Геном знаков/стр, 400 стр/книгу 10 6 знаков/книгу Плазмиды Вирусы Митохондрии и Хлоропласты ПРОКАРИОТЫ ЭУКАРИОТЫ Дрожжи Животные Растения Лекция 9 Лекция 10

Автоматическое секвенирование определение первичной структуры ДНК

Автоматический синтез ДНК

Диагностика генов с флуоресцентными зондами Анализ на микрочипах Анализ на хромосомах

Получение ДНК П олимеразная цепная реакция (ПЦР) Кэрри Маллис Нобелевская премия по химии 1993 г.

Рестриктазы гидролизуют ДНК по определенным участкам

Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ)

Дактилоскопия ДНК Идентификация личности Идентификация родства Идентификация царской семьи Инцест Египетских фараонов Кто была Ева и откуда она Неандертальцы и Homo sapiens

Где родилась Ева? В Мемфисе, Вавилоне или Мохенджо-Даро? В Мемфисе, Африка

Рекорд дактилоскопии ДНК 2006 г. идентификация ДНК через 33 тыс лет

Что такое клонирование? Клонирование: - живого оъекта (организма, клеток), - неживого оъекта (ДНК) – жаргон! Клон – генетически идентичное потомство одной клетки (одного организма)

КЛОНИРОВАНИЕ – точное воспроизведение живого объекта в нескольких копиях... Все «копии» должны обладать идентичной наследственной информацией, т.е. нести идентичный набор генов. Генетики получают клоны размножением партеногенезом, т.е. бесполым путем, без предшествующего оплодотворения. Естественное клонирование человека – феномен однояйцевых близнецов. Л.И. Корочкин Клонирование ДНК – жаргон!

ЭКО 25 июля 1978 г. Louise Brown 30 лет – 4 млн Не путать с Репродуктивной медициной The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2010 Robert G. Edwards University of Cambridge, UK "for the development of in vitro fertilization

Не путать с Пре-имплантационной диагностикой и естественным терапевтическим клонированием (?) Естественное выращивание генетически недефектного брата (сестры) для пересадки органа (костный мозг) генетически дефектному родственнику Молли и Адам Нэш с родителями окт. 19, 2000 авг (рожд) Клетки НЕ разбирают на компоненты и детей НЕ убивают!

Пересадка ядер и клонирование Dont clone humans! Science 2001, 291, 2552

Цикл III Генотип и фенотип Регуляция, передача сигнала (рак) Геном, плазмиды, вирусы (ВИЧ) Генетическая инженерия

Конструирование рекомбинантных ДНК

Генная инженерия - 4 основных этапа In vitro (в пробирке) 1. Получение генов (ПЦР) 2. Получение рекомбинантных ДНК (вектор) In vivo (в клетке) 3. Введение рек. ДНК в клетку (трансформация) 4. Отбор целевых клеток (скрининг)

Получение ДНК П олимеразная цепная реакция (ПЦР) Кэрри Маллис Нобелевская премия по химии 1993 г.

Этап 2. Векторная ДНК

Вектор для прокариот

Получение рекомбинантных ДНК

Искусственная мини-хромосома Стрелка показывает На искусственную мини-хромосому, которая функционирует как натуральная (голубая). Может служить вектором для клонирования ДНК

Этап 3. Трансформация - введение ДНК в клетку Физические:Слияние мембран: Микроинъекция Липосомы ЭлектропорацияРецепторный эндоцитоз Биобаллистика (W, Au – 0,1 мкм) Химические: - Ca 2+ Рекомбинантные вирусы (?) - Аденовирус - Герпеса - ВИЧ

Этап 4 «Клонирование ДНК»

ИДЕНТИФИКАЦИЯ КЛОНОВ с рекомбинантной ДНК при помощи зонда

Гены флуоресцентных белков медузы работают в бактериях

Трансгенные организмы (ГМО, ГМП) Цель введения нового гена в клетку: - Замена дефектного гена для восстановления функции - Новый ген для изменения фенотипа (новые свойства) - Новый ген для продукции новых веществ (клеточные фабрики или фабрики - организмы) Делеция гена в клетке - Генетический нокаут (ДНК) - Генетический нокдаун (мРНК)

Рекомбинантные белки, разрешенные для лечения человека БЕЛОКЗАБОЛЕВАНИЕ Антигемофильный факторГемофилия Гормон роста Дефицит у детей ДНКаза IМуковисцидоз ИнсулинСахарный диабет Интерлейкин-2Рак почки Интерфероны Множественный эффект Тканевый активатор плазминогенаОстрый инфаркт миокарда Острая обширная эмболия легочной артерии ЭритропоэтинАнемия, заболевания почек

Получение трансгенных растений устойчивость к неблагоприятным факторам и полезные потребительские свойства

Получение трансгенных животных

Гены флуоресцентных белков медузы работают в животных Химера из белка клетки (раковый белок) и флуоресцентного белка

Генотерапия Только: соматические клетки конкретного пациента замена дефектного гена на нормальный

Генотерапия Бетезда, НИЗ, США дефект аденозиндезаминазы (иммунодефицит)