Akademik

Гибридная (англ. recombination - рекомбинация)  нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) или белок, полученные в результате объединения in vitro чужеродных фрагментов и содержащие новые сочетания последовательностей нуклеотидов или аминокислот соответственно.

Рекомбинация - процесс обмена генетическим материалом путем разрыва и соединения разных молекул нуклеиновых кислот - перераспределение генетического материала, приводящее к созданию новых комбинаций генов. В естественных условиях рекомбинация у эукариот – обмен участками хромосом в процессе клеточного деления. У прокариот рекомбинация осуществляется при передаче ДНК путем конъюгации, трансформации или трансдукции, либо в процессе обмена участками вирусных геномов. Методы генной инженерии значительно расширили возможности рекомбинационных обменов и позволяют, в отличие от естественной рекомбинации, получать гибридные молекулы нуклеиновых кислот, содержащие как угодно далеко чужеродные фрагменты. Суть этой технологии заключается в соединении фрагментов ДНК in vitro с последующим введением рекомбинантных генетических структур в живую клетку. Генно-инженерные манипуляции стали возможны после открытия рестриктаз (ферментов, разрезающих ДНК строго в определенных участках) и лигаз (ферментов, сшивающих двухцепочечные фрагменты ДНК). С помощью этих ферментов получают определенные фрагменты ДНК и соединяют их в единое целое. Для такого искусственного объединения безразлично происхождение ДНК, между тем как в природе объединению генетической информации чужеродных организмов препятствуют механизмы межвидовых барьеров. Первую рекомбинантную молекулу ДНК, состоящую из фрагмента ДНК вируса ОВ40 и бактериофага ? dvgal с галактозным опероном E. сoli, в 1972 г. создали Берг с сотрудниками. Техника генной инженерии включает несколько последовательных процедур: 1) выделение нужного (целевого) гена; 2) встраивание его в генетический элемент, способный к репликации (вектор); 3) введение вектора, в организм-реципиент; 4) идентификация (скрининг) и отбор клеток, которые приобрели желаемый ген или гены. Белки, полученные генно-инженерным способом, то есть транслируемые с рекомбинантных ДНК, также называются рекомбинантными. Технология рекомбинантных ДНК оказала существенное воздействие на развитие современной биологии, позволив решать многие теоретические задачи, например, определять функции белков, изучать механизмы регуляции экспрессии генов. С помощью технологии создания рекомбинантных структур были открыты и изучены: мозаичное строение генов у высших организмов, транспозоны бактерий и мобильные диспергированные элементы высших организмов, онкогены и т.д. Рекомбинантные структуры нашли широкое применение в промышленной биотехнологии, включая производство ферментов, гормонов, интерферонов, антибиотиков, витаминов и многих других продуктов для фармакологии и пищевой промышленности, на получение которых ранее затрачивалось много времени и средств. Методом рекомбинантных ДНК были получены генетически модифицированные растения и трансгенные животные, обладающие новыми полезными для человека свойствами. Рекомбинантные структуры используются в медицине в методах генной терапии, диагностики и создании рекомбинантных вакцин.

• Народицкий Борис Савельевич, д.б.н.
• Ширинский Владимир Павлович, д.б.н.
• Нестеренко Людмила Николаевна, к.б.н.

1. Маниатис Т. и др. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование: Пер. с англ./ Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. – М.: Мир, 1984. – 480 с.
2. Генетическая инженерия, под ред. А. А. Баева / Итоги науки и техники. Сер. Молекулярная биология, т. 12, ч. 1-2 - М., 1979-80
3. Уотсон Дж., Туз Дж., Курц Д. Рекомбинантные ДНК. Краткий курс.-М.: Мир, 1986.- 288 с.