☰ Содержание · Биология

Ферменты и рекомбинантная ДНК

Уроки 30–31 · 2 урока · А. Гафуров, А. Абдукаримов, Ж. Толипова, О. Ишанкулов, М. Умаралиева, И. Абдурахманова. Биология, 10 класс, 1-е издание. Издательско-полиграфическое акционерное общество «Шарк», Ташкент, 2017
31

Получение рекомбинантной ДНК

Учебник: с. 134–135
ЦельОбъяснять этапы получения рекомбинантной ДНК (получение гена, вектор, разрезание и соединение, введение в клетку, клонирование и отбор).
Новые слова
клонирование гена · gen klonlashвектор · vektorдонор · donorреципиент · retsipiyent
Объяснение

Рекомбинантная ДНК – искусственное сочетание фрагментов ДНК из разных источников. Впервые она была получена в 1972–73 годах в опытах П. Берга, С. Коэна и Г. Бойера. Этапы: 1) получение нужного гена из организма-донора – разрезанием рестриктазой, созданием кДНК на иРНК с помощью ревертазы или, если известна его последовательность нуклеотидов, химическим синтезом; 2) выбор вектора – обычно плазмиды (или вируса, или фага), несущей ген устойчивости к антибиотику; 3) разрезание гена и вектора одной и той же рестриктазой и соединение их лигазой – образуется рекомбинантная плазмида; 4) введение её в клетку-реципиент (E. coli, дрожжи) – трансформация; 5) отбор – если в среду добавить антибиотик, выживут только бактерии, поглотившие рекомбинантную плазмиду; 6) клонирование – такие клетки размножаются, копии чужеродного гена умножаются (клонирование гена), и ген производит белок (экспрессия). Так получают инсулин человека, гормон роста и интерферон. Изучается генная терапия – замена дефектного гена здоровым.

Примеры
Ген инсулина (кДНК) встраивают в плазмиду и вводят в E. coli. Если в среду добавить ампициллин, растут только бактерии с плазмидой, несущей ген устойчивости к ампициллину; белок инсулин получают из этих колоний.
Если одна рекомбинантная бактерия делится каждые 30 минут, за 5 часов она делится 10 раз и даёт 2¹⁰ = 1024 клетки – 1024 копии чужеродного гена.
Работа в классе

«Сборщик рекомбинантов»: группы разрезают бумажные карточки плазмиды и гена (взрослый помогает с ножницами), соединяют их в правильном порядке и располагают 6 этапов.

Упражнения
1
Перечислите по порядку этапы получения рекомбинантной ДНК.
2
Почему ген и вектор разрезают одной и той же рестриктазой?
3
Бактерия делится каждые 20 минут. Сколько клеток даст одна за 1 час 40 минут? (Только число.)
4
Почему для отбора рекомбинантных бактерий используют антибиотик?