Методы создания ГМО. Вектор.

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

6. Методы осуществления каждого из этих этапов составляют в совокупности методы генетической инженерии.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Схематически генно-инженерные работы можно описать поэтапно

следующим образом:

1.Выделение или синтез гена, предназначенного к переносу в другой

организм.

2. Для успешного переноса выделенного гена в клетку необходимо в

первую очередь сконструировать молекулы вектора- это молекулы –

переносчики, которые должны обеспечить сначала перенос, а затем и

интеграцию выделенного гена в геном клетки реципиента. Для

создания вектора обычно используют плазмиды. Плазмиды

представляют собой внехромосомные генетические элементы. Каждый

тип вектора имеет свои биологические особенности,которые делают

его наиболее пригодным для определённых целей. Сшивают вектор и

выделенный ген с помощью фермента ДНК – лигазы (синтетазы).

 3. И, наконец, на заключительном этапе, вводят рекомбинантную

конструкцию из вектора и встроенного гена в клетки реципиента.

Таким образом селекция и гибридизация -это вертикальный перенос

генов(от родителей к потомкам).

Генная инженерия – это горизонтальный перенос генов, когда организм получает себе новые гены от других организмов, можно сказать ровесников. У микроорганизмов это нормальное явление. Селекционер может всю жизнь заниматься выведением желаемого результата - и не получить его. Генному инженеру,при хорошем финансировании,понадобится год или два для конструирования несуществующих в природе организмов.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Популярными методами введения вектора в клетку растений является использование почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens или генной пушки.

Рис 1. - Бактерии Agrobacterium tumefaciens

Это вид грамотрицательных, облигатно аэробных палочковидных почвенных бактерий рода Rhizobium. Способна трансформировать клетки растений при помощи специальной плазмиды.

 Для генетической инженерии животных используют трансфекцию, вектора, на основе ретровирусов и другие методы.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Рис 2. – Технология получение ГМО