Завдяки своїм важливим функціям білки широко використовуються в харчових, медичних та промислових цілях. На цьому уроці ми дізнаємось про те, як утворюється велика кількість конкретного білка.
До кінця цього уроку ви дізнаєтесь про
Технологія рекомбінантної ДНК є важливим способом утворення великої кількості конкретного білка. Він передбачає використання генетичної рекомбінації для об’єднання генетичного матеріалу з кількох джерел та створення послідовностей ДНК, яких природно немає в геномі. Білки, отримані за технологією рекомбінантної ДНК, є комбінованими білками R e .
Рекомбінантна ДНК (рДНК) - це нитка ДНК, яка утворена комбінацією двох або більше послідовностей ДНК. Генетична рекомбінація є природним процесом, але при штучному маніпулюванні це називається технологією рекомбінантної ДНК. Використовуючи технологію рДНК, вчені здатні створювати нові послідовності ДНК, які в природі не існували б за звичайних обставин та умов середовища.
Отримана рекомбінантна ДНК складається з плазміди, в якій клоновані гени білка-мішені. Коли плазміду вводять в систему експресії хазяїна, власні шляхи синтезу білка господаря призводять до експресії вибору білка - так званого рекомбінантного білка. Це забезпечує велику кількість даного білка для дослідницьких, діагностичних або навіть терапевтичних цілей.
Просто виділення білків із природних джерел не може задовольнити зростаючий попит на білки. Технологія рекомбінантної ДНК забезпечує більш ефективний спосіб отримання великої кількості білків.
Існує цілий ряд типів рекомбінантних білків, які можна використовувати при розробці ліків або дослідженнях. Деякі з них - хемокіни, інтерферони, фактори, що стимулюють колонії, та фактори росту.
Рекомбінантні білки використовуються для розробки деяких сучасних терапевтичних засобів, наприклад, людського інсуліну. Нещодавно затверджені рекомбінантні білкові препарати використовуються для лікування найрізноманітніших станів, включаючи рак, аутоімунні захворювання та генетичні порушення.
Значний прогрес у техніці дозволив експресію та виділення рекомбінантних білків у великих масштабах. Кількість білка, необхідна для великомасштабних застосувань, таких як виробництво ферментів, антитіл або вакцин, є значно високою. Це вимагає, щоб система, в якій експресується білок, повинна бути легкою для культивування та підтримки, швидко рости і виробляти велику кількість білка. Ці вимоги призвели до відкриття систем експресії білка.
Різні типи систем експресії білків - це бактерії, дріжджі, системи комах або ссавців.
Технологія рекомбінантної ДНК передбачає перенесення чужорідної ДНК в самовідтворювальний генетичний елемент організму, що в підсумку призводить до ампліфікації чужорідної ДНК.
В даний час існує три основних методи отримання рекомбінантної ДНК:
1. Трансформація - чужорідний фрагмент ДНК вирізають і вставляють у вектор, зазвичай плазміду. Далі отриманий вектор поміщають у клітину-хазяїна, таку як бактерія E.coli, де експресується чужорідний фрагмент ДНК. Процес поглинання чужорідної ДНК клітинною бактерією називається трансформацією.
2. Небактеріальна трансформація - вона не використовує бактерії як клітину-господаря. Одним із прикладів є мікроін’єкція ДНК, коли чужорідна ДНК вводиться безпосередньо в ядро клітини-реципієнта. Біолістика - це метод, при якому високошвидкісні мікропроектили використовують для бомбардування чужорідної ДНК в клітину-реципієнта.
3. Введення фага - при введенні фага фаг використовується для перенесення чужорідної ДНК в клітину хазяїна, і врешті-решт фагова ДНК, що містить чужорідну ДНК, вставляється в геном клітини господаря.
Технологія рекомбінантної ДНК дозволяє маніпулювати властивостями цікавого білка. У цих аспектах корисна технологія рекомбінантної ДНК та рекомбінантні білки. Однак є певні занепокоєння щодо безпеки та етики використання технології рекомбінантної ДНК.
