Синтезаторы ДНК

Метод, который вы только что изучили, мог бы позволить вам синтезировать и использовать все биологически активные белки, если бы живые организмы не были комплексными системами, осуществляющими всевозможные проверки, контроль и поддерживающими равновесие в системе. Однако большинство биологически активных белковых молекул проходят модификацию после синтеза с мРНК. Такая модификация требует участия других белков, синтезируемых в соответствии с иными сигналами, поступающими из окружающей среды, и действующих как настройщики влияния гормона.

Например, ваш старый знакомый инсулин сначала синтезирует ся как препроинсулин, хранится в клетке как проинсулин, а затем секретируется как инсулин. Окончательную форму он приобретает вследствие ряда клеточных биохимических процессов, происходящих после транскрипции гена. Поэтому, если вы получите белок, кодируемый геном инсулина, это будет препроинсулин. Модификация потребует работы ферментов, которые отвечают за образование конечной формы белка. Были разработаны методы, позволяющие по аминокислотной последовательности белка разработать и синтезировать ген, кодирующий данный белок, даже если такой ген никогда и не существовал в природе.

Вы можете синтезировать ДНК вне живой клетки, потому что химические силы, которые связывают элементы ДНК вместе, работают как в клетке, так и вне ее. Чтобы начать синтез новой цепочки ДНК, необходима основа, удерживающая молекулы на месте, обеспечивая их взаимодействие. Синтезаторы ДНК используют силиконовую основу в небольших колонках, которая связывает первый нуклеотид в последовательности. Второй нуклеотид пропускают через колонку, и он связывается с первым посредством связи между фосфатом и рибозой. Такие фосфодиэфирные связи обеспечивают формирование сахарофосфатного остова ДНК. Молекулы второго нуклеотида должны быть химически блокированы определенным образом, чтобы они связывались только с первым нуклеотид ом, а не друг с другом. Избыток второго нуклеотида вымывается из колонки, а химический блок снимается с нуклеотида, который связался с основой. Затем добавляют третий нуклеотид и т.д.

Этот процесс сейчас компьютеризирован. Имея заданную последовательность ДНК, прибор будет синтезировать необходимую цепочку ДНК. Такая система называется синтезатором ДНК. Разнообразие синтезируемого материала зависит от последовательности ДНК, однако эти системы достаточно точны в случае большинства белков, имеющих медицинское применение.


Оставить комментарий

Ваш комментарий