Цитология

Около десяти лет  назад было сделано несколько  фундаментальных открытий. Был впёрвые  получен изолированный, «химически чистый» ген. Затем были открыты ферменты — рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген можно разрезать на кусочки — нуклеотиды. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген.

Почти одновременно успешно завершились многолетние  попытки «прочитать» ту биологическую  информацию, которая «записана» в  генах. Эта работа была проделана  английским учёным Ф. Сегнером и американским учёным У. Гилбертом. За неё учёные были удостоены Нобелевской премии по химии (1980). Для Сенгера эта премия была уже второй; он стал первым химиком, получившим награду дважды; первый раз он был награждён за расшифровку строения белка.

Как известно, в  генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул  белков-ферментов. Значит, для того чтобы заставить клетку синтезировать  новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались  соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или  целенаправленно изменить находящиеся  в ней гены, или ввести в неё  новые гены, чуждые ей. Изменения  генов в живых клетках —  это мутации. Они происходят под  действием, например, мутагенов —  химических ядов или излучений. Но такие  изменения нельзя контроли-ровать или  направлять. Поэтому учёные сосредоточили  усилия на попытках разработать методы введения в клетку новых, совершенно определённых генов, нужных человеку. Для этого, во-первых, необходимо было научиться получать желаемые гены.

Первоначально такие гены пытались просто выделить из подходящих клеток, но потом оказалось, что, зная их строение, проще получать их синтетически, с помощью отработанных биохимических методик. Во-вторых, необходимо было разработать методику введения гена в клетку. Причём нужно было научиться не просто вводить ген  в цитоплазму, а встраивать его  в собственную молекулу ДНК клетки, так, чтобы новая информация могла  быть «прочитана» биосинтетическим аппаратом клетки, вырабатывающим белки, а также воспроизводящим гены при делении клетки. Осуществление  этих двух этапов — получение гена и введение его в клетку — и  составляет, собственно, основу той  отрасли биотехнологии, которая  получила название индустрии ДНК.

Разработать методику, как первого, так и второго  этапов было невероятно трудно. Однако за очень короткий срок биохимики  научились синтезировать гены. Сейчас процесс синтеза генов разработан очень хорошо и даже автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых заложены программы  синтеза различных структурных  генов. За день такой аппарат синтезирует  необходимые отрезки ДНК длиной в 100—120 азотистых оснований (содержащих информацию для синтеза участка  полипептидной цепи белка в 30-40 аминокислотных остатков).

Основные трудности  были связаны с введением готового гена в наследственный аппа-рат клетки. Собственно, именно из-за этих трудностей ещё 15-20 лет назад затеи с модифи-кацией генетического аппарата считали  безнадёжным и даже фантастическим делом.

Необходимо было создать общий и воспроизводимый  метод включения кусочков гена в  полный генетический аппарат клетки. При этом новый фрагмент гена должен был быть помещён очень точно  с соблюдением ряда условий, для  того чтобы клетка действительно  начала синтезировать новые ферменты. Надо было также обойти сопротивляемость клетки-хозяина: как правило, все изменения генетического аппарата воспринимаются клеткой как «ошибки информации» и исправляются специальными механизмами.

Однако в природе  наблюдаются случаи, когда чужеродная ДНК (вируса или бактериофага) включается в генетический аппарат клетки и  с помощью её обменных механизмов начинает синтезировать «свой» белок. Учёные исследовали особенности  внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку.  

Заключение

Я выбрала эту  тему потом 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Источники информации:

Интернет 

1)www.цитология.ru

2)www.строение клетки.ru

3)www.клеточная инженерия.ru

4)www.генная инженерия.ru

5)www.деление клеток.ru

6)www.химический состав клетки.ru