ДНК на операційному столі

Синтезувати ділянку ДНК – ген або створити таку генетичну конструкцію, яку можна потім вбудувати в генотип організму, дуже заманливо. З штучного гена можна синтезувати білок, а генетична конструкція «зробить» небаченого досі мутанта…

Щоб виконати ці операції, молекулярні біологи, як правило, ріжуть спіраль ДНК, виділену з тих чи інших організмів, зшивають її, знову ріжуть і т. д. У такого способу молекулярного конструювання є і свої недоліки: він, наприклад, не дуже точний. Адже розрізати ферментами-ножицями спіраль кислоти, зшити відрізки за допомогою ферментів в певних місцях не просто. У цьому випадку дослідники нагадують будівельників, які, перебудовуючи цегляний будинок, розпиляли його на шматки і складають з них нову конструкцію. А чи не легше заново «зліпити» кожну цеглинку-нуклеотид, з яких свита молекула ДНК, щоб потім вже з них побудувати ген або ДНКову конструкцію?

Дослідники з відділу хімії нуклеїнових кислот і пішли таким шляхом, придумавши для синтезу «цегли» нуклеотидів форми з полістиролу. На кожній гранулі полістиролу синтезується один-єдиний нуклеотид. До пори до часу він залишається прив’язаним до молекули пластмаси. На наступній гранулі полістиролу можна синтезувати інший нуклеотид і так далі, поки на багатьох столах не вляжеться набір потрібних фрагментів для синтезу відрізка ДНК – гена. Прикріплені до операційних столів відрізки-нуклеотиди можна легко відфільтрувати з розчину, в якому йшов синтез. Після цієї операції в одній пробірці будуть нуклеотиди одного типу, в іншій – іншого, в третій – третього і т. д. Якщо після злити в певній послідовності вміст цих пробірок, то нуклеотиди-цеглинки складуть певну ділянку ДНК.

Вже сьогодні в лабораторіях працює перша напівавтоматична установка по синтезу фрагментів гена. Незабаром фахівці сподіваються удосконалити лабораторну установку і зібрати на ній ген, що кодує пептид – один з білків, які беруть участь в роботі великих ферментних систем організму (наприклад, сьогодні виділені пептиди болю, пам’яті, сну і т. д.).

Автоматична установка для синтезу генів – винахід вкрай важливий. Адже з уривків ДНК можна отримувати різні хімічні речовини, наприклад ферменти, потрібні медицині, промисловості. А уривки, синтезовані матричним методом на «столі» з полістиролу, дуже високої якості: навіть ферменти, що роблять зчитування спадкової інформації з ДНК, прийняли їх «за своїх» і негайно взялися за звичну роботу – синтез по ДНК відрізків матричної РНК.