Биология. 11 класс

Генетическая инженерия как основа современной биотехнологии. В 70-х годах ХХ в. на вооружении биологов уже имелись методы объединения молекул ДНК в лабораторных условиях. С помощью специальных ферментов *— рестриктаз —* можно разрезáть молекулы ДНК на отдельные фрагменты и затем с помощью других ферментов *(лигаз)* соединять в выбранном человеком порядке. Такой способ работы с молекулами ДНК получил название генетической инженерии. Самое главное, что такие искусственно составленные из отдельных фрагментов молекулы *(они называются рекомбинантные ДНК)* после их введения в клетки используются ими как обычные молекулы ДНК. То есть закодированная в них генетическая информация реализуется путем транскрипции и трансляции.

*Практическое использование генетической инженерии в современной биотехнологии началось с бактерий.* Из главы 2 вам известно, что в бактериальных клетках присутствуют небольшие кольцевые молекулы ДНК — плазмиды. Плазмидную ДНК выделяют из клеток, соединяют с фрагментами ДНК, несущими нужные гены, и вводят эту генно-инженерную конструкцию в клетки микроорганизмов (рис. 41.1).

*Применяя методы генетической инженерии, получают улучшенные микроорганизмы для микробиологической промышленности. Для этих целей в клетки уже используемых в производстве штаммов вводят бактериальные гены, усиливающие проявление признаков, которые важны для технологического процесса. Таким путем, например, созданы некоторые современные штаммы-продуценты незаменимых аминокислот и антибиотиков.

Современная молекулярная биология позволяет не только переносить гены из одного организма в другой, но и изменять эти гены. Меняя последовательность нуклеотидов в ДНК, соответствующей одному гену, можно направленно изменить свойства белка, который этот ген кодирует. Кроме того, можно провести объединение фрагментов ДНК из двух разных генов и получить белок с необычными свойствами. Например, при изучении условий образования определенных белков объединяют гены этих белков с геном, кодирующим белок, способный светиться при воздействии ультрафиолетовых лучей. После введения такого искусственно составленного гена в клетки можно с помощью специального микроскопа фиксировать образование изучаемого белка при действии на клетку различных факторов. Такое направление в современной  генетической инженерии получило название генная инженерия.

В последней четверти ХХ в. генетическая инженерия стала основой для создания принципиального нового направления не только в селекции микроорганизмов, но и в биотехнологии в целом. О том, как развивается современная биотехнология, вы узнаете из следующих параграфов.*