ТЕХНОЛОГИЯ РЕКОМБИНАции ДНК МОЛЕКУЛЯРНОЕ КЛОНИРОВАНИЕ или ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Содержание

Слайд 2

Herbert Boyer Courtesy Genentech Stanley Cohen, Stanford University professor Показали, что

Herbert Boyer Courtesy Genentech

Stanley Cohen,
Stanford University professor

Показали, что

объединив генетические элементы из разных источников (организмов), можно создать новую реплицирующуся генетическую структуру с новыми свойствами.
Слайд 3

Общий принцип рекомбинации ДНК

Общий принцип рекомбинации ДНК

Слайд 4

ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ТЕХНОЛОГИИ РЕКДНК в биотехнологическом производстве ЛС

ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ТЕХНОЛОГИИ РЕКДНК в биотехнологическом производстве ЛС

Слайд 5

Ферменты, используемые в технологии рекомбинации ДНК РЕСТРИЦИРУЮЩИЕ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ (рестриктазы) ДНК-лигаза БАКТЕРИОФАГА Т4

Ферменты, используемые в технологии рекомбинации ДНК

РЕСТРИЦИРУЮЩИЕ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ (рестриктазы)
ДНК-лигаза БАКТЕРИОФАГА Т4

Слайд 6

ТАТА ТТGAC ТАС Сайт-промотор Сайт-терминации ИНИЦИАЦИЯ ТРАНСКРИПЦИИ ТЕРМИНАЦИЯ ТРАНСКРИПЦИИ АТТ АТС

ТАТА

ТТGAC

ТАС

Сайт-промотор

Сайт-терминации

ИНИЦИАЦИЯ
ТРАНСКРИПЦИИ

ТЕРМИНАЦИЯ
ТРАНСКРИПЦИИ

АТТ АТС

При молекулярном клонировании важно, чтобы расщепление

донорной и векторной ДНК происходило в строго определенных участках ДНК (сайтах) с образованием дискретного и воспроизводимого набора нуклеотидов.

Ген регуляции

Если разрез ДНК окажется внутри гена, то такой разрез приведет к его инактивации

Слайд 7

Расщепление ДНК рестриказой EcoRI Образование «липких» концов EcoRI EcoRI гуанин

Расщепление ДНК рестриказой EcoRI
Образование «липких» концов

EcoRI

EcoRI

гуанин

Слайд 8

Рестриктазы и расщепляемые ими последовательности ДНК крупнощепящая крупнощепящая крупнощепящая мелкощепящая мелкощепящая

Рестриктазы и расщепляемые ими последовательности ДНК

крупнощепящая

крупнощепящая

крупнощепящая

мелкощепящая

мелкощепящая

Слайд 9

Расщепление ДНК рестриказой Hind II Hind II Hind II «т у

Расщепление ДНК рестриказой Hind II

Hind II

Hind II

«т у п ы е»

к о н ц ы
Слайд 10

ФРАГМЕНТЫ ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ РАСЩЕПЛЕНИИ ДНК РАЗНЫХ ОРГАНИЗМОВ РЕСТРИКТАЗОЙ BamHI Фрагменты ДНК

ФРАГМЕНТЫ ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ РАСЩЕПЛЕНИИ ДНК РАЗНЫХ ОРГАНИЗМОВ РЕСТРИКТАЗОЙ BamHI

Фрагменты ДНК «слона»

Фрагменты

ДНК «лягушки»

рекДНК

рекДНК

Слайд 11

Лигирование липких концов ДНК-лигазой Т4

Лигирование липких концов ДНК-лигазой Т4

Слайд 12

Лигирование тупых концов ДНК-лигазой Т4

Лигирование тупых концов ДНК-лигазой Т4

Слайд 13

Расщепление молекул ДНК рестриктазой и соединение полученных фрагментов ДНК-лигазой.

Расщепление молекул ДНК рестриктазой и соединение полученных фрагментов ДНК-лигазой.

Слайд 14

Объединение разных молекул ДНК само по себе бесполезно, если вновь образованные

Объединение разных молекул ДНК само по себе бесполезно, если вновь образованные

рекДНК не будут реплицироваться в клетке-хозяине и экспрессироваться.

Для доставки чужеродных генов в клетки различных организмов применяют ВЕКТОРЫ.

Как полученные гибридные гены ввести в клетку и заставить там работать – производить белки?

Слайд 15

КЛОНИРУЮЩИЕ ВЕКТОРЫ Vehicle – англ. , повозка , транспортное средство

КЛОНИРУЮЩИЕ ВЕКТОРЫ

Vehicle – англ. , повозка , транспортное средство

Слайд 16

Вектор (в технологии рекДНК) Это молекула ДНК, способная самостоятельно реплицироваться в

Вектор (в технологии рекДНК)

Это молекула ДНК, способная самостоятельно реплицироваться в клетках

различных организмов и обеспечивать клонирование (размножение) и экспрессию встроенного в нее искусственно какого-либо гена
Слайд 17

Слайд 18

Плазмидные векторы

Плазмидные векторы

Слайд 19

ПЛАЗМИДЫ

ПЛАЗМИДЫ

Слайд 20

Плазмидный вектор pBR322 создатели - Боливар Ф., Родригес Р.

Плазмидный вектор pBR322 создатели - Боливар Ф., Родригес Р.

Слайд 21

Технология рекомбинации ДНК с применением плазмидного вектора клеток E. Coli или др. реципиентов

Технология рекомбинации ДНК с применением плазмидного вектора

клеток E. Coli или др.

реципиентов
Слайд 22

ФРАГМЕНТЫ ОБРАЗОВАВШИЕСЯ ПРИ РАСЩЕПЛЕНИИ ДНК РАЗНЫХ ОРГАНИЗМОВ РЕСТРИКТАЗОЙ BamHI Фрагменты ДНК

ФРАГМЕНТЫ ОБРАЗОВАВШИЕСЯ ПРИ РАСЩЕПЛЕНИИ ДНК РАЗНЫХ ОРГАНИЗМОВ РЕСТРИКТАЗОЙ BamHI

Фрагменты ДНК плазмиды

Фрагменты

донорной ДНК

рекДНК

рекДНК

Слайд 23

Модификации плазмидных векторов Для всех рутинных процедур молекулярного клонирования широко используют

Модификации плазмидных векторов

Для всех рутинных процедур молекулярного клонирования широко используют E.coli

в качестве клетки-хозяина. Но часто могут выступать и другие бактерии, например Bacillus subtilis. Клетки, способные воспринять чужеродную ДНК, называются компетентными.
Часто в векторы, которые функционируют в кишечной палочке, встраивают второй сайт ORIGIN, который инициирует их репликацию в других клетках (не в кишечной палочке). Эти так называемые ЧЕЛНОЧНЫЕ ВЕКТОРЫ позволяют сначала проводить внедрение рекДНК в клетки кишечной палочки, а затем в клетки других бактерий.
Созданы плазмидные вектора, которые содержат универсальный сайт origin для широкого спектра хозяев. Их можно использовать для работы с разными микроорганизмами.
С помощью плазмидных векторов можно клонировать фрагменты ДНК длиной до 10 т.п.н. Однако часто приходится работать с более крупными фрагментами.
Слайд 24

Векторы на основе бактериофага

Векторы на основе бактериофага

Слайд 25

Структура бактериофага λ Escherichia coli. Схема

Структура бактериофага λ Escherichia coli. Схема

Слайд 26

Бактериофаг λ Escherichia coli «Портрет» электронномикроскопический

Бактериофаг λ Escherichia coli

«Портрет» электронномикроскопический

Слайд 27

Инфицирование фагом λ клетки E.coli После адсорбции фага на поверхности клетки

Инфицирование фагом λ клетки E.coli

После адсорбции фага на поверхности клетки белковый

отросток (чехол) сокращается, проталкивая стержень внутрь клетки. Через стержень фаговая ДНК проникает внутрь клетки. Процесс облегчается благодаря местному повреждению клеточной стенки фаговым лизоцимом. Некоторые вирусы впрыскивают в клетку свою ДНК, другие проникают в нее сами.