся последовательность.
Для решения этого вопроса Чаргафф взял ДНК из проростков пшеницы и обрабатывал ее ферментом дезоксирибонуклеазой в течение разных промежутков времени. Через каждый промежуток времени некоторая доля ДНК разваливалась на мелкие фрагменты. Оставшиеся более крупные фрагменты Чаргафф назвал «ядром». В таблице в столбце «19;4 ядра» представлено относительное количество оснований, присутствующих в более крупных фрагментах, оставшихся после деградации 81?г» ДНК; в столбце «8",4 ядра» представлено относительное количество оснований, присутствующих в более крупных фрагментах, оставшихся после деградации 92% ДНК.
всех природных систем живая материя является единственной, кот ая, несмотря на огромные преобразования, хранит в своей структу амое большое количество собственного прошлого. Эмиль Цунеркандл и Лайнус Полин статья в Эоцгпа! о! Тпеогег!са! В!оГойу, ту технологии на основе информации из ДНК 9.1.
Клонирование ДНК! основные понятия 434 9.2. От генов к геномам 449 9.3. От геномов к протеомам 4б1 Герберт Бойер Пол Берг Стенли Н. Коэн 9.4. Изменения генома и новые продукты биотехнологии 469 о братимся к технологиям, которые лежат в основе прогресса современных биологических наук, определяют нынешние и будущис рубежи биохимии и иллюстрируют гиногие ес важныс принципы. Объяснение законов, определякш!их ферментативный катализ, структуру иакромолекул, клеточный метаболизм и передачу информации. позволяет исследовать все более щюжные биохимические процессы. Клеточное деление, иммунитет, эмбриогснсз, зрение, вкус, онкогенсз, познавательная способность — все это шрнонпчно сочетается в искусно организованном оркестре молекулярных и макромолекулярных взаимодействий, которые мы теперь начинаем понимать все более ясно.
Реальным результатом биохимического путешествия, начатого н ХГХ в., является постоянно растугдая способность исследовать и изменять живыс < истомы. Для того чтобы понять сложный биохимический процесс, биохимик выделяет его и исследует отдельные комцонснты т гйгго, а затем соединяет их вместе, получая согласованную картину всего процесса в целом.
Основным источником понимания сто молекулярной сути является собственный информационный архив клстки, ес ДНК. Однако истинный размер хромосом создаст гигантскую проблему: как найти и изучить отдельный ген среди десятка тысяч генов, включающих миллиарды пар оснований генома млекопитающих? Решения стали появляться в !970-х и'. Достижения десятилетий работы тысяч ученых — генетиков, биохимиков, кчеточпых биологов и физхимиков — были объединены в лабораториях Пола Берга, Герберта Бойера и Стенли Коэна. разработавших методы обнаружения, очистки„ [434] Часть1.
9. Технологии на основе инферналии из ДНК приготовления и изучения малых сегментов Д НК. полученных из намного превышающих их по размерам хромосом. Мстолы клонирования ДНК проложили дорогу в такие современные области, как геномика и протеомика, исслелования генон и белков в масштабах целых клеток и организмов. Эти новые методы видоизменяют фунламентальные исследования, сельское хозяйство, медицинн экологию, судебную медицину и многие другие области, иногда ставя общество перед труднглм выбором и этическими дилеммами. Начнем эту главу с наиболее обще~о изложения фундаментальных биохимических принципов теперь ужс классической методики клонирования ДНК, затем, после создания основы лля обсуждения геномики, проиллюстрнрусм ряд применений и возможностей этих технологий, с основным акцентом на современные достижения в гепомике и протеомике. 9.1.
Нлонирование ДНН: основные понятия Клон — это идентичная копия. Этот термин первоначально употреблялся для клеток одного типа, выделенных и способных к воспроизводству с целью создания популяции идентичных клеток Клонирование ДНК включает вылсление специфического гена пли сегмента ДНК из хромосомы, присоединение его к малой молекуле-носнтелю ДНК, а знгега копирование втой молифицированной ДНК тысячи илн милли~им раз, гюс(юдством как увеличения числа клеток, так и созлапия множественных копий клонирусмой ДНК в каждой клсткс. Результатом является избирательная амплифнкапия данною гена или сегмента Д НК.
Клонирование Д Н К из любою оргшшзма включает пять основных процедур. 1. Вырезание ДНК в точных позициях. Сайтспецифичньле энлонуклеазы (энлонуклеазы рестрикции) обеспечивают необходимые молекулярные «ножницы». 2. ВыбормалоймолекулыДНК, способной ксаморепяикацгт. Эти ДНК называются клоиирующими векторами (вектор — фактор доставки); обычно зто плазмнды или вирусные ДНК. 3.
Ковалентпое соединение двух фрагментов ДНК. Фермент ДНК-лигаза сшивает клонируюший вектор с ДНК, которую надо клонировать. Смешанные молекулы ДНК, со- дсржащис ковазснтно связанные сегменты из двух или более источников, называются рекомбинантными ДНК. 4. Перемещение рекомбипантной ДНК из пробирки в клетку-хозяина, предоставляющую фермецтативпый аппарат реплнкацнн ДНК. 5. Отбор или идентификация клеток-хозяев, содержащих рекамбипон тную ДНК. Набор методов, используемых для выполнения этих и подобных процедур, называют технологией рекомбинантных ДНК или, более неформально, генной инженерией. Большая часть нашего начального изложения булст сфокусирована на клонировании ДНК в бактерии ЕлсЬепсй(а со11, первом организме, использованном лля работы с рекомбинантнымн ДНК и до сих пор наиболее распространенной клеткой-хозяином.
У Е сой есть много преимуществ: метаболизм ес ДНК (как и многих других сс биохимических процессов) хорошо изучен; многие имеюгпиеся в природе клопируюшие векторы, связанные с Е. гоВ, такие как плазмиды и бактсриофаги (бактериальные вирусы; называемые также фагамн), хорошо охарактеризованы; имеются методики быстрого переноса ДНК из одной бактериальной клетки в другую.
Мы также обратимся к клонированию ДНК в других организмах; эта тема более полно обсуждаств я ниже. Зндонуклеазы рестрикции и ДНК-пигаза создают рекомбинантную ДНК Очень важным для технологии рекомбинантной ДНК является набор ферментов (табл. 9-1), ставших доступными после десятилетий исследований метаболизма нуклеиновых кислот. Два класса ферментов лсжзг в основе основного подхода к созданию и «размножению» молекулы рекомбинантной ДНК (рис. 9-1). Во-первых„эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы) распознают и разрезают ДНК в местах специфических нуклеотидных последовательностей (нуклеотидные последовательности распознавания или сайты рестрикции), создавая набор более маленьких фрагментов. Вовторых, клонируемый фрагмент ДНК может быть встроен в подходящий клонируюшнй вектор с использованием ДНК-лигазы для соединения молекул ДНК. Затем рекомбинантпый вектор вводится Ф»'пю»яя 1Д»»р»»»»»х»т ДИК»» мп»»х ш~»»»»»ф»»»г»ж»»»З ппг я юя и ею пш тп пгппваппй О»»»х»»»»»»»г» плс х»г»»с»гуль»»»г»»» фрагмгптаДНК Ваппяпяст»»1»»»б»»»ч»» яду»»лс»псах, лп.»ташю ю»»агс»»»я»»уьп»ютияы к 3-хп»~»шм С»»,»»а»" » ДНКЯЯ»»и~х» мппскузь» 1'11К 11р»к»згпшшч фпгфа» ч 7 О11 хшшу ппяш»у»,»с»пп»п, шип чая шп »» 'и» пггпге»'»'ваяя ш ~ пшю»»я» Дггбзя.»яг»»»п»шяьш»м» рпьп «хв»х.— г»я» х,'!'-ОН пя!»»»и:»ппс(цпя и ду»»»» ы а Отпп п шг» пу»пп»п»»»!»ь»с»»гтач»»»» с Зсьпш»»ш»»п»»»чю»,(11К Отпкчшя»»»(»гхл»ч»» пды г,» .ш»пшш пуп и кса.
я» п»ш»ляя»г»»»»»1»»чюч»»ч»»»хс Зсхп»:»и» Оппш»пяш, гсрхшяаяьпья' фпгфз» ы»шп»' 7-, и ш» ."»Я»»»в па (~»»»»» г»»»х»г»х) Фгрмс»п(ы) »)»»»»»»»»»чс»»сс»ь» р»»»»пющп -»ппа11 Д» 1К * м паза .'111К-»я сшмгргма 1 (Е г г»1!) (ь»!я»п»»»я» ршк»»1»йп»чс»»» 1йыпп» кяпгпзюп»ам »»х»х» пш»сп:пая '»1»апсфс(ю.»3 :)»»»»»»»»)»с»»ч»з»» 1Н ::)хз»»»»ух, ппша»баь»» рппфш а К П(гзпчшш»)х»г»(х»т»»,»я Кчопи Эукарпптичсская хромосома всктоп) ~Д) (плазмила 1 о Клоппруюшпй вектор вырезается зпдопук- леазпй | ОЗИнтсрссуюший фрагмс»п Л!К получается разрезанием хромосомы зплопуклеззой рсстрпкппп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
