Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнология. Часть 1. Технология рекомбинантной ДНК. Учебное пособие (для студентов биологических специальностей педагогических университетов)
.pdf
тельностей из разных генов. Представляет собой одну полипептидную цепь.
Гибридный ген. Ген, состоящий из частей двух или нескольких
генов и экспрессирующийся как единое целое с образованием гибридного (химерного) белка.
3'-гидроксильная группа. Гидроксильная группа, связанная с 3'-
атомом углерода сахарного остатка (рибозы или дезоксирибозы) концевого нуклеотида молекулы нуклеиновой кислоты.
Гуанин (G). Пуриновое основание, комплементарное цитозину.
Одно из четырех азотистых оснований, входящих в состав ДНК и
РНК.
Двухцистронный вектор. Клонирующий вектор, предназначенный для экспрессии двух генов в одной клетке млекопитающих. Гены
находятся под контролем одного промотора и сигнала полиаденилировани.
Дезоксирибоза. Пятиуглеродный моносахарид, входящий в состав ДНК.
Денатурация. l. Расхождение цепей двухцепочечной молекулы
ДНК или РНК. 2. Нарушение нативной конформации биологических
макромолекул в результате разрушения нековалентных (водородных)
связей.
Дидезоксинуклеотид (ddNTP). Полученный искусственным путем нуклеозидтрифосфат, лишенный 2'- и 3'-гидроксильных групп при
углеродных атомах сахарного кольца.
ДНК-зонд. Фрагмент ДНК, меченный тем или иным образом и
использующийся для гибридизации со специфическим участком в
молекуле ДНК. Позволяет идентифицировать комплементарные ему
нуклеотидные последовательности.
ДНК-лигаза. Фермент, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между 3'-гидроксильной группой и 5'-фосфатом соседних нуклеотидов в месте одноцепочечного разрыва молекулы ДНК.
ДНК-мишень (ДНК-интереса) (см. Ген-мишень).
ДНК-полимераза. Фермент, катализирующий синтез полинук-
леотидной цепи из отдельных нуклеотидов с использованием другой цепи в качестве матрицы и ДНК-затравки со свободной 3'-ОΗгруппой.
111
ДНК-полимеразa Taq Термостабильная ДНК полимераза бакте-
рии Thermus aquafscus (сохраняет активность при 95°С). Часто применяется в методе ПЦР.
ДНК-чипы. Микроскопические пластинки из стекла или пластика с нанесенными на них в определенном порядке тысячами фрагментов ДНК, содержащих определенные гены.
Зонд. l. Соединение, меченное тем или иным способом и использующееся для выявления родственных биохимических молекул
в сложном образце. 2. Олигонуклеотид, использующийся для выявления комплементарных последовательностей с помощью гибридизации.
Емкость вектора. Максимальный размер участка ДНК, который
может быть клонирован в данном векторе.
Изокаудомеры. Эндонуклеазы рестрикции, распознающие на
ДНК совершенно разные последовательности нуклеотидов, но образующие фрагменты с одинаковыми одноцепочечными концами. Например: MboI (↓GATC) и BamHI (G↓GATCC).
Изопропил-β-D-тиогалактопиранозид ИПТГ (Isopropylß-D-
tlriogalactopyranoside) Индуктор lac-(лактозного)оперона. В техноло-
гии рекомбинантных ДНК используется для индукции клонированных генов, находящихся под контролем системы lac-репрессор — lacnpoмотор.
Изошизомеры. Эндонуклеазы рестрикции, выделенные из раз-
личных микроорганизмов, которые узнают на ДНК одни и те же последовательности нуклеотидов. Например: SphI (CGTAC↓G) и BbuI
(CGTAC↓G).
Иммуноаффинная хроматография. Метод очистки, при котором фиксированное на подложке антитело связывает специфический
белок, присутствующий в сложной смеси других белков.
Иммунологический анализ. Метод, основанный на способности
антитела узнавать специфический компонент в биологическом образце.
Иммунологический скрининг. Скрининг геномной библиотеки,
основанный на выявлении продукта гена-мишени иммунологическими методами.
Индуктор. Небольшая молекула, связывающаяся с регуляторным
белком-репрессором, что приводит к дерепрессии соответствующих
генов.
112
Индукция. Дерепрессия гена или группы генов под действием
индуктора.
Инициация. Начало синтеза биополимера.
Инициирующий кодон. Кодон АUG в составе мРНК, кодирую-
щий метионин (N-формилметионин у прокариот), с которого начинается (инициируется) синтез полипептидных цепей. Другое название —
сигнал инициации трансляции.
Интеграция. Встраивание чужеродной ДНК (обычно с помощью
гомологичной рекомбинации) в хромосому хозяйской клетки.
Интегрирующий вектор. Вектор, специально сконструированный для того, чтобы с его помощью можно было встраивать (интегрировать) клонированную ДНК в геном клетки-хозяина.
Ингерлейкин-2. Лимфокин, секретируемый некоторыми Т-лим-
фоцитами и стимулирующий пролиферацию Т-клеток.
Интрон. Транскрибируемый участок гена, не содержащий кодонов и вырезаемый из первичного транскрипта в ходе процессинга с
образованием функциональной РНК.
Искусственная бактериальная хромосома (ВАС — Bacterial ar-
tificial chromosome). Векторная система на основе F-плазмиды E. coli,
использующаяся для клонирования длинных (100–300 т. п. н.) последовательностей нуклеотидов.
Искусственная дрожжевая хромосома (YAC — Yeast artificial
chromosome). Рекомбинантная ДНК, состоящая из дрожжевой плаз-
миды и интегрированных в нее центромерных и теломерных областей
хромосом дрожжей, а также маркерных генов и содержащая несколько сайтов инициации репликации.
Искусственная хромосома PI (PI artificial chromosome). Вектор-
ная система на основе фага Pi, использующаяся для введения в клетки
E. coli методом электропорации очень крупных фрагментов ДНК
(100–300 т. п. н.).
Картирование генов. Определение положения данного гена на
хромосоме относительно других генов.
кДНК-библиотека (см. Библиотека кДНК).
Клон. Популяция клеток или молекул, идентичных одной родо-
начальной клетке или молекуле.
113
Клонирование. Совокупность процедур, использующихся для
получения клонов. Клонирование многоклеточных организмов, например, включает пересадку ядер соматических клеток в оплодотворенное яйцо с удаленным пронуклеусом.
Клонирование генов. Система методов, использующаяся для
получения клонированных ДНК: выделение нужного гена из какоголибо организма, встраивание его в плазмиду (вектор), введение в
клетку организма-хозяина, многократная репликация.
Клонирующий вектор. Молекула ДНК (плазмидная или вирусная ДНК), предназначенная для клонирования ДНК-мишени.
Кодон. Три соседних нуклеотида, кодирующих определенную
аминокислоту. Всего существует 64 сочетания нуклеотидов в кодо-
нах; 61 из них кодируют 20 аминокислот, 3 являются стоп-кодонами.
Компетентность. Способность бактериальных клеток воспринимать трансформирующую ДНК (обычно плазмиду).
Комплементарная ДНК (кДНК). Молекула ДНК, синтезированная на РНК-матрице с участием РНК-зависимой ДНК-полимеразы
(обратной транскриптазы).
Комплементарные нуклеотидные последовательности. Поли-
нуклеотидные последовательности, которые взаимодействуют между
собой в соответствии с правилами спаривания оснований: аденин (А)
образует пару с тимином (Т) или урацилом (U) в РНК, гуанин (G) — с
цитозином (С).
Коннекторный метод соединения фрагментов ДНК. Формиро-
вание липких концов, чаще всего одноцепочечных олиго-(dA) с одной
стороны и олиго-(dT) — с другой, с помощью фермента концевой дезоксинуклеотидилтрансферазы.
Космида. Вектор, объединяющий свойства плазмидного вектора
и вектора на основе фага λ. Имеет cos-сайты.
«Кэп». Метилированный гуанозин на 5'-конце многих мРНК
эукариот.
Лактозный оперон. Единица транскрипции хромосомной ДНК
E.coli, состоящая из промотора, оператора, терминатора и последовательностей, кодирующих структуру трех ферментов, участвующих в
утилизации дисахарида лактозы. Последовательности промотора,
оператора и части структурных последовательностей, кодирующих
114
фермент β-галактозидазу, используют в генетических векторах клонирования и экспрессии для клеток E.coli.
Лигаза (см. ДНК-лигаза).
Лигирование. Соединение двух молекул ДНК с помощью фос-
фодиэфирных связей. Этот процесс in vitro катализируется ферментом
ДНК-лигазой фага Т4.
Лидерная последовательность. Heтранслируемая последовательность мРНК, расположенная между 5'-концом и инициирующим
колоном AUG.
Лизис. Разрушение клеточных стенок под действием ферментов,
содержащихся в лизосомах, или других агентов.
Лизогення. Интеграция генома бактериофага в геном клеткихозяина. В результате индукции фаговая ДНК может выщепляться с
образованием зрелых фаговых частиц.
Линкер. Синтетический олигонуклеотид, содержащий сайт рестрикции. Используется для соединения векторной и клонируемой
ДНК, к концам которой по методу сшивания тупых концов присоединены линкеры.
Липкие концы. Взаимно комплементарные одноцепочные участки ДНК, выступающие по концам двухцепочечной молекулы; образуются в результате ступенчатых разрезов двухцепочечных ДНК.
Литический цикл. Размножение вируса в клетке-хозяине, окан-
чивающееся лизисом клетки.
Люцифераза. Фермент, участвующий в процессе биолюминесценции; катализирует аэробное окисление люциферинов, в результате
чего субстрат переходит в электронно-возбужденное состояние и затем высвобождает избыток энергии в виде квантов света.
Маркерный ген. Ген с известной хромосомной локализацией,
имеющий четкое фенотипическое проявление (устойчивость к антибиотику, ферментативная активность и т. д.).
Маркерный пептид. Участок гибридной белковой молекулы,
облегчающий идентификацию или очистку белка.
Матричная РНК (мРНК). Молекула РНК, в которой заключена
информация об аминокислотной последовательности определенной
белковой молекулы.
115
Матричная цепь. Цепь ДНК или другой полинуклеотид, использующийся ДНК-полимеразой в качестве матрицы для синтеза комплементарной цепи.
Метаболическая перегрузка. Нарушение метаболизма организма-хозяина в результате введения в его геном и экспрессии чужеродной ДНК.
Метилирование. Присоединение к макромолекуле метильной
группы. Например, при метилировании ДНК происходит присоединение такой группы к специфическим остаткам цитозина, а иногда аденита.
Метка. Радиоактивный изотоп или идентифицируемый биохимическими либо иммунологическими методами лиганд (например,
флуорофор), связывающийся с макромолекулой. Позволяет обнаружить меченое вещество в образце.
Метилаза. Фермент, присоединяющий метильные группы к нук-
леотидам в ДНК, защищая ее от гидролиза эндонуклеазами рестрикции.
Метод случайных праймеров (Random primer method). Способ
получения меченых ДНК-зондов, основанный на применении синтетических олигонуклеотидов, содержащих все возможные комбинации
из шести нуклеотидов, и на их гибридизации с денатурированной
ДНК-мишенью. Олигонуклеоткды, комплементарные последней, гибридизуются с ней. В реакционную смесь добавляют все четыре дезоксирибонуклеотида (причем один из них меченый) и фермент, катализирующий синтез фрагментов ДНК с использованием цепей ДНКмишени в качестве матрицы, а гибридизировавшихся фрагментов — в
качестве затравки.
Мутагенез. Искусственное введение мутаций с помощью физических или химических агентов.
Мутант. Организм, измененный в результате мутации; как пра-
вило, отличается от исходной формы (дикого типа).
Мутация. Спонтанное или индуцированное изменение структу-
ры гена.
Мутация со сдвигом рамки. Мутация, связанная с появлением
лишнего или с потерей одного или нескольких (в том числе не кратном трем) нуклеотидов. Приводит к нарушению триплетного кода и
синтезу совершенно другого полипептида (если только синтез вообще
не блокируется).
116
Ник-трансляция. Процесс замещения одной из цепей в двухце-
почечной молекуле ДНК при действии ДНК-полимеразы I (инициирует синтез ДНК в месте одноцепочечного разреза), сопровождаемый
деградацией замещаемой цепи в направлении 5→3, в результате положение разрыва оказывается перемещенным вдоль молекулы ДНК;
широко используется для введения в ДНК меченых оснований.
Нозерн-блоттинг (nothern blotting). Перенос молекул РНК, фракционированных методом гельэлектрофореза, из геля на твердую подложку (нитроцеллюлозный или нейлоновый фильтр) с последующей
ДНК-РНК гибридизацией.
Нуклеотид. Нуклеозид, к которому присоединена одна или более
фосфатных групп; присоединение происходит по 5’-углеродному
атому сахарного кольца. Нуклеозиды, имеющие в составе рибозу, называют рибонуклеозидмонофосфатами, рибонуклеозиддифосфатами
и рибонуклеозидтрифосфатами (NMP, NDP и NTP соответственно).
Для нуклеозидов, содержащих в составе дезоксирибозу, соответствующие названия таковы: дезоксирибонуклеозидмоно-, ди- и трифосфаты (dNMP, dNDP и dNTP соответственно).
N-конец. Первая аминокислота (или несколько аминокислот) в
полипептиде.
Обратная транскриптаза. РНК-зависимая ДНК-полимераза, использующая молекулу РНК в качестве матрицы для синтеза комплементарной цепи ДНК.
Обратная транскрипция. Способ получения в большом количестве кДНК, состоящий из двух этапов. Вначале in vitro синтезируют
кДНК, используя обратную транскриптазу, мРНК в качестве матрицы
и олиго(dT) в качестве праймера. Затем кДНК амплифицируют с помощью полимеразной цепной реакции, используя два специфических
праймера: один комплементарен участку первой цепи кДНК, а второй — другой цепи, комплементарной первой.
Одноцепочечный разрыв (Nick). Разрыв фосфорнодиэфирной
связи между соседними нуклеотидами в одной цепи ДНК.
Олигонуклеотид (олигомер). Короткий (6–10 нуклеотидов) сегмент одноцепочечной ДНК. Обычно получают химическим путем.
Оператор. Участок ДНК, непосредственно примыкающий к
структурному гену и регулирующий его транскрипцию при участии
репрессора или активатора,
117
Оперон. Участок ДНК, содержащий несколько структурных генов, транскрибируемых с образованием одной полицистронной мРНК.
Отжиг полинуклеотидов (см. Гибридизация нуклеиновых ки-
слот).
Палиндром. Участок двухцепочечной молекулы ДНК, обе цепи
которого обладают одинаковой нуклеотидной последовательностью
при прочитывании от 5'- к 3'- концу. Такие участки часто распознаются рестрицирующими эндонуклеазами типа II.
Пептидная связь. Ковалентная связь между свободной карбоксильной группой при α-углеродном атоме одной аминокислоты и свободной карбоксильной группой при таком же атоме соседней аминокислоты в полипептидной цепи.
Первичный транскрнт. Молекула РНК, трапскрибированная с
эукариотического структурного гена и не подвергшаяся процессингу
(то есть содержащая все копии экзонов и интронов).
Первое антитело. Антитело, связывающееся с молекулоймишенью при проведении иммунологического анализа.
Пиримидины. Один из двух типов азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот. К пиримидинам относятся тимин,
цитозин и урацил.
Плазмида. Внехромосомный генетический элемент, способный к
длительному автономному существованию и репликации. Обычно это
двухцепочечная кольцевая ДНК длиной 1–200 т. п. н.
2 мкм-плазмида. Двухцепочечная кольцевая плазмида клеток
дрожжей Saccharomyces cerevisiae. На ее основе получены многие ге-
нетические векторы для дрожжевых клеток.
Полиаденилирование. Ферментативное присоединение остатков
аденина к 3’-концу молекулы эукариотической мРНК. Этот богатый
аденином 3’-конец называется поли(А)-хвостом мРНК.
Поли(А)-полимераза. Фермент, катализирующий присоединение
остатков аденилата к 3'-OH концу ДНК-затравки, в процессе присоединения мононуклеотида отщепляется пирофосфат. Не требует матрицы.
Полилинкер. Короткий участок ДНК, содержащий несколько
уникальных сайтов узнавания для эндонуклеаз рестрикции; в эти сайты встраивают чужероднуюДНК (осуществляют клонирование).
118
Taq-
полимераза (см. ДНК-полимеразa Taq).
Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Метод амплификации
специфического участка ДНК с помощью термостабильной ДНКполимеразы с использованием олигонуклеотидных ДНК-зондов, комплементарных последовательностям противоположных цепей ДНК,
фланкирующим амплифицируемый сегмент. Процесс состоит из серии циклически повторяющихся реакций: денатурации ДНК, отжига
зондов, синтеза ДНК,
Полинуклеотид. Линейный полимер, состоящий из 20 и более
нуклеотидов, соединенных друг с другом фосфодиэфирными связями.
Полинуклеотидами являются, например, молекулы ДНК и РНК.
Полинуклеотидкиназа. Фосфотрансфераза, которая специфически фосфорилирует 5’-концевые гидроксильные группы молекул ДНК
и РНК.
Полипептид. Линейный полимер, состоящий из аминокислот,
соединенных друг с другом пептидными связями. Полипептидом является, например, белковая молекула
Посттрансляционная модификация полипептидов. Изменение
структуры белковых молекул после завершения их синтеза на рибосомах. К таким модификациям относятся: фосфорилирование, гликозилирование, окисление цистеина, отщепление сигнальных последовательностей и т. д.
Праймер. Короткий олигонуклеотид, который после отжига с
матрицей служит первичным донором 3'-OH (затравкой) для ДНКполимеразы.
Прокариоты. Организмы, у которых нет ограниченных мембранами ядра и органелл. К прокариотам относятся все бактерии.
Промотор. Участок молекулы ДНК, с которым связывается РНКполимераза, что сопровождается инициацией транскрипции соответствующих генов. Обычно находится перед 5'-концом регулируемого гена.
Процессинг. Совокупность процессов образования зрелых молекул РНК и белков в клетке. Включает ряд последовательных расщеплений молекулы-предшественника эндонуклеазой или протеиназами,
а также модификацией в специфических участках полимерной цепи.
Пурины. Один из двух типов азотистых оснований, входящих в
состав нуклеиновых кислот; к пуринам относятся аденин и гуанин.
Второй тип оснований — пиримидины; к ним относятся тимин, урацил и цитозин.
119
Рамка считывания. Один из трех возможных способов считы-
вания нуклеотидной последовательности в виде триплетов. Открытая
рамка считывания не содержит терминирующих кодонов и может
транслироваться в белок.
Ревертаза (см. Обратная транскриптаза).
Регуляторный белок. Белок, «включающий» или «выключаю-
щий» транскрипцию.
Рекомбинантная ДНК. Молекула ДНК, полученная объедине-
нием in vitro разнородных, вместе нигде в природе не существующих
фрагментов ДНК.
Рекомбннантная плазмида. Плазмида, измененная методами
генной инженерии. Состоит из участков разных плазмид либо содержит сегменты ДНК других организмов.
Рекомбинантиый белок. Белок, кодируемый клонированной ре-
комбинантной ДНК.
Pенатурация. 1. Воссоединение цепей двухцепочечной ДНК, разошедшихся при денатурации. 2. Восстановление функциональной
(чаще всего третичной) структуры белка.
Репликация. Процесс самовоспроизведения (синтеза) ДНК.
Репрессия. Один из двух альтернативных (наряду с индукцией)
механизмов регуляции генов. Состоит в подавлении транскрипции
или трансляции путем связывания белка-репрессора с оператором.
Репарация ДНК. Исправление химических повреждений и раз-
рывов в молекуле ДНК, поврежденной при нормальном биосинтезе
ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.
Репортерный ген. Гены, кодирующие нейтральные для клеток
белки, наличие которых в тканях может быть легко тестировано.
Репрессор. Белок, связывающийся с оператором или промотором
данного гена и блокирующий связывание с этими элементами РНКполимеразы.
Рестрицирующие эндонуклеазы (эндонуклеаза рестрикции, рестриктаза). Бактериальный фермент, расщепляющий двухцепочечную
молекулу ДНК в специфических сайтах.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]