Биология - наука о жизни

Генная инженерия глазами вирусолога

 

Главная страница

Понятие «генная инженерия», или «инженерия на генном уровне», лишь недавно стало входить в научный обиход. Ввести новый ген в клетку и, следовательно, наделить клетку необычайными для нее свойствами — задача сложная и увлекательная. В конечном счете, речь идет об управлении наследственностью или активном вмешательстве в святая святых природы. Эту задачу экспериментально пытались решить ученые разных специальностей — животноводы, растениеводы и др. В отдельных случаях удавалось добиться неплохих результатов.

Если вдуматься, то генная инженерия осуществляется в природе вирусами. Они представляют собой не что иное, как набор генов, который проникает в чувствительную систему — клетку. Через некоторое время зараженная клетка погибает, произведя на свет новое потомство вирусов. Если вирус условно рассматривать как совокупность генов, защищенных от неблагоприятных воздействий белковой оболочкой, то станет ясным, что после попадания внутрь клетки они как чужеродные гены начинают там свободно распоряжаться сложным клеточным хозяйством. Вначале они заставляют «замолчать» ДНК клетки, блокируя с помощью специальных белков — репрессоров ее работу. Затем, используя механизмы и приборы клетки, которые специализированно производили до сих пор нуклеиновые кислоты и белки, необходимые для жизнедеятельности клетки, они заставляют эти приборы работать на воспроизведение вирусного потомства. Так клетка переключается на производство новых вирусов.

Разгадка закономерностей размножения вирусов легла в основу ряда положений генной инженерии. Суть дела сводилась к следующему. Изучая фаги, ученые обратили внимание на один очень интересный феномен. Оказалось, что, покидая бактерию, фаги часто захватывают участок бактериальной ДНК и не какой-нибудь, а совершенно определенную группу генов. Естественно, что легче всего было найти у таких вирусов ген клеток, заведующий определенной функцией. Например, лактозный ген, отвечающим в бактериях за способность усваивать лактозу (молочный сахар).

Для выделения лактозного гена бsл применен очень остроумный прием. У одних фагов этот ген располагался в одном направлении, у других — в противоположном. Ученые убрали белковые оболочки у таких фагов и изолировали их ДНК, затем подвергли ДНК нагреванию и специ­альной химической обработке, заставив двойные спирали развернуться и разделаться на две составляющие — тяжелую и легкую нити. Тяжелые нити были изолированы, так как именно в них был заключен искомый лактозный ген. Затем тяжелые нити двух фагов смешали, нагрели и медленно охладили, В результате тяжелые нити двух фагов образовали новую двойную спираль, однако она была комплементарна лишь в той части, где у них было одинаковое, но по-разному расположенное звено — лактозный ген бактерии. В остальных частях двойной спирали химическая связь отсутствовала. Поэтому их .удалось легко растворить специальным ферментом и получить искомый лактозный ген, или участок ДНК, ответственный за одну-единственную генетическую функцию. Ген удалось рассмотреть в электронный микроскоп. Он имел длину 1,4 микрометра и состоял из 4000 пар нуклеотидов.


<<<назад                    далее>>>