Молекулярная биотехнология - Глик Б., Пастернак Дж. - Практическое руководство

Год выпуска: 2002

Автор: Глик Б., Пастернак Дж.

Жанр: Микробиология

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы

Описание: Книга «Молекулярная биотехнология» — это превосходное руководство по молекулярной биотехнологии с подробным изложением ее принципов, методов и сфер применения. В ней обобщен многолетний опыт чтения лекций по этому предмету студентам разных специальностей одного из ведущих университетов Канады. До сих пор в нашей стране не было отечественных или переводных изданий, которые одновременно охватывали бы все разделы биотехнологии и все объекты, к которым приложимы биотехнологические методы: микроорганизмы, растения, животные, в том числе и человек. А между тем потребность в таком учебнике весьма велика, поскольку биотехнология входит в круг интересов представителей многих специальностей, имеющих разное базовое образование.
Учебник «Молекулярная биотехнология» построен таким образом и написан таким языком, что им могут пользоваться студенты-биологи, химики и даже будущие врачи. По каждой теме даются ссылки на работы, в которых представлены оптимальные методики конструирования рекомбинантных организмов, исследования их функционирования, определения качества и количества целевых продуктов. Текст прерывается вставками, названными «Важная веха». Они представляют собой рефераты ключевых научных статей, которые действительно стали важными вехами в истории современной биотехнологии.
Книга «Молекулярная биотехнология» состоит из четырех частей. В первой из них четко и ясно изложены основы молекулярной биологии, во второй речь идет о молекулярной биотехнологии микроорганизмов, в третьей — о биотехнологии эукариотических систем, в том числе человека (молекулярная генетика человека и генная терапия). Особый интерес для российского читателя представляет четвертая часть, посвященная контролю и патентованию в области молекулярной биотехнологии. Эти вопросы почти не затрагиваются ни в учебниках, ни в образовательном процессе в нашей стране, хотя в биотехнологии, как и в любой прикладной науке, новые разработки дают дивиденды только в том случае, когда они защищены патентом. Авторы обсуждают законодательную базу использования генноинженерных продуктов в пищевой и фармацевтической промышленности, применения рекомбинантных организмов в сельском хозяйстве, нормативные акты, относящиеся к предварительным испытаниям этих организмов, требования, предъявляемые к ним при крупномасштабном применении. Детально рассматриваются правила патентования впервые секвенированных последовательностей ДНК, а также результатов биотехнологических разработок в случае многоклеточных организмов. Заключительный раздел посвящен юридическим аспектам генной терапии как соматических клеток, так и клеток зародышевой линии, клонирования целых организмов, в том числе и человека. Очень ценной является также информация об особенностях патентной практики в разных странах, что исключительно важно для продвижения отечественных генноинженер-ных продуктов на внешний рынок.
Книга «Молекулярная биотехнология» чрезвычайно полезна как студентам разных специальностей, которым читается курс биотехнологии, так и специалистам-практикам.

Содержание книги

«Молекулярная биотехнология»

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

Молекулярно-биотехнологическая революция
Технология рекомбинантных ДНК
Возникновение молекулярной биотехнологии
Коммерциализация молекулярной биотехнологии
Надежды и опасения
Биологические системы, использующиеся в молекулярной биотехнологии
Прокариоты и эукариоты
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
Культуры эукариотических клеток
ДНК, РНК и синтез белка
Структура ДНК
Репликация
Расшифровка генетической информации: РНК и белок
Трансляция
Регуляция транскрипции у бактерий
Регуляция транскрипции у эукариот
Технология рекомбинантных ДНК
Рестрицирующие эндонуклеазы
Плазмидные векторы
Плазмидный вектор pBR322
Трансформация и отбор
Другие плазмидные векторы
Создание и скрининг библиотек
Создание геномной библиотеки
Скрининг с помощью гибридизации
Иммунологический скрининг
Скрининг по активности белка
Клонирование структурных генов эукариот
Векторы для клонирования крупных фрагментов ДНК
Векторы на основе бактериофага X
Космиды
Векторные системы для клонирования очень крупных фрагментов ДНК
Генетическая трансформация прокариот
Перенос ДНК в Е. coli
Электропорация
Конъюгация
Химический синтез, определение нуклеотидной последовательности и амплификация ДНК
Химический синтез ДНК
Фосфорамидитный метод
Применение синтезированных олигонуклеотидов
Синтез генов
Методы секвенирования ДНК
Дидезоксинуклеотидный метод секвенирования ДНК
Секвенирование ДНК с помощью вектора на основе фага М13
Праймер-опосредованная прогулка
Полимеразная цепная реакция
Получение с помощью ПЦР кДНК, отвечающих концам молекул мРНК
Синтез генов с помощью ПЦР
Оптимизация экспрессии генов, клонированных в прокариотических системах
Экспрессия генов при участии сильных регулируемых промоторов
Регулируемые промоторы
Получение больших количеств белковых продуктов
Крупномасштабные системы
Использование для экспрессии других микроорганизмов
Химерные белки
Расщепление химерных белков
Применение химерных белков
Включение белков в поверхностные структуры
Однонаправленное тандемное расположение генов
Трансляционные экспрессирующие векторы
Стабилизация белков
Рост в условиях недостатка кислорода
Применение хозяйских штаммов с дефицитом протеиназ
Бактериальный «гемоглобин»
Интеграция чужеродной ДНК в хромосому хозяина
Повышение эффективности секреции
Метаболическая перегрузка
Получение рекомбинантных белков с помощью эукариотических систем
Системы экспрессии Saccharomyces serеvisiae
Векторы для S. cerevisiae
Прямая экспрессия в S. cerevisiae
Секреция гетерологичных белков, синтезируемых S. cerevisiae
Другие дрожжевые системы экспрессии
Синтез поверхностного антигена вируса гепатита В
Синтез бычьего лизоцима С2
Системы экспрессии с использованием культур клеток насекомых
Система экспрессируюших векторов на основе бакуловирусов
Получение рекомбинантных бакуловирусов
Создание челночного вектора на основе бакуловирусов для Е. coli и клеток насекомых
Выделение рекомбинантного белка из клеток насекомых с помощью аффинного связывания
Экспрессирующие векторы для работы с клетками млекопитающих
Селективные маркерные гены
Экспрессия двух клонированных генов в одной клетке млекопитающих
Направленный мутагенез и генная инженерия белков
Направленный мутагенез: методика
Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием ДНК фага М13
Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием плазмидной ДНК
Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием ПЦР-амплификации
Случайный мутагенез с использованием «вырожденных» олигонуклеотидных праймеров
Случайный мутагенез с использованием аналогов нуклеотидов
Генная инженерия белков
Образование дополнительных дисульфидных связей
Замена аспарагина на другие аминокислоты
Уменьшение числа свободных сульфгидрильных групп
Повышение ферментативной активности

Изменение потребности ферментов в металлических кофакторах
Изменение специфичности фермента
Повышение стабильности и специфичности фермента

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Молекулярная диагностика
Методы иммунодиагностики
Ферментный иммуносорбентный анализ
Моноклональные антитела
Образование и отбор гибридных клеток

Идентификация гибридных клеточных линий, секретирующих специфические антитела
Системы ДНК-диагностики
Гибридизационные зонды
Диагностика малярии
Выявление Trypanosoma cruzi
Нерадиоактивные методы детекции
Геномная дактилоскопия
Использование полиморфных ДНК-маркеров
Молекулярная диагностика генетических заболеваний
Серповидноклеточная анемия
Метод ПЦР/ЛОЗ
Генотипирование с использованием флуоресцентно меченных ПЦР-праймеров
Мутации в разных сайтах одного гена
Перспективы
Микробиологическое производство лекарственных средств
Лекарственные препараты
Выделение кДНК интерферонов
Интерфероны человека, полученные методом генной инженерии
Гормон роста человека, полученный методом генной инженерии
Оптимизация генной экспрессии
Ферменты
ДНКаза I
Альгинат-лиаза
Моноклональные антитела как лекарственные средства
Структура и функции антител
Профилактика отторжения трансплантированных органов
Лекарственные вещества, связанные с моноклональными антителами
Моноклональные антитела человека
Гибридные моноклональные антитела человека и мыши
Производство антител с помощью Е. coli
Лекарственные средства против ВИЧ
Вакцины
Субъединичные вакцины
Противогерпетические вакцины
Противоящурные вакцины
Противотуберкулезные вакцины
Пептидные вакцины
Генная иммунизация
Аттенуированные вакцины
Противохолерные вакцины
Противосальмонеллезные вакцины
Противолейшманиозные вакцины
«Векторные» вакцины
Противовирусные вакцины
Противобактериальные вакцины
Бактерии как системы доставки антигенов
Использование рекомбинантных микроорганизмов для получения коммерческих продуктов
Эндонуклеазы рестрикции
Малые биологические молекулы
Синтез L-аскорбиновой кислоты
Синтез индиго
Синтез аминокислот
Антибиотики
Клонирование генов биосинтеза антибиотиков
Синтез новых антибиотиков
Разработка новых методов получения поликетидных антибиотиков
Усовершенствование производства антибиотиков
Биополимеры
Создание рекомбинантной бактерии Xanthomonas campestris с целью получения ксантановой слизи
Выделение генов биосинтеза меланина

Микробиологический синтез животного биополимера с адгезивными свойствами
Микробиологический синтез каучука
Микробиологический синтез полигидроксиалканоатов
Биодеградация токсичных соединений и утилизация биомассы
Деградация ксенобиотиков с помощью микроорганизмов
Метаболические пути биодеградации ксенобиотиков, созданные методами генной инженерии
Перенос плазмид
Изменение генов
Утилизация крахмала и Сахаров
Промышленное производство фруктозы и этанола
Повышение эффективности производства фруктозы и этанола
Zymomonas mobilis
Получение силоса
Утилизация целлюлозы
Компоненты лигноцеллюлозы
Выделение прокариотических целлюлазных генов
Выделение эукариотических целлюлазных генов
Манипуляции с целлюлазными генами
Белок одноклеточных организмов
Бактерии, стимулирующие рост растений
Фиксация азота
Нитрогеназа
Компоненты
Генная инженерия кластера генов нитрогеназы
Гидрогеназа
Метаболизм водорода
Модификация генов гидрогеназ
Образование клубеньков
Конкуренция среди организмов, образующих клубеньки
Манипуляции с генами образования клубеньков
Биоконтроль патогенных микроорганизмов
Сидерофоры
Антибиотики
Ферменты
Образование кристаллов льда и антифризные белки
Стимуляция роста растений свободноживущими бактериями
Микробные инсектициды
Токсин, синтезируемый Bacillus thuringiensis
Механизм действия и использование
Идентификация генов токсинов
Генная инженерия генов токсинов В. thuringiensis
Бакуловирусы как инструмент биоконтроля
Механизм действия
Усиление биоконтроля с помощью генной инженерии
Промышленный синтез белков при участии рекомбинантных микроорганизмов
Рост микроорганизмов
Периодическая культура
Периодическая культура с добавлением субстрата
Непрерывная культура
Повышение эффективности ферментации

Культуры с высокой плотностью
Биореакторы
Типичные курпномасштабные системы ферментации
Двухступенчатая ферментация в тандемных эрлифтных биореакторах
Двухступенчатая ферментация в одном реакторе с механическим перемешиванием

Периодическая ферментация и периодическая ферментация с добавлением субстрата
Сбор клеток
Разрушение клеток
Дальнейшая обработка
Солюбилизация белков

ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Генная инженерия растений: методология
Трансформация растений Ті-плазмидой из Agrobacterium tumefaciens
Векторные системы на основе Ті-плазмид

Физические методы переноса генов в растительные клетки
Бомбардировка микрочастицами
Применение репортерных генов при трансформации клеток растений
Эксперименты по экспрессии чужеродных генов в растениях
Выделение различных промоторов и их использование
Введение чужеродных генов в хлоропластную ДНК
Получение трансгенных растений, не содержащих маркерных генов
Генная инженерия растений: применение
Выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам
Растения, устойчивые к насекомым-вредителям
Растения, устойчивые к вирусам
Растения, устойчивые к гербицидам
Растения, устойчивые к грибам и бактериям
Получение растений, противостоящих неблагоприятным воздействиям и старению
Окислительный стресс
Солевой стресс
Созревание плодов
Изменение окраски цветков
Изменение пищевой ценности растений
Аминокислоты
Липиды
Изменение вкуса и внешнего вида плодов
Изменение внешнего вида
Изменение вкуса
Растения как биореакторы
Антитела
Полимеры
Чужеродные белки, аккумулирующиеся в семенах
Трансгенные животные
Трансгенные мыши: методология
Использование ретровирусных векторов
Метод микроинъекций ДНК
Использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток
Клонирование с помошью переноса ядра
Перенос генов с помощью искусственных дрожжевых хромосом
Трансгенные мыши: применение
Трансгенный крупный рогатый скот
Трансгенные овцы, козы и свиньи
Трансгенные птицы
Трансгенные рыбы
Молекулярная генетика человека
Генетическое сцепление и картирование генов
Обнаружение и оценка генетического сцепления у человека
Анализ сцепления методом максимального правдоподобия: логарифм соотношения шансов (лод-балл)
Построение генетических карт хромосом человека
Генетический полиморфизм
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов
Полиморфизм коротких тандемных повторов
Картирование локуса генетического заболевания в определенном районе хромосомы
Построение мультилокусных хромосомных карт человека
Локализация гена заболевания на карте сцепления
Картирование с использованием радиационных гибридов
Физическое картирование генома человека

Построение контигов из YAC-, ВАС- и РАС-библиотек
Построение контигов из космидных, Р1- и? -библиотек
Транскрипционное картирование
Клонирование генов заболеваний человека
Выявление мутаций в генах человека
Функциональное картирование
Кандидатное картирование
Позиционное картирование
Позиционно-кандидатное картирование
Программа «Геном человека»
Генная терапия
Генная терапия ex vivo
Генная терапия in vivo
Вирусные системы доставки генов
Ретровирусные векторы
Аденовирусные векторы
Векторы на основе аденоассоциированных вирусов
Векторы на основе вируса простого герпеса
Невирусные системы доставки генов
Активация предшественника лекарственного вещества («пролекарства»)
Лекарственные средства на основе олигонуклеотидов
Синтез «антисмысловых» мРНК in vivo

«Антисмысловые» олигонуклеотиды как лекарственные средства
Олигонуклеотиды, связывающиеся с белками: антитромбиновый аптамер
Рибозимы как лекарственные средства
Коррекция генетических дефектов с помощью олигонуклеотидов

КОНТРОЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ПАТЕНТОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Контроль применения биотехнологических методов
Контроль экспериментов с рекомбинантными ДНК
Контроль за производством и потреблением пищевых продуктов и пищевых добавок
Химозин
Триптофан
Бычий соматотропин
Контролируемое высвобождение генетически модифицированных организмов в окружающую среду
Pseudomonas syringae, не образующие кристаллов льда
Открытые полевые испытания других генетически модифицированных организмов
Генная терапия человека
Политика в области генной терапии соматических клеток
Накопление дефектных генов в будущих поколениях
Генная терапия клеток зародышевой линии Клонирование человека
Патентование биотехнологических изобретений
Общие вопросы патентования изобретений
Патентование изобретений в разных странах
Патентование ДНК-последовательностей

Патентование многоклеточных организмов

Патентование и фундаментальные исследования
ЛИТЕРАТУРА

скачать книгу: «Молекулярная биотехнология»