§ 57. Инструменты генетической инженерии

1, 2. Что такое рестриктазы? Какую функцию они выполняют? Чем отличаются разрезанные фрагменты ДНК с липкими и тупыми концами?

Рестриктазы — это ферменты (молекулярные ножницы), разрезающие двуцепочечную молекулу ДНК в узнаваемой ими определенной последовательности нуклеотидов. Причем каждая рестриктаза узнает свою последовательность нуклеотидов ДНК, независимо от ее видовой принадлежности, прикрепляясь к ней и разрезая ее в месте прикрепления. Обычно рестриктазы распознают в молекуле ДНК очень короткие, но строго специфичные для каждого фермента участки длиной в 4—6 пар нуклеотидов и разрезают обе цепи ДНК посередине этих участковили с некоторым смещением. В первом случае образуются обрывки с ровными (тупыми) концами, а во втором — стороны разрезаемых цепочек ДНК заходят друг за друга, образуя «липкие» концы, способные соединяться между собой в силу комплементарности. Примером рестриктаз второго типа является EcoRl, которая узнает фрагмент ДНК из б нуклеотидов ГААТТЦ и режет эту последовательность асимметрично, ступенькой между нуклеотидами Г и А (см. рис. 123 в учебном пособии). Сейчас в арсенале генных инженеров имеется более 500 различных рестриктаз, способных разрезать ДНК примерно в 120 различных местах. При помощи набора ферментов рестрикции исследователи научились получать фрагменты ДНК разных размеров из организмов практически любых видов.

3. Какие ферменты лигируют («сшивают») фрагменты ДНК с образованием полной двуцепочечной структуры?

«Сшивание» выступающих «липких» концов фрагментов двуцепочечной молекулы ДНК осуществляет фермент ДНК-лигаза. Он «сшивает» между собой сахарофосфатные остовы двух фрагментов с образованием полной структуры двойной спирали ДНК.

4. Что такое векторы? Какие типы векторов вам известны?

Для доставки чужеродных генов в различные организмы ученые применяют специальные устройства — векторы. Вектор (в переводе с англ. — повозка) — это молекула ДНК, способная самостоятельно реплицироваться в клетках различных организмов и обеспечивать размножение и работу встроенного внее искусственно какого-либо гена. Идеальными векторными молекулами, созданными самой природой, являются плазмиды — небольшие кольцевые молекулы ДНК, самостоятельно живущие в цитоплазме бактерий. Они также имеют участки ДНК для действия ряда рестриктаз. Разрезав кольцо плазмидной ДНК, рестриктаза своим действием переводит ее в линейное состояние, после чего ее можно соединить с фрагментом ДНК другого вида с подходящими «липкими» концами.
Помимо плазмид, в качестве векторов применяют также фаги и вирусы.

0
avatar