Б. Глик, Дж. Пастернак «Молекулярная биотехнология. Принципы и применение» 2002 год
Автор: Б. Глик, Дж. Пастернак
Год: 2002
Современное руководство по биотехнологии, написанное авторитетными канадскими учеными. В книге подробно изложены основы генной инженерии: механизмы репликации, транскрипции и трансляции; методы клонирования, амплификации и секвенирования ДНК; конструирование рекомбинантных ДНК; введение последовательностей-мишеней в геном микроорганизмов, растений и животных, а также практическое применение генной инженерии для получения лекарственных веществ, вакцин, факторов роста, инсектицидов и т.д. Большое внимание уделено генной терапии и связанным с ней морально-этическим проблемам, патентованию биотехнологических продуктов и способов их получения.
Для студентов университетов, сельскохозяйственных и медицинских институтов, а также для научных работников и специалистов по биотехнологии.
От редактора перевода
Предисловие
Предисловие к первому изданию
ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Глава 1. Молекулярно-биотехнологическая революция
Технология рекомбинантных ДНК
Возникновение молекулярной биотехнологии
Коммерциализация молекулярной биотехнологии
Надежды и опасения
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 2. Биологические системы, использующиеся в молекулярной биотехнологии
Прокариоты и эукариоты
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
Культуры эукариотических клеток
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 3. ДНК, РНК и синтез белка
Структура ДНК
Репликация
Расшифровка генетической информации: РНК и белок
Трансляция
Регуляция транскрипции у бактерий
Регуляция транскрипции у эукариот
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 4. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 5. 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 помошью ПЦР кДНК, отвечающих концам молекул мРНК
Синтез генов с помощью ПЦР
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 6. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 7. Получение рекомбинантных белков с помощью эукариотических систем
Системы экспрессии Saccharomyces cerevisiae
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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 8. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
ЧАСТЬ II. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Глава 9. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 10. 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 1
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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 11. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 12. 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
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 13. 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 неллюлазныхгенов
Выделение эукариотических целлюлазных генов
Манипуляции с целлюлазными генами
Белок одноклеточных организмов
Заключение
Литература
Контрольные вопросы
Глава 14. 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
Заключение
Литература