Вопрос 69. Генная инженерия. Современное состояние теории гена

Этапы переноса наследственной информации

Обнаружение точной структуры гена послужило предпосылкой к выдвижению идеи переноса генов их одних организмов в другие, т. е. генной инженерии . Цель ее – создание новых генетических структур и благодаря этому – организмов с новыми наследственными свойствами. В настоящее время для переноса молекул нуклеиновой кислоты используют так называемые векторы. В качестве векторов служат вирусы, проникающие в клетку, т. е. моделируется принцип трансдукции.

Таким образом , операция по переносу наследственной информации слагается из трех этапов:

• получения необходимого вектора;

• получения гена или генов, необходимых для переноса и смешивания их с вектором, т. е. получения гибридных молекул;

• введения гибридных молекул в клетку и репликации их.

Введенные в клетку молекулы могут продолжать существовать в ней в комплексе с хромосомами либо в свободном состоянии как плазмиды. Принципиальная возможность искусственного включения новых генов в клетку доказана в ряде экспериментов. Так, в колонию бактерий кишечной палочки из штамма, неспособного синтезировать аминокислоту триптофан, с помощью фага был введен соответствующий ген и бактерии приобрели новое свойство, т. е. стали синтезировать триптофан. Из клеток южноафриканской лягушки был выделен фрагмент ДНК, введен в клетки кишечной палочки, где обнаружилась его способность синтезировать и-РНК лягушачьего типа.

Будущее генной информации

Генная инженерия в будущем , возможно, обеспечит создание организмов с новыми свойствами, например, бактерий, синтезирующих человеческие гормоны, микроорганизмов, обладающих повышенной продуктивностью для получения антибиотиков, а в гораздо более отдаленном будущем, может быть, поможет человечеству избавиться от наследственных болезней.

Основные положения теории гена

В результате исследований элементарных единиц наследственности сложились представления, носящие общее название теории гена.

Основные положения этой теории сводятся к следующему:

• I. Ген занимает определенный участок (локус) в хромосоме.

• II. Ген (цистрон) – это часть молекулы ДНК, представляющая собой определенную последовательность нуклеотидов и являющаяся функциональной единицей наследственной информации. Число нуклеотидов, входящих в состав различных генов, неодинаково.

• III. Внутри гена могут происходить рекомбинации и мутирование.

• IV. Существуют структурные и функциональные гены.

• V. Структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК – матрица для синтеза молекул и-РНК.

• VI. Функциональные гены контролируют и направляют деятельность структурных генов.

• VII. Расположение нуклеотидных триплетов в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном.

• VIII. Молекулы ДНК, входящие в состав гена, способны к репарации, поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям.

• IX. Генотип, будучи дискретным (состоящим из отдельных генов), функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние как внутриклеточные факторы, так и факторы внешней среды.