Клонування генів біосинтезу антибіотиків
Процес біосинтезу одного антибіотика може складатися з 10-30 ферментативних реакцій, так що клонування всіх генів його біосинтезу – завдання не з легких. Один з підходів до виділення повного набору таких генів заснований на трансформації одного або декількох мутантних штамів, не здатних синтезувати даний антибіотик, банком клонів, створеним з хромосомної ДНК штаму дикого типу. Після введення банку клонів в мутантні клітини проводять відбір трансформантов, здатних синтезувати антибіотик. Потім виділяють плазмидную ДНК клону, що містить функціональний експресується ген антибіотика [т. е. ген, який відновлює (комплементірующій) втрачену мутантним штамом функцію], і використовують її як зонд для скринінгу іншого банку клонів хромосомної ДНК штаму дикого типу, з якого відбирають клони, що містять нуклеотидні послідовності, які перекриваються з послідовністю зонда. Таким чином, ідентифікують, а потім клонують елементи ДНК, що примикають до комплементірующей послідовності, і відтворюють повний кластер генів біосинтезу антибіотика. Описана процедура відноситься до випадку, коли ці гени згруповані в одному сайті хромосомної ДНК. Якщо ж гени біосинтезу розкидані у вигляді невеликих кластерів по різних сайтах, то потрібно мати принаймні по одному мутанту на кластер, щоб отримати клони ДНК, за допомогою яких можна ідентифікувати інші гени кластерів.
Цей підхід з успіхом використовувався для ідентифікації деяких генів біосинтезу ундецілпродігіозіна з Streptomyces coelicolor A3. У цьому випадку комплементаціонний аналіз грунтується на порівнянні кольору колоній: колонії мікроорганізмів дикого типу мають червоний колір, а колонії мутантних мікроорганізмів – кремовий. Таким чином, в результаті комплементации утворюється червона колонія.
Крім комплементации, для ідентифікації генів біосинтезу антибіотиків можуть використовуватися і більш прямі підходи. Так, за допомогою генетичних або біохімічних експериментів можна ідентифікувати, а потім виділити один або кілька ключових ферментів біосинтезу, визначити їх N-кінцеві амінокислотні послідовності і, виходячи з цих даних, синтезувати олігонуклеотидних зонди. Цей підхід використовувався для виділення з Penicillium chrysogenum гена синтетази ізопеніцілліна N. Цей фермент каталізує окислительную конденсацію d – (La-аміноадіпіл) – L-цистеїн-D-валіну в ізопеніціллін N, ключове проміжна ланка в біосинтезі пеніцилінів, цефалоспоринів та цефаміцінов.
Related posts:
- Синтез нових антибіотиків Нові антибіотики з унікальними властивостями і специфічністю можна отримати, проводячи генноінженерні маніпуляції з генами, які беруть участь у біосинтезі вже відомих антибіотиків. Один з перших експериментів, в ході якого було отримано новий антибіотик, полягав у об’єднанні в одному мікроорганізмі двох трохи розрізняються шляхів біосинтезу антибіотика. Одна з плазмід Streptomyces, рIJ2303, несуча фрагмент хромосомної ДНК S. […]...
- Види генів Псевдогени – це ділянки ДНК, які структурно схожі з функціонуючими генами, але через мутаційні зміни втратили здатність виробляти активний продукт. Їх наявність створює умови для накопичення мутацій. Унікальні гени – це гени, які зустрічаються в клітці два або кілька разів (до 10-20). Більшість дослідників вважає, що у багатоклітинних загальне число генів у середньому дорівнює сто […]...
- Взаємодія і множинна дія генів як основа цілісності генотипу Гени являють собою структурні та функціональні одиниці спадковості. Кожен з них визначає розвиток одного якогось ознаки, незалежного від інших. Окрема клітина й організм є цілісними системами, де всі біохімічні та фізіологічні процеси строго узгоджені і взаємопов’язані насамперед тому, що генотип – це система взаємодіючих генів. Взаємодіють один з одним як алельних, так і неалельні гени, […]...
- Перекриття генів У геномі фага ФХI74 ген В розташований всередині гена Л, а Е – всередині D. Зчитування інформації генів Е і D здійснюється двома рамками різних точок із зсувом на один нуклеотид. Зчитування гена починається до того, як закінчиться зчитування генів D і Е, при цьому використовується третя рамка зчитування. У пухлинного вірусу SV40 зчитування інформації […]...
- Які особливості реакцій біосинтезу білка в клітині У список особливостей реакцій біосинтезу варто віднести: Використання енергії АТФ для хімічних реакцій. Присутні ферменти, завдання яких прискорювати реакції. Реакція має матричний характер, так як білок синтезується на іРНК. Ознаки біосинтезу білка в клітині Для такого складного процесу, звичайно ж, характерні різні ознаки: Перший з них полягає в тому, що присутні ферменти, без яких сам […]...
- Полімерія неалельних генів Ряд ознак і властивостей організму може характеризуватися дією не одного, а кількох генів зі схожим фенотипічним проявом. При цьому може мати місце підвищення вияву ознаки зі збільшенням кількості таких генів в генотипі, або кумулятивний ефект. Множинні гени з однозначним дією (поліг) здатні спадково визначати і якісні (альтернативні) і кількісні ознаки. Таке неалельні взаємодія називається полімером. […]...
- Спадкування при полімерній взаємодії неалельних генів Коли стан ознаки визначається сукупною дією декількох неалельних генів, кожен з яких в силу диплоїдності еукаріот представлений в генотипі соматичних клітин парою алелей, причому дія цих генів характеризується адитивним (що додає, додавати, кумулятивним: від англ.: additive – допомагає наростити) фенотипическим ефектом, в поколіннях організмів зустрічаються особини з різним ступенем вираженості спостережуваного ознаки, що залежить від […]...
- Взаємодія генів – конспект В організмі одночасно функціонує безліч геномів. У процесах реалізації генетичної інформації в ознаку можливі численні “пункти” взаємодії різних генів на рівні біохімічних реакцій. Такі взаємодії неминуче відбиваються на формуванні фенотипу. Алельні гени визначають альтернативні ознаки, оскільки лежать в гомологічних локусах гомологічних хромосом. Між алелями гетерозиготи можливі певні взаємодії, що лежать в основі прояву ознаки у […]...
- Незалежний розподіл генів Після того як Мендель розробив основні закономірності успадкування при моногібрідному схрещуванні, він приступив до вивчення дигібрідних схрещувань, т. Е. Схрещувань між особинами, що розрізняються за двома ознаками. Одне з таких схрещувань було проведено між рослинами гороху, що мають жовті гладкі насіння, і рослинами з зеленими зморшкуватими насінням. У першому поколінні все насіння були жовтими і […]...
- Генетична інженерія і клонування Напевно, зайве говорити про те, які перспективи малювали перед людством відкриття структури ДНК, розшифровка генетичного коду, можливість синтезувати РНК і так далі. Починаючи з 1960-х рр. письменники-фантасти (та й самі вчені) вправлялися у прогнозах: створення фантастичних істот, знешкодження вірусів, програмування врожайності та зовнішнього вигляду рослин за бажанням селекціонера! Але чим глибше дослідники впроваджувалися в секрети […]...
- Регуляція активності генів У еукаріотів розмір генома в сотні, а у ссавців в тисячу разів більше, ніж у прокаріотів, тому регулювати таку систему досить складно. У більшості еукаріотів регуляція активності генів здійснюється на стадії транскрипції. Для них характерні довгоживучі матриці іРНК. Хоча у еукаріотів після введення субстрату синтез певних ферментів посилюється, проте це посилення не настільки велика, як […]...
- Хромосомна теорія спадковості Основоположником хромосомної теорії є Томас Гент Морган, американський генетик, Нобелівський лауреат. Морган і його учні встановили, що: Кожен ген має в хромосомі певний локус (місце); Гени в хромосомі розташовані в певній послідовності; Найбільш близько розташовані гени однієї хромосоми які зчеплені, тому успадковуються переважно разом; Групи генів, розташованих в одній хромосомі, утворюють групи зчеплень; Число груп […]...
- Взаємодія генів Які види взаємодії алельних генів ви знаєте? Повне домінування. Цей тип взаємодії алельних генів зводиться до того, що домінантний ген повністю пригнічує дію рецесивного. При схрещуванні чистих ліній (двох гомозиготних організмів), що розрізняються між собою парою ознак, всі нащадки першого покоління будуть однаковими і мати ознака одного з батьків. Наприклад, при схрещуванні чистих ліній гороху […]...
- Будова генів Нобелівська премія 1962 року було присуджено двом ученим – Дж. Уотсоном і Ф. Крику за їх відкриття, пролити світло на природу генів. На підставі рентгеноструктурного аналізу і тонкого хімічного дослідження ці вчені запропонували модель будови генетичного матеріалу, що отримала загальне визнання. Відповідно до моделі Уотсона і Крика, генетичний матеріал – ДНК – за своєю структурою […]...
- Матричний характер біосинтезу Пластичний обмін (асиміляція, або конструктивний обмін) – сукупність всіх процесів синтезу складних органічних речовин. Ці речовини йдуть на побудову органел клітини, на створення нових клітин при діленні. Пластичний обмін завжди супроводжується поглинанням енергії. Розглянемо цей процес на прикладі утворення найважливіших органічних сполук клітини – білків. Структура білка визначається ділянкою молекули ДНК, званим геном. Кожні три […]...
- Взаємодія генів алельних і неалельних У попередніх параграфах ми розглянули багато випадків так званого незалежного успадкування ознак, коли кожен ген проявлявся відносно незалежно. Наприклад, домінантний ген, що визначає жовте забарвлення насіння гороху, викликає розвиток цієї ознаки і за наявності генів, відповідальних за зовсім інші ознаки. У морських свинок гени забарвлення шерсті діють незалежно від генів, що визначають саму структуру їх […]...
- Значення генів, генофонд, генна географія Значення генів Нормальні біологічні властивості організму контролюють гени. Вони характеризують індивідуальні властивості людини як біологічного виду і складають генетичну основу здоров’я і нормальної життєдіяльності людини. Матеріальною основою спадковості є гени. Ген – самостійно функціонуючий ділянку молекули ДНК. Сукупність усіх генів є генотипом. Кожен ген відповідає за синтез поліпептидного ланцюга білка. Нуклеїнова кислота з білками входить […]...
- Клонування. Регуляційна здатність ядер При диференціюванні клітин відбуваються виборча експресія різних частин геному і обмеження генетичних потенцій у диференційованих клітин. Однак в ядрах соматичних клітин зберігаються всі гени і у відповідних умовах вони можуть реактивировать і забезпечити розвиток нормального зародка. Клонування – це розвиток нового організму, що є генетичною копією донора соматичної клітини. У видів, що розмножуються статевим шляхом, […]...
- Від горизонтального переносу генів до статевого розмноження Горизонтальний перенос генів був завжди. Як не парадоксально, він міг з’явитися навіть раніше самого життя! На це вказують результати досліджень, що проводяться в рамках теорії РНК-світу (про неї розказано в “Народженні складності”). Моментом зародження життя логічно вважати момент появи першого репликатора – спільноти молекул РНК, що допомагали один одному розмножуватися. Чим більше ми дізнаємося про […]...
- Клонування в YAC методом трансформаційно-асоційованої рекомбінації В рамках проекту “Хромосома 19” в лабораторії, керованої академіком Є. Д. Свердлов (ІБХ РАН), детально вивчені послідовності довгих кінцевих повторів ендогенних ретровірусів людини сімейства К (LTR HERV-K) хромосом 19,21 і 22 людини, для яких визначені первинна структура цих елементів і фланкирующей їх геномної ДНК, локалізація на фізичній карті, систематика, еволюційний вік і передбачувані регуляторні функції. […]...
- Етичні аспекти клонування людини Досліди з тканинами і ембріонами людини, спроби клонування людей стали активно обговорюватися не тільки в науці, а й в суспільстві. Як етичних проблем сучасної біотехнології в усьому світі особливо активно обговорюються дві проблеми клонування людини. Одна з них – терапевтичне клонування, тобто створення ембріонів людини для використання їх клітин в лікувальних цілях, а інша – […]...
- Способи отримання антибіотиків Основні способи отримання антибіотиків: – біологічний синтез (використовують для отримання природних антибіотиків). В умовах спеціалізованих виробництв Культивують мікроби-продуценти, які виділяють антибіотики в процесі своєї життєдіяльності; – біосинтез з подальшими хімічними модифікаціями (застосовують для створення напівсинтетичних антибіотиків). Спочатку шляхом біосинтезу отримують природний антибіотик, а потім його молекулу змінюють шляхом хімічних модифікацій, наприклад приєднують певні радикали, в […]...
- Організація виробництва антибіотиків Корінні зміни в технологічному і аппаратурному оформленні процесів пов’язані з одним з найважливіших досягнень біології XX в. – Організацією виробництва антибіотиків (початок 40х років). Бактерицидні властивості рослин і цвілевих грибів здавна використовували в практичній діяльності людей. З початку століття у всьому світі проводили дослідження з отримання антибіотичних речовин. Великий внесок у розвиток науки про антибіотики […]...
- Відновлення фенотипу у мутантних організмів Якщо мутація гена А призводить до його перетворенню в рецесивний аллель, це пряма мутація. Можливі мутації в протилежному напрямку – прояв мутації призводить до повного або часткового відновлення дикого типу, тобто а – А. Такі мутації називаються зворотними або реверсиями. Для вивчення зворотних мутацій зручно використовувати мікроорганізми. Багато мутанти мікроорганізмів характеризуються тим, що вони втратили […]...
- Генетико-автоматичні процеси (дрейф генів) Мутації і комбінативна мінливість, періодичні коливання чисельності організмів, ізоляція змінюють генофонди популяцій випадковим чином. Їх спільна дія з природним відбором в процесі видоутворення надає біологічної мінливості в цілому пристосувальний характер. Виконанню відбором упорядочивающей ролі перешкоджають зміни частот алелей, що залежать від випадкових причин. Такими в даному випадку є причини, що зумовлюють переважне розмноження генотипів поза […]...
- Що пити після антибіотиків? Антибіотики – одне з кращих винаходів 20 століття, який досі рятує людство від багатьох хвороб, які раніше вважалися невиліковними. Однак, незабаром стало зрозуміло, що за зцілення від хвороби, людина платить дисбактеріозом, який іноді викликає цілком відчутний дискомфорт, часом маскуючись під інші захворювання, тим самим ускладнюючи діагностику. Тому при призначенні антибіотика лікар і пацієнт повинні вирішити […]...
- Мікробіологічний синтез каучуку Натуральний каучук, цис-1,4-поліізопрен, – це широко використовуваний біополімер, який отримують з різних рослин. Його біосинтез починається з перетворення простих цукрів і включає 17 ферментативних реакцій. В ході останньої з них відбувається полімеризація ізопентенілпірофосфата з утворенням аллілпірофосфата. Зважаючи на велику комерційної цінності каучуку були проведені дослідження, спрямовані на те, щоб з’ясувати, чи можна використовувати для його […]...
- Послідовність процесорів біосинтезу білка Біосинтез білка – складний механізм, який включає в себе два вище згаданих етапу, а саме транскрипцію і трансляцію. Першим відбувається транскрибіємий етап (він розділяється на дві події). Після йде трансляція, в якій беруть участь всі види РНК, у кожної є своя функція: Інформаційна – роль матриці. Транспортна – додавання амінокислот, визначення кодонів. Рибосомна – освіту […]...
- Що таке клонування? Клон – це група клітин, що утворилася з однієї батьківської клітини в результаті її прямого розподілу (коли клітина ділиться надвоє) або мітотичного поділу (коли хромосомний набір клітини подвоюється і потім розподіляється порівну між дочірніми клітинами). Метою клонування є отримання організму з точно такими ж характеристиками, що і вихідний. Садівники займаються клонуванням вже сотні років: генетично […]...
- Організація спадкового матеріалу бактерій Спадковий апарат бактерій представлений однією хромосомою, яка представляє собою молекулу ДНК, вона утворює спіраль і згорнута в кільце. Це кільце в одній точці прикріплено до цитоплазматичної мембрані. На бактеріальної хромосомі розташовуються окремі гени. Функціональними одиницями генома бактерій, крім хромосомних генів, є: 1) IS-послідовності; 2) транспозони; 3) плазміди. IS-послідовності – це короткі фрагменти ДНК. Вони не […]...
- Нуклеотидна послідовність Послідовності HERV-K LTR і фланкують їх ділянок ДНК у складі клонів YAC22-19, YAC22-55, YAC24-13 були визначені методом ПЛР-супрессії. На підставі аналізу характерних замін і делецій в послідовності LTR проведена їх класифікація та визначено еволюційний вік. Послідовність HERV-K LTR з клону YAC22-19 депонирована в базу даних GenBank. Публікація даних чорнового прочитання послідовності генома людини в 2001 […]...
- Як визначають чутливість бактерій до антибіотиків Зміст Методики встановлення сприйнятливості Показник чутливості по МБК Методика із застосуванням дисків Серійні розведення та їх значення У медицині розрізняють етіотропний і емпіричний підхід до лікування препаратами. Визначення чутливості бактерій до антибіотиків грає в цьому поділі вирішальну роль. Препарати з вмістом лізатів Емпіричне лікування увазі з’ясування природної бактеріальної чутливості та епідеміологічних відомостей про стійкість мікроорганізмів. […]...
- Клонування – перенесення ядер соматичних клітин Перенесення ядер соматичних клітин-технологія створення клітини, яка веде себе на зразок ембріональної стовбурової клітини, але містить генетичний матеріал, отриманий від дорослої клітини. Процес починається з заплідненої яйцеклітини і соматичної клітини, взятої від дорослого організму. Донор заплідненої яйцеклітини і донор соматичної клітини не повинен бути одним і тим же індивідуумом. Ядро заплідненої яйцеклітини видаляється і замінюється […]...
- Хромосомна теорія спадковості – конспект Хромосоми як особливі ядерні структури відкриті в другій половині XIX ст. В цей же час було висловлено припущення про те, що вони мають відношення до явища спадковості (див. П. 4.2, А. Вейсман). На початку XX в. припущення А. Вейсма-на знайшло переконливе підтвердження (див. п. 4.2, Т. Бовери, У. Сеттон), а генетика як наука завдяки результатам […]...
- Отримання антибіотиків Антибіотики – органічні сполуки. Вони синтезуються живою клітиною і здатні в невеликих концентраціях уповільнити розвиток або повністю знищити чутливі до них види мікроорганізмів. Їх продукують не лише клітини мікроорганізмів і рослин, але і клітини тварин. Антибіотики рослинного походження називають фітонцидами. Це хлорелін, Томатина, сатівін, одержуваний з часнику, та Аліна, що виділяється з лука. За хімічною […]...
- Класифікація антибіотиків за хімічною будовою За хімічною будовою антибіотики діляться на: – Бета-лактамні антибіотики – основу з молекули становить бета-лактамні кільце. До них відносяться: – Пеніциліни – це група природних і напівсинтетичних антибіотиків, молекула яких містить 6-амінопеніциланової кислоту, що складається з двох кілець – тіазолідонового і бета-лактамного. Серед них виділяють: Біосентитичні (пеніцилін G – бензилпеніцилін), амінопеніцилінів (амоксицилін, ампіцилін, бекампіціллін), напівсинтетичні […]...
- Мітотична стабільність Стабільність підтримання YAC, як і природних хромосом, залежить від ефективності їх реплікації і точної сегрегації в дочірню клітину в процесі мітозу. Ця величина у YAC становить 102, незважаючи на присутність всіх трьох компонентів хромосоми: ARS, CEN, TEL, що забезпечують контроль реплікації і сегрегації. Величина митотической стабільності YAC має тенденцію зростати зі збільшенням розміру вставки. Спостережувані […]...
- Джерела отримання природних і напівсинтетичних антибіотиків Основними продуцентами природних антибіотиків є мікроорганізми, які, перебуваючи у своєму природному середовищі (в основному в грунті), синтезують антибіотики як засіб боротьби за виживання. Клітини рослин і тварин також можуть виробляти різноманітні хімічні речовини з селективним антимікробну дію (наприклад, фітонциди, антимікробні пептиди й ін.), Проте широкого застосування в медицині як продуцентів антибіотиків вони не отримали. Таким […]...
- Біосинтез антитіл Варіабельність імуноглобулінів Незважаючи на схожість своєї основної структури імуноглобуліни (Ig) надзвичайно різноманітні. Вважається, що в організмі людини є приблизно 108 різних варіантів антитіл. Варіабельність Ig відноситься як до легких, так і важких ланцюгів. Є п’ять різновидів важких H-ланцюгів (α, β, ε, γ і μ, див. С. 288), які й визначають класи антитіл, і два різновиди […]...
- Мікробіологічний синтез полігідроксіалканоатів Полігідроксіалканоати – це біодеградуємі полімери, синтезовані безліччю мікроорганізмів (насамперед Alcaligenes eutphus) і використовуються ними як внутрішньоклітинний джерело вуглецю та енергії. Вони мають різні властивості залежно від складу і можуть застосовуватися для отримання біодеградіруемих пластмас, які використовуються, наприклад, для виготовлення пакувального матеріалу. За оцінками, річний обсяг продажів біодеградіруемих пластмас становить приблизно 1,3 млрд. Доларів. З усіх […]...