Способы искусственного получения генов
Химический способ. Впервые этот способ применилиндийский ученый Х. Корано, синтезировав ген, кодирующий синтез аланиновой тРНК пекарских дрожжей. Вначале синтезировали мелкие фрагменты ДНК от 4 до 13 нуклеотидов, последовательность которых была прочитана при помощи секвенирования (расшифровки) первичной структуры ДНК. Затем с помощью фермента лигазы их соединяли в определенном порядке.
Ферментативный способ. В пробирку, содержащую физиологическую бесклеточную среду, вносят дезоксинуклеотидтрифосфаты всех четырех типов (А, Г, Т, Ц), фермент ревертазу, мРНК, кодированную природным геном, копию которого планируется получить. В качестве «затравки», ускоряющей реакцию, вносят небольшие участки молекулы ДНК, содержащие 8-10 повторов тимина (Т).
На выделенной м-РНК при помощи фермента обратной транскриптазы синтезируют по принципу комплементарности цепь ДНК. С помощью фермента ДНК-полимеразы цепь ДНК удваивают. В результате получают ген (фрагмент ДНК), с которого была транскрибирована мРНК.
Занятие 1. Геномная и генная инженерия.
Литература: 5,6.
Вид занятия: лабораторное
Время: 2 часа
Место проведения: учебный класс
Цель занятия: Изучить основные направления биотехнологии.
Содержание и методика проведения занятия.
Задание 1. Составить таблицу по характеристике химического и ферментативного способов получения генов.
| Способ получения | Необходимые условия для осуществления синтеза | Недостатки метода |
| Химический синтез Ферментативный синтез |
Задание 2. Моделирование синтеза гена химическим путем.
Задание 3. Зарисовать и изучить схему получения рекомбинантной молекулы ДНК с указанием этапов и ферментов.
Контрольные вопросы (20 мин):
1. Понятие о биотехнологии и генетической инженерии.
2. Основные направления генетической инженерии.
3. Задачи, решаемые генной и геномной инженерией.
4. Способы получения генов.
5. Векторы в генной инженерии, их особенности и назначение.
6. Получение рекомбинантных ДНК и синтез чужеродного белка.
Подведение итогов – 10 минут.
Задание 4. Смоделируйте синтез гена ферментативным способом. Выделена м-РНК следующего состава:
а) Синтезируйте цепь ДНК из м-РНК
ДНК
б) Синтезируйте 2-ую цепь ДНК
1-ая цепь ДНК
2-ая цепь ДНК
Задание 5. Изучите схему конструирования рекомбинантной ДНК.
а) Зарисуйте схему получения рекомбинантной ДНК.
б) Пронумеруйте стадии получения гена и подготовки его для соединения с вектором.
в) Пронумеруйте стадии подготовки вектора для соединения с геном. Дайте краткое пояснение каждой стадии.