Biotech.pdf
(
91 KB
)
Pobierz
Microsoft Word - 3Pdst biotechnologii_do skryptu.doc
PODSTAWY BIOTECHNOLOGII
Piotr Solarczyk
EFEKT KO
İ
COWY
Po zako
ı
czeniu seminarium powiniene
Ļ
umie
ę
:
Û
wyja
Ļ
ni
ę
poj
ħ
cia plazmid, fag, wektor, wektor ekspresyjny i czółenkowy, klonowanie,
transfekcja, transformacja, insert, episom,
Û
wymieni
ę
i scharakteryzowa
ę
poznane wektory,
Û
scharakteryzowa
ę
enzymy restrykcyjne,
Û
omówi
ę
budow
ħ
sztucznych chromosomów bakteryjnych i dro
Ň
d
Ň
owych,
Û
scharakteryzowa
ę
metody bezpo
Ļ
redniego wprowadzania DNA do komórek.
Biotechnologia jest interdyscyplinarn
Ģ
dziedzin
Ģ
nauki, która obejmuje wiele kierunków
technicznego wykorzystania materiałów i procesów biologicznych. Europejska Federacja
Biotechnologii (EFB) opisuje t
ħ
dziedzin
ħ
jako „integracj
ħ
nauk przyrodniczych i in
Ň
ynieryj-
nych w celu osi
Ģ
gni
ħ
cia zastosowa
ı
organizmów, komórek lub ich cz
ħĻ
ci oraz molekularnych
analogów dla pozyskania produktów lub usług”. Współczesna biotechnologia ma zastosowa-
nie głównie w przemy
Ļ
le spo
Ň
ywczym, chemicznym, farmaceutycznym, medycynie, rolnic-
twie i w ochronie
Ļ
rodowiska. Przedstawienie podstaw biotechnologii jest niezwykle trudne
ze wzgl
ħ
du na zło
Ň
ono
Ļę
zagadnie
ı
i szybki rozwój technik biologii molekularnej. Poni
Ň
szy
przegl
Ģ
d dotyczy jedynie wybranych aspektów laboratoryjnej pracy z DNA.
Pierwszym etapem pracy z materiałem genetycznym jest izolacja DNA, która polega na
oddzieleniu DNA od innych struktur komórkowych oraz od cz
Ģ
steczek RNA i białek (histo-
nów). DNA mo
Ň
na uzyska
ę
z prawie ka
Ň
dego materiału biologicznego (np. z krwi, nasienia,
plwociny, kału, bakterii). Do niedawna w celu izolacji DNA wykorzystywano metod
ħ
z u
Ň
y-
ciem fenolu i chloroformu, a obecnie coraz cz
ħĻ
ciej korzysta si
ħ
z komercyjnych zestawów.
Ka
Ň
da procedura izolacji DNA powinna zako
ı
czy
ę
si
ħ
ocen
Ģ
jego ilo
Ļ
ci i jako
Ļ
ci. Wyizolo-
wany DNA mo
Ň
na przechowywa
ę
w temperaturze +4°C lub - 20°C. Wyizolowany, totalny
kwas nukleinowy powinien by
ę
albo hydrolizowany odpowiednimi enzymami restrykcyjnymi
albo powinien by
ę
bezpo
Ļ
rednio namno
Ň
ony za pomoc
Ģ
PCR. Dalszym procesem, w zale
Ň
-
no
Ļ
ci od zało
Ň
e
ı
, jest klonowanie w wektorach i transformacja komórek gospodarza. Badanie
powinno zako
ı
czy
ę
si
ħ
analiz
Ģ
i/lub ekspresj
Ģ
odpowiednich genów/fragmentów DNA w ko-
mórkach docelowych.
Enzymy restrykcyjne
Enzymy restrykcyjne
(endonukleazy restrykcyjne, restryktazy) to s
Ģ
enzymy bakteryjne
rozpoznaj
Ģ
ce i hydrolizuj
Ģ
ce DNA w okre
Ļ
lonych miejscach. Restryktazy s
Ģ
zaanga
Ň
owane
w obron
ħ
komórki bakteryjnej przed wirusami. Znanych jest kilka klas restryktaz. Najwi
ħ
ksze
znaczenie maj
Ģ
enzymy II klasy. Dotychczas wyizolowono kilkaset enzymów restrykcyjnych,
których nazwy pochodz
Ģ
od gatunku bakterii, np.
Eco
RI wyizolowano z
Escherichia coli
ze
szczepu RY 13, a Sau3A z
Staphylococcus aureus
. Oprócz restryktaz, istnieje szereg innych
enzymów wykorzystywanych w in
Ň
ynierii genetycznej. Nale
ŇĢ
do nich:
-
ligazy
pozwalaj
Ģ
ce na ł
Ģ
czenie fragmentów DNA,
-
egzonukleazy
umo
Ň
liwiaj
Ģ
ce odpowiedni
Ģ
"obróbk
ħ
" ko
ı
ców w modyfikowanych frag-
mentach DNA,
-
polimerazy
, które s
Ģ
odpowiedzialne za powielanie (amplifikacj
ħ
) odpowiednich odcinków
DNA (PCR - reakcja ła
ı
cuchowej polimerazy).
1
Sekwencje restrykcyjne
to krótkie, palindromowe fragmenty
1
DNA
rozpoznawane przez
enzymy restrykcyjne.
Endonukleazy rozpoznaj
Ģ
z reguły sekwencje o długo
Ļ
ci 4 do 8 pz,
a produkty ich trawienia maj
Ģ
zako
ı
czenia w postaci jednoniciowego ogona na ko
ı
cu 3` lub
5` („lepkie” ko
ı
ce). „Lepkie” ko
ı
ce umo
Ň
liwiaj
Ģ
ł
Ģ
czenie fragmentów DNA pochodz
Ģ
cych
z ró
Ň
nych
Ņ
ródeł. Zatem jest to stosunkowo prosty sposób na wbudowanie fragmentów DNA
do plazmidów lub DNA innych wektorów.
Ogólna charakterystyka plazmidów i bakteriofagów
Plazmid
to pozachromosomowa, z reguły kolista cz
Ģ
steczka DNA zdolna do samodzielnej
replikacji, która wyst
ħ
puje u prokariota i niektórych organizmów eukariotycznych. Plazmidy
pełni
Ģ
w komórkach funkcje pomocniczych chromosomów i s
Ģ
przenoszone w trakcie proce-
su koniugacji mi
ħ
dzy komórkami bakteryjnymi. Jednym z najlepiej poznanych plazmidów
jest
plazmid F
z
E. coli
. Jest to plazmid
typu koniugacyjnego
, poniewa
Ň
jest transferowany
z komórki donora do akceptora.
Szczepy bakterii zawieraj
Ģ
ró
Ň
n
Ģ
liczb
ħ
plazmidów.
Plaz-
midy
ulegaj
Ģ
replikacji niezale
Ň
nie od
macierzystego genomu bakterii
, tak
Ň
e w komór-
kach gospodarzy nale
ŇĢ
cych do innych gatunków. Chocia
Ň
plazmidy nie s
Ģ
one konieczne
do
Ň
ycia bakterii,
to jednak mog
Ģ
: (1) powodowa
ę
oporno
Ļę
na antybiotyki i jony metali
ci
ħŇ
kich, (2) umo
Ň
liwia
ę
katabolizm toksycznych zwi
Ģ
zków (toluen), (3) wpływa
ę
na choro-
botwórczo
Ļę
bakterii oraz na zdolno
Ļę
do syntezy zwi
Ģ
zków oddziaływuj
Ģ
cych na rozwój
innych bakterii, (4) umo
Ň
liwia
ę
interakcje z ro
Ļ
linami (wi
Ģ
zanie azotu) oraz koniugacj
ħ
bakterii. Plazmidy mo
Ň
na
wyizolowa
ę
niezale
Ň
nie od chromosomu bakteryjnego
.
W pracach molekularnych, w których wykorzystuje si
ħ
E. coli,
stosuje si
ħ
tak
Ň
e wiele bak-
teriofagów (wirusy infekuj
Ģ
ce bakterie).
Bakteriofagi paso
Ň
ytuj
Ģ
w organizmach prokario-
tycznych
, dlatego wykazuj
Ģ
znaczne podobie
ı
stwo do swoich gospodarzy. Bakteriofagi maj
Ģ
ró
Ň
ne kształty - ikosaedralne
2
, pałeczkowate, helikalne lub s
Ģ
w postaci główki z ogonem.
W ich budowie wyró
Ň
nia si
ħ
jedno- lub dwuniciowy DNA lub RNA, otoczony białkiem kap-
sydu
2
. Namna
Ň
anie fagów jest szybkie, wskutek czego na jedn
Ģ
komórk
ħ
bakteryjn
Ģ
przypa-
daj
Ģ
setki cz
Ģ
steczek faga. W przyrodzie wyst
ħ
puje wiele ró
Ň
nych typów fagów, które infeku-
j
Ģ
tylko okre
Ļ
lone gatunki bakterii. Ekspresja genomu faga wymaga zawsze enzymów komór-
kowych bakterii, poniewa
Ň
wirus nie jest zdolny do samodzielnego powielenia si
ħ
. Jednym
z najlepiej poznanych fagów jest
fag
ȹ
, którego mo
Ň
na u
Ň
ywa
ę
jako wektora do klonowania.
Fag
ȹ
, o wielko
Ļ
ci 48 kpz, naturalnie infekuje bakterie
E. coli
wstrzykuj
Ģ
c dwuniciowy, linio-
wy DNA do
komórki, w której przekształca si
ħ
w form
ħ
kolist
Ģ
. To przekształcenie umo
Ň
li-
wiaj
Ģ
sekwencje
cos
znajduj
Ģ
ce si
ħ
na ko
ı
cach liniowego DNA faga. DNA faga albo ulega
replikacji i tworzy potomne cz
Ģ
steczki wirusa uwalniane na drodze
lizy komórki bakteryj-
nej (droga lityczna)
albo ulega integracji z genomem gospodarza i pozostaje w nim przez
długi czas (
droga lizogeniczna
). W cyklu litycznym ekspresji ulegaj
Ģ
wszystkie geny wirusa,
podczas gdy ekspresja i replikacja genów gospodarza jest zahamowana. Z zara
Ň
onej komórki
uwalnia si
ħ
ok. 100 potomnych cz
Ģ
stek wirusowych (
wirionów
). Natomiast zintegrowana
forma wirusa (zwana
profagiem
), pozostaje w komórce gospodarza przez wiele pokole
ı
.
Przerwanie szlaku lizogenicznego mo
Ň
e nast
Ģ
pi
ę
dopiero wtedy, gdy zainfekowana komórka
zostanie nara
Ň
ona na bod
Ņ
ce chemiczne lub fizyczne (np. promieniowanie); ekspresja genów
faga zachodzi w ró
Ň
nym czasie po infekcji; najpierw nast
ħ
puje ekspresja genów, tzw. natych-
miastowych, a nast
ħ
pnie opó
Ņ
nionych. W ko
ı
cu powstaj
Ģ
białka strukturalne niezb
ħ
dne do
zło
Ň
enia nowych cz
Ģ
stek wirusa i lizy komórki.
Sekwencja palindromowa
- sekwencja zasad w jednej nici DNA jest identyczna jak odczytywana wspak
sekwencja nici komplementarnej.
2
W
irusy o symetrii ikosaedralnej
– kapsyd tych wirusów ma bardzo uporz
Ģ
dkowan
Ģ
struktur
ħ
, składa si
ħ
z dwudziestu trójk
Ģ
tnych
Ļ
cian i dwunastu rogów, czyli wierzchołków.
2
kapsyd – zbudowana z wielu podjednostek (kapsomerów) otoczka białkowa chroni
Ģ
ca DNA wirusa.
2
1
Wektory
Wektor
to cz
Ģ
steczka DNA (wirus, plazmid, kosmid, lub sztuczny chromosom), która słu
Ň
y
do wprowadzenia obcego materiału genetycznego do innego gospodarza. Wektor, w którym
umieszcza si
ħ
stosunkowo krótki fragment DNA, zawieraj
Ģ
cy badany gen lub sekwencj
ħ
,
nazywany jest
rekombinowanym DNA
. Wektory stosuje si
ħ
do klonowania i amplifikacji
sekwencji DNA, badania mechanizmów ekspresji DNA, wprowadzania genów do komórek
zwierz
ħ
cych (transfekcja) i bakteryjnych (transformacja). Ka
Ň
dy wektor nie powinien zakłó-
ca
ę
funkcji
Ň
yciowych komórek gospodarza. Natomiast powinien posiada
ę
zdolno
Ļę
do nieza-
le
Ň
nej replikacji razem z wbudowanym fragmentem DNA. Wektor powinien by
ę
te
Ň
łatwo
wykrywalny w komórce za pomoc
Ģ
genów markerowych.
Jednym z wa
Ň
niejszych problemów w biotechnologii jest
pojemno
Ļę
wektora
, która decy-
duje o wielko
Ļ
ci wprowadzanego DNA (wielko
Ļ
ci klonowanego insertu). Plazmidy, które s
Ģ
najcz
ħĻ
ciej stosowane jako wektory, maj
Ģ
najmniejsz
Ģ
pojemno
Ļę
; w przypadku klonowania
dłu
Ň
szych insertów stosowane s
Ģ
bakteriofagi, kosmidy, sztuczne chromosomy bakteryjne
(BAC)
E. coli
lub sztuczne chromosomy dro
Ň
d
Ň
owe (YAC)
Saccharomyces cerevisiae
(Tabela 1).
Tabela 1. Pojemno
Ļę
wybranych wektorów.
Wektor
Wielko
Ļę
insertu
wektor ekspresyjny
ok. 8 kpz
plazmid (
E. coli
)
ok. 15 kpz
fag
ȹ
ok. 25 kpz
kosmid
ok. 45 kpz
BAC
ok. 500 kpz
YAC
ok. 1000 kpz
W biotechnologii stosowane s
Ģ
tak
Ň
e wektory plazmidowe dla dro
Ň
d
Ň
y, tzw.
episomalne
wektory dro
Ň
d
Ň
owe
(
YEps
), które słu
ŇĢ
do klonowania i ekspresji genów w komórkach
dro
Ň
d
Ň
y
S. cerevisiae
.
YEps
s
Ģ
zbudowane na bazie plazmidu
2
Ⱥ
naturalnie wyst
ħ
puj
Ģ
cego
u dro
Ň
d
Ň
y. Wektory episomalne, mimo
Ň
e replikuj
Ģ
jak plazmidy, mog
Ģ
albo wł
Ģ
cza
ę
si
ħ
do
chromosomu dro
Ň
d
Ň
y albo pozosta
ę
pozachromosomowo.
Odmienne no
Ļ
niki przystosowano do wł
Ģ
czenia obcego DNA do genomu ro
Ļ
linnego, po-
niewa
Ň
praca z materiałem ro
Ļ
linnym wymaga zastosowania nieco innej strategii. Najcz
ħĻ
ciej
wykorzystywany jest bakteryjny
plazmid Ti
z bakterii
Agrobacterium tumefaciens
, która
naturalnie infekuje ro
Ļ
liny dwuli
Ļ
cienne (pomidor, tyto
ı
, groch) oraz ro
Ļ
liny jednoli
Ļ
cienne
(ry
Ň
). Podczas naturalnej infekcji, cz
ħĻę
plazmidu Ti zwana
T-DNA
, wł
Ģ
czana jest do chro-
mosomowego DNA ro
Ļ
linnego, co powoduje niekontrolowany wzrost komórek ro
Ļ
linnych
(guzowato
Ļę
szyjki korzenia, czyli zrakowacenie).
Wektory do wprowadzania DNA do innych komórek eukariotycznych, np. utrzymywanych
w hodowlach tkankowych, s
Ģ
konstruowane w oparciu o
wirusy, które naturalnie infekuj
Ģ
dany gatunek gospodarza.
DNA wektora utrzymywany jest w komórce pozachromosomowo
albo te
Ň
w formie zintegrowanej z genomem gospodarza (SV40, bakulowirusy, retrowirusy,
adenowirusy).
Wektory plazmidowe
Wektory oparte na plazmidach s
Ģ
stosowane jako narz
ħ
dzia do poznawania genomów
komórek ro
Ļ
lin i zwierz
Ģ
t. Wektor plazmidowy musi zawiera
ę
region pocz
Ģ
tku replikacji
(
ori
), który pozwala na niezale
Ň
ne namna
Ň
anie si
ħ
w komórkach. Nale
Ň
y jednak podkre
Ļ
li
ę
,
Ň
e proces niezale
Ň
nego namna
Ň
ania wektora zachodzi z udziałem polimerazy i innych skład-
ników cytofizjologii komórki gospodarza. Drugim wa
Ň
nym miejscem w wektorze plazmido-
wym jest wielokrotne miejsce klonowania (wiele miejsc
rozpoznawanych przez ró
Ň
ne enzy-
3
my restrykcyjne,
MCS
). Jest to miejsce, do którego wprowadza si
ħ
badany fragment DNA,
czyli insert. Wektor plazmidowy musi posiada
ę
promotor.
Niektóre wektory plazmidowe wymagaj
Ģ
sekwencji wi
ĢŇĢ
cej rybosom (
RBS
) i kodonu
inicjacji translacji, a inne - sekwencji umo
Ň
liwiaj
Ģ
cej łatwiejsze oczyszczenie na drodze
chromatografii (
metka HisTag
). Wektory, które słu
ŇĢ
do ekspresji klonowanych fragmentów
DNA w komórkach, nazywamy plazmidowymi
wektorami ekspresyjnymi
.
Wektory bakteriofagowe (fagi)
Wektory bakteriofagowe pozwalaj
Ģ
na wklonowanie wi
ħ
kszego insertu ni
Ň
wektory
plazmidowe; np. do cz
Ģ
steczki faga
ȹ
mo
Ň
na wprowadza
ę
insert o wielko
Ļ
ci 25 kpz. Na
podstawie faga
ȹ
opracowano szereg innych wektorów, zwanych
wektorami wymiennymi
(np.
EMBL3
lub
ȹ
DASH
).
Jako wektory w pracach z
E. coli
u
Ň
ywa si
ħ
tak
Ň
e fagi pałeczkowate, np.
M13
. Cz
Ģ
steczki
tego wirusa zawieraj
Ģ
kolisty, jednoniciowy DNA. Po wnikni
ħ
ciu faga M13 do komórki bak-
teryjnej syntetyzowana jest komplementarna ni
ę
i fagowy DNA powiela si
ħ
ju
Ň
jako dwuni-
ciowy kolisty DNA; ta
forma replikacyjna (RF
) wyst
ħ
puje w około 100 kopiach na komór-
k
ħ
. W przeciwie
ı
stwie do faga
ȹ
,
fag M13 nie powoduje lizy komórek bakteryjnych
, a tyl-
ko spowalnia ich wzrost. Ponadto, oprócz formy RF, jednocze
Ļ
nie powstaj
Ģ
opakowywane
kapsydem cz
Ģ
steczki jednoniciowego DNA, które s
Ģ
uwalniane z komórek w kolejnych po-
działach bakterii. U
Ň
yteczn
Ģ
cech
Ģ
wektora M13 jest to,
Ň
e form
ħ
RF mo
Ň
na oczyszcza
ę
i stosowa
ę
tak jak plazmid, a jednocze
Ļ
nie mo
Ň
na izolowa
ę
DNA wektora z po
Ň
ywki w
formie jednoniciowej.
Wiele wektorów plazmidowych opracowano jako hybrydowe poł
Ģ
czenia z fagiem M13,
np. wektor
pBluescript
, który
zawiera zarówno fagowe i plazmidowe miejsce pocz
Ģ
tku
replikacji, lecz nie posiada genów potrzebnych do pełnego cyklu
Ň
yciowego faga. Wektory
hybrydowe ł
Ģ
cz
Ģ
zalety łatwej obróbki i szybkiego wzrostu.
Kosmidy
Kosmidy
s
Ģ
sztucznie stworzonymi wektorami, powstałymi z poł
Ģ
czenia plazmidu i se-
kwencji
cos
faga
ȹ
(sekwencja odpowiedzialna za cyrkulizacj
ħ
DNA). Kosmidy z wprowa-
dzonym insertem s
Ģ
pakowane w kapsydy i s
Ģ
wykorzystywane do zaka
Ň
enia komórek bakte-
ryjnych. W przeciwie
ı
stwie do faga
ȹ
, kosmidy nie niszcz
Ģ
zainfekowanych komórek. Naj-
prostszym wektorem kosmidowym jest typowy plazmid z miejscem
ori
i markerem selekcyj-
nym, zawieraj
Ģ
cym dodatkowo sekwencj
ħ
cos
i odpowiednie miejsce restrykcyjne do klono-
wania. Po trawieniu (ci
ħ
ciu) wektora odpowiednim enzymem restrykcyjnym i zligowaniu
3
z docelowym insertem, kosmid pakowany jest do cz
Ģ
steczek fagowych. Po wprowadzeniu
wi
ħ
kszego insertu do kosmidu wydłu
Ň
a si
ħ
czas jego replikacji oraz zmniejsza si
ħ
liczba jego
kopii. Kosmidy umo
Ň
liwiaj
Ģ
klonowanie długich fragmentów DNA (ok. 45 kpz).
Sztuczne chromosomy dro
Ň
d
Ň
owe (YAC)
Wektor YAC jest wektorem bifunkcjonalnym, poniewa
Ň
jest zdolny do powielania w ko-
mórkach bakterii i dro
Ň
d
Ň
y
. S. cerevisiae
to organizm dobrze scharakteryzowany metodami
fizjologicznymi i biochemicznymi, który jest hodowany w warunkach
in vitro
na du
ŇĢ
skal
ħ
,
m.in. dla potrzeb przetwórstwa
Ň
ywno
Ļ
ci, poniewa
Ň
nie wytwarza toksyn, a hodowle nie ule-
gaj
Ģ
zaka
Ň
eniom wirusowym. Sekwencje „dro
Ň
d
Ň
owe” centromeru (
CEN 4
), telomeru (
TEL
)
i miejsca pocz
Ģ
tku replikacji (
ARS
) zostały wyizolowane i poł
Ģ
czone z plazmidami skonstru-
owanymi dla
E. coli
. Sekwencja TEL stanowi cz
ħĻę
DNA, która w komórkach dro
Ň
d
Ň
y
wydłu
Ň
ana jest przez enzym telomeraz
ħ
. Sekwencja CEN 4 funkcjonuje prawidłowo podczas
3
ligacja DNA – ł
Ģ
czenie si
ħ
odcinków DNA poprzez wytwarzanie wi
Ģ
za
ı
fosfodiestrowych za pomoc
Ģ
enzymu
ligazy DNA.
4
segregacji chromosomów
S. cerevisiae
w procesie mitozy. Sekwencja ARS pełni rol
ħ
miejsca
pocz
Ģ
tku replikacji, podobnie jak sekwencja
ori
u bakterii. Chocia
Ň
w wektorach YAC mo
Ň
na
klonowa
ę
bardzo długie odcinki DNA, cz
ħ
sto okazuje si
ħ
,
Ň
e klonowane inserty zawieraj
Ģ
nieci
Ģ
głe sekwencje, przez co s
Ģ
niestabilne.
Sztuczne chromosomy bakteryjne (BAC)
Wektory BAC skonstruowano, aby unikn
Ģę
problemów zwi
Ģ
zanych ze stosowaniem wek-
torów YAC. Do wektorów BAC mo
Ň
na wprowadzi
ę
insert o długo
Ļ
ci około 100-500 kpz.
W porównaniu do wektorów YAC, wektory BAC s
Ģ
bardziej stabilne, łatwiej si
ħ
nimi trans-
formuje komórki
E. coli
oraz łatwiej je namna
Ň
a
ę
i izolowa
ę
z komórek bakteryjnych. Wekto-
ry BAC zbudowane s
Ģ
na bazie plazmida F; zawieraj
Ģ
geny istotne dla replikacji i utrzymy-
wania si
ħ
w komórce bakterii
E. coli
. Wektory BAC s
Ģ
obecnie u
Ň
ywane w projektach mapo-
wania genów.
Wektory eukariotyczne
oparte na wirusach
Transfekcja
jest procesem, który polega na wprowadzeniu obcego DNA do komórek
eukariotycznych. Rekombinowanie organizmów wy
Ň
szych stwarza wi
ħ
cej problemów ni
Ň
transformacja bakterii. Komórki, do których mo
Ň
e wnikn
Ģę
obcy DNA w warunkach
in vitro
,
nazwane s
Ģ
komórkami kompetentnymi
. Wiele wektorów stosowanych do transfekcji ko-
mórek eukariotycznych skonstruowano jako
wektory czółenkowe
, zwane równie
Ň
wektora-
mi wahadłowymi
, poniewa
Ň
zawieraj
Ģ
sekwencje potrzebne do replikacji i selekcji w
E. coli
oraz w komórkach eukariotycznych.
Dzi
ħ
ki technikom biologii molekularnej mo
Ň
liwe jest usuwanie z genomu wirusów genów
zwi
Ģ
zanych z ich cyklem rozwojowym i wstawianie w ich miejsce genu terapeutycznego. Tak
zmodyfikowany wirus nie ulega namna
Ň
aniu w komórce gospodarza, ale pozostawia w niej
wprowadzony insert.
Retrowirusy
4
potrafi
Ģ
zaka
Ň
a
ę
wiele rodzajów komórek, lecz ulegaj
Ģ
stabilnej integracji
z DNA gospodarza, co nie zawsze jest korzystne.
Adenowirusy
mog
Ģ
wnika
ę
do nie dziel
Ģ
-
cych si
ħ
komórek, ale wywołuj
Ģ
niepotrzebn
Ģ
reakcj
ħ
odporno
Ļ
ciow
Ģ
gospodarza. Chocia
Ň
niektóre
wirusy AAV
, cz
ħ
sto towarzysz
Ģ
ce adenowirusom, nie wywołuj
Ģ
odpowiedzi układu
odporno
Ļ
ciowego, to jednak w warunkach laboratoryjnych trudno uzyska
ę
je w du
Ň
ej liczbie.
Wektory skonstruowane w oparciu o genom
herpetowirusów
(wirus opryszczki, HSV)
mog
Ģ
infekowa
ę
tak
Ň
e nie dziel
Ģ
ce si
ħ
komórki i przenosi
ę
du
Ň
e fragmenty obcego DNA.
Wirus HSV, pomimo chorobotwórczo
Ļ
ci, jest jednym z najwa
Ň
niejszych kandydatów do
wykorzystania jako wektor.
Bakulowirusy
infekuj
Ģ
komórki owadów i powoduj
Ģ
nadekspresj
ħ
białka - poliedryny,
która gromadzi si
ħ
w zaka
Ň
onych komórkach. Ta cecha bakulowirusów wykorzystywana jest
do nadekspresji obcych genów, dzi
ħ
ki czemu mo
Ň
na produkowa
ę
du
Ň
e ilo
Ļ
ci białka w hodow-
li zainfekowanych komórek owadów. Metoda ta jest coraz cz
ħĻ
ciej stosowana do produkcji
białek pochodzenia zwierz
ħ
cego na du
ŇĢ
skal
ħ
.
Do wprowadzania genów do komórek ssaków
wykorzystywane s
Ģ
wirusy ssaków
. Jed-
nym z pierwszych u
Ň
ytych do tego celu był wirus SV40
infekuj
Ģ
cy wiele gatunków ssaków.
Natomiast, retrowirusy, których genomy zbudowane s
Ģ
z RNA, planuje si
ħ
do u
Ň
ycia w tera-
pii genowej, poniewa
Ň
obcy DNA mo
Ň
e by
ę
za ich po
Ļ
rednictwem wł
Ģ
czony do genomu gos-
podarza w stabilny sposób. Dodatkow
Ģ
zalet
Ģ
retrowirusów jest niska immunogenno
Ļę
, nato-
miast ich wad
Ģ
jest wywołanie mutacji w DNA gospodarza. Najcz
ħĻ
ciej wykorzystywanym
wektorem retrowirusowym jest wirus białaczki mysiej Moloneya
(MoMuLV). Istotnym ogra-
niczeniem jest fakt,
Ň
e do retrowirusów nie mo
Ň
na wbudowa
ę
insertu wi
ħ
kszego ni
Ň
1 kpz.
4
Retrowirusy
– posiadaj
Ģ
genom RNA oraz koduj
Ģ
odwrotn
Ģ
transkryptaz
ħ
; niektóre maj
Ģ
budow
ħ
ikosaedraln
Ģ
(np. HIV).
5
Plik z chomika:
morcys1
Inne pliki z tego folderu:
Materiały informacyjne dla pracowników laboratoriówGMO.pdf
(1829 KB)
Materiały do bloku inżynieria genetyczna.pdf
(1007 KB)
Klonowanie-kontrowersje.pdf
(92 KB)
Klein.pdf
(292 KB)
Izolacja DNA z komórek zwierzęcych.pdf
(236 KB)
Inne foldery tego chomika:
akademia farmaceuty
Chemia Analityczna
Chemia Fizyczna
Chemia Organiczna
Egzamin
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin