Ответы
Відповідь: Молекулярні основи спадковості — ключ до сучасних біотехнологій
У результаті роботи ферменту утворюються два фрагменти з липкими кінцями — комплементарними один одному одноланцюговими послідовностями нуклеотидів.
У другій половині ХХ століття з розвитком генетики та молекулярної біології людина отримала змогу не тільки добирати наявні в природі комбінації генів, а й безпосередньо втручатися в спадковість організмів, створюючи живих істот із цілком новими властивостями.
Це стало можливим завдяки низці ключових відкриттів у галузі молекулярної генетики та з’ясуванню механізмів передачі й реалізації спадкової інформації. Згадаємо основні етапи цього шляху.
1928 року англійський лікар Фредерік Гриффіт відкрив явище бактерійної трансформації, тобто здатності бактерій поглинати з довкілля якийсь «трансформувальний фактор», який змінює спадковість.
1944 року американський біохімік Освальд Евері дослідив хімічну природу цього фактора: ним виявилася, як нам тепер добре відомо, ДНК. Уперше в історії науки ця молекула була пов’язана зі спадковістю!
Наприкінці 1960-х років було відкрито ендонуклеази рестрикції, або скорочено рестриктази, що дають змогу розрізати молекули ДНК у місцях розташування певних послідовностей
Приблизно водночас із відкриттям рестриктаз, 1967 року був відкритий ще один ключовий фермент — ДНК-лігаза. Лігаза зшиває окремі молекули ДНК між собою, й поряд із рестриктазами її широко використовують у молекулярній біології та біотехнології.
1970 року Говард Темін і Девід Балтімор відкрили зворотну транскриптазу — вірусний фермент, здатний синтезувати ДНК на матриці РНК (раніше вважалося, що це неможливо). Відкриття Теміна й Балтімора уможливило роботу не лише з геномною ДНК організмів, а й безпосередньо з їхньою РНК.
1972 рік можна вважати роком народження генної інженерії: у цьому році Пол Берг у Стенфорді отримав першу рекомбінантну молекулу ДНК, тобто молекулу, утворену шляхом убудовування одного фрагмента ДНК в інший У 1980 році Пол Берг за цю роботу отримав Нобелівську премію з хімії.
1978 року технологію рекомбінантних ДНК було вперше застосовано на практиці: ген людського інсуліну було перенесено до кишкової палички, а вже 1982 року компанія Genentech випустила перший комерційний препарат рекомбінантного білка інсуліну1.
1 Нагадаємо, інсулін — це гормон поліпептидної природи. Він виробляється підшлунковою залозою та регулює обмін речовин і, насамперед, концентрацію глюкози в крові.
Брак інсуліну призводить до тяжкого захворювання — цукрового діабету, який вважали невиліковним до 1922 року, коли було винайдено спосіб очищення інсуліну з бичачих підшлункових залоз. До 1982 року виділення інсуліну з тканин тварин було єдиним способом його отримання для лікування хворих на діабет. Сьогодні більшість інсуліну, що є на ринку, виробляють за допомогою генної інженерії.
1987 року Кері Мулліс розробив метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) — простий спосіб швидкого отримання великої кількості копій певної ділянки ДНК, про який ви вже знаєте з § 39. Кері Мулліс 1993 року отримав Нобелівську премію з хімії за створення ПЛР.
Розвиток технологій рекомбінантних ДНК на цьому не зупинився. Наразі генна інженерія (її ще називають генетичною інженерією), тобто сукупність методів здійснення маніпуляцій із генами, стала найважливішим інструментом біотехнології. Із використанням методів генної інженерії виробляють рекомбінантні гормони, вакцини, інтерферон, антибіотики та інші продукти. Було розроблено методи переносу генів до клітин не лише бактерій, а й багатоклітинних організмів — рослин і тварин.
Пояснення: