Перенос - ген
Cтраница 2
Обычно о присутствии плазмид в бактериальной клетке судят по проявлению определенных признаков, к которым относится устойчивость к отдельным лекарственным препаратам, способность к переносу генов при конъюгации, синтез веществ антибиотической природы, способность использовать некоторые сахара или обеспечивать деградацию ряда веществ. Из перечисленного выше видно, что плазмиды делают возможным существование организмов в более широком диапазоне условий внешней среды, т.е. действуют как факторы адаптации. Большую группу составляют плазмиды с нерасшифрованными функциями; такие плазмиды выявляют с использованием физико-химических методов. [16]
Итак, прежде чем оценить риск неконтролируемого переноса гена ( трансгена) из растения в бактерии, следует уяснить роль ГПГ в передаче наследственной информации между самими бактериями, обратив особое внимание на перенос болезнетворных генов и генов устойчивости к антибиотикам. [17]
Это может быть достигнуто одним из трех способов: 1) отбором конститутивных мутантов, 2) отбором на генную дупликацию, или 3) отбором штаммов с более чем одной де-галогеназой, получаемых с помощью механизма переноса генов. Некоторые из выделенных штаммов обнаруживают конститутивный синтез дегалогеназ. Вейтман и Слэйтер [664] выделили мутантный штамм Pseudomonas putida PP3, обладающий повышенным уровнем дегалогеназной активности, и предположили, что это связано с дупликацией гена. Во время фазы обогащения организмы с повышенной активностью субстратсвязанных ферментов имеют селективное преимущество. Объединение дегалогеназных структурных генов в одном организме может вызвать повышение специфической активности дегалогеназы и, таким образом, обеспечить ему селективное преимущество. [18]
Разные штаммы Я / г, выделенные независимо друг от друга из одного и того же штамма F -, различаются по двум главным признакам: роль начала играет у каждого штамма иная точка хромосомы и каждый штамм отличается своей специфической последовательностью переноса генов. Результаты экспериментов согласуются с представлением о том, что фактор F при интеграции ( т.е. при переходе в состояние Я / г) может включаться в бактериальную хромосому в одном из примерно 20 возможных генных локусов. При переносе бактериальная ДНК реплицируется, начиная от места включения фактора F, и вновь синтезированная цепь, двигаясь 5 -концом вперед, проталкивается внутрь Клетки-реципиента. Вслед за этим процессом переноса в клетке-реципиенте происходит гомологичная рекомбинация между донорской ДНК и собственной ДНК реципиента. [19]
Возможно, самая интересная и, вероятно, самая удивительная область исследований - это перенос генов. Перенос генов азотфик-сации от ризобактерий к небобовым растениям представляется конечной целью настоящих и будущих исследований, и хотя она еще не достигнута, вряд ли можно сомневаться, что эта цель будет достигнута в будущем. [20]
Другой подход заключается в том, чтобы выделить бактериальную ДНК, кодирующую нитрогеназную систему, и ввести ее в геном микроорганизмов, не имеющих нитрогеназы, или в геном растений. Такой перенос генов из азотфикси-рующих бактерий в нефиксирующие, в частности в E. [21]
 |
Физическая карта нспалн новой Ti-плазмиды. Гены One ответственны ia онкогеннчеть, ген Not - за синтез нопалниа, ген Arc - за деградацию аргинина. [22] |
Для улучшения свойств сельскохозяйственных растений необходимо внедрение в них такой генетической информации, которая делала бы их устойчивыми к засухе, заморозкам, позволяла расти на засоленных почвах, придавала способность фиксировать азот и устойчивость к сельскохозяйственным вредителям. Это осуществляют переносом соответствующих генов из растений, обладающих подобными свойствами. Так, в качестве примера можно привести создание петунии ( Petunia) или табака ( Nicotiana tabacum), устойчивых к гербициду глифосату, путем введения в клетки растений гена, дающего резистентный к этому веществу фермент. Полученные клетки были затем превращены в целые растения. Внедрение полезной генетической информации осуществлено с помощью Ti-плазмиды. [23]
Внимание привлекают, однако, именно редкие случаи переноса генетической информации с возникновением новой комбинации. В природных условиях генетическая рекомбинация может приводить к латеральному переносу генов, что представляет один из наиболее интересных путей возникновения функционального разнообразия микроорганизмов за счет комбинаторного перераспределения блоков генетической информации. [24]
Теперь новые сорта картофеля селекционеры способны создавать очень быстро путем переноса полезных генов от, например, дикорастущих родичей культурного сорта или даже от совершенно неродственных растений в отдельные клетки, используя методы генетической инженерии. В наиболее распространенном методе в качестве вектора используют Agrobacterium ( см. гл. Затем из трансформированных клеток в культуре ткани можно выращивать небольшие растения и далее размножать их, как было описано выше. Таким образом ген, контролирующий один из белков оболочки вируса, вызывающего скручивание листьев картофеля, был введен в сорта картофеля Дезирэ и Пентленд Скуайр, что эквивалентно вакцинации против этого вируса. Хотя при этом картофель все же может заразиться, однако в таком картофеле вирус размножается гораздо медленнее, чем обычно, и у растения либо наблюдаются незначительные проявления болезни, либо их нет вовсе. [25]
Проникновение ДНК через клеточную мембрану можно облегчить, окружив генетическую конструкцию искусственной липидной оболочкой, образующей липидную сферу ( липосому) с водным содержимым. Липоплексы легко образуются, относительно нетоксичны и неиммуногенны, но эффективность переноса генов с их помощью невысока, поскольку большая часть ДНК после попадания в клетку захватывается лизосомами и разрушается. Так, в одном из клинических испытаний по генной терапии муковисцидоза с использованием комплекса липосома - CFTR-тен частота трансфекции клеток назального эпителия оказалась довольно низкой, а экспрессия гена - непродолжительной. [26]
Наиболее хорошо изучены супрессорные гены, подавляющие большое число различных мутаций, ведущих к преждевременной термнна-ции цепи. Объяснить химическую природу этих генов удалось только частично при помощи опытов с переносом сулрессоряого гена supf ( su3) в ДНК бактериофага. [27]
Транспосибельный участок TOL-плазмиды кодирует полный катаболический путь. Такое расположение типа псевдо-оперона также способствует не только координированной генной экспрессии, но и совместному переносу функционально связанных генов. Если кластер генов был расположен между двумя инсерционными последовательностями, то возможен обмен путем транспозиции полной функциональной единицы из одного репликона в другой. Совместный перенос этих генов чрезвычайно важен, так как многие катаболические пути могут функционировать только как единое целое. [28]
Сегодня очевидно, что численность населения Земли неизбежно будет расти, и если мы хотим выжить, стоит помочь неспециалистам понять природные закономерности и открывшиеся возможности ускорить процесс эволюции. Все академии мира выступили с заявлениями о том, что нет ничего опасного в переносе генов - надо лишь контролировать, какие гены использованы в том или ином случае. Все специалисты уверены, что не было ни одного случая опасности ГМ-организмов для растений, животных или человека. [29]
Определяющую роль в развитии генетики клеток растений и млекопитающих должно сыграть внедрение метода слияния леток. Обычным способом скрещивания у видов Streptomyces стало слияние протопластов, но при работе с грибами этот метод имеет пока второстепенное значение. Открытие межъядерного переноса генов у грибов позволит более сознательно использовать метод слияния протопластов. Есть основания считать, что генетическая инженерия привнесет важные изменения в медицину и сельское хозяйство, и в немалой степени потому, что технология рекомбинантных ДНК позволит нам глубже помять главные молекулярно-биологические особенности клеток растений и животных. [30]
Страницы: 1 2 3 4