Молекулярная биотехнология. Принципы и применение

Автор(ы):Глик Б., Пастернак Дж.
06.10.2007
Год изд.:2002
Описание: Перед вами 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. Книга предназначена для студентов университетов, сельскохозяйственных и медицинских институтов, а также для научных работников и специалистов по биотехнологии.
Оглавление:
Молекулярная биотехнология. Принципы и применение — обложка книги.
От редактора перевода [5]
Предисловие [7]
Предисловие к первому изданию [9]
ЧАСТЬ I ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ [13]
  Глава 1. Молекулярно-биотехнологическая революция [15]
    Технология рекомбинантных ДНК [15]
    Возникновение молекулярной биотехнологии [16]
    Коммерциализация молекулярной биотехнологии [19]
    Надежды и опасения [20]
    Заключение [22]
    Литература [23]
    Контрольные вопросы [23]
  Глава 2. Биологические системы, использующиеся в молекулярной биотехнологии [24]
    Прокариоты и эукариоты [24]
    Escherichia coli [24]
    Saccharomyces cerevisiae [27]
    Культуры эукариотических клеток [27]
    Заключение [28]
    Литература [28]
    Контрольные вопросы [28]
  Глава 3. ДНК, РНК и синтез белка [29]
    Структура ДНК [29]
    Репликация [32]
    Расшифровка генетической информации: РНК и белок [33]
    Трансляция [38]
    Регуляция транскрипции у бактерий [41]
    Регуляция транскрипции у эукариот [45]
    Заключение [47]
    Литература [49]
    Контрольные вопросы [49]
  Глава 4. Технология рекомбинантных ДНК [50]
    Рестрицирующие эндонуклеазы [50]
    Плазмидные векторы [56]
      Плазмидный вектор pBR322 [58]
      Трансформация и отбор [58]
      Другие плазмидные векторы [60]
    Создание и скрининг библиотек [62]
      Создание геномной библиотеки [62]
      Скрининг с помощью гибридизации [64]
      Иммунологический скрининг [67]
      Скрининг по активности белка [69]
    Клонирование структурных генов эукариот [70]
    Векторы для клонирования крупных фрагментов ДНК [71]
      Векторы на основе бактериофага (?) [71]
      Космиды [74]
      Векторные системы для клонирования очень крупных фрагментов ДНК [76]
    Генетическая трансформация прокариот [76]
      Перенос ДНК в Е. coli [76]
      Электропорация [76]
      Конъюгация [77]
    Заключение [77]
    Литература [78]
    Контрольные вопросы [79]
  Глава 5. Химический синтез, определение нуклеотидной последовательности и амплификация ДНК [80]
    Химический синтез ДНК [80]
      Фосфорамидитный метод [80]
      Применение синтезированных олигонуклеотидов [85]
      Синтез генов [86]
    Методы секвенирования ДНК [88]
      Дидезоксинуклеотидный метод секвенирования ДНК [89]
      Секвенирование ДНК с помощью вектора на основе фага М13 [91]
      Праймер-опосредованная прогулка [93]
    Полимеразная цепная реакция [94]
      Получение с помошью ПЦР кДНК, отвечающих концам молекул мРНК [98]
      Синтез генов с помощью ПЦР [102]
    Заключение [102]
    Литература [103]
    Контрольные вопросы [104]
  Глава 6. Оптимизация экспрессии генов, клонированных в прокариотических системах [105]
    Экспрессия генов при участии сильных регулируемых промоторов [105]
      Регулируемые промоторы [107]
      Получение больших количеств белковых продуктов [108]
      Крупномасштабные системы [109]
      Использование для экспрессии других микроорганизмов [111]
    Химерные белки [112]
      Расщепление химерных белков [112]
      Применение химерных белков [113]
      Включение белков в поверхностные структуры [115]
    Однонаправленное тандемное расположение генов [117]
    Трансляционные экспрессирующие векторы [118]
    Стабилизация белков [121]
    Рост в условиях недостатка кислорода [122]
      Применение хозяйских штаммов с дефицитом протеиназ [122]
      Бактериальный «гемоглобин» [122]
    Интеграция чужеродной ДНК в хромосому хозяина [123]
    Повышение эффективности секреции [126]
    Метаболическая перегрузка [127]
    Заключение [130]
    Литература [131]
    Контрольные вопросы [133]
  Глава 7. Получение рекомбинантных белков с помощью эукариотических систем [135]
    Системы экспрессии Saccharomyces сеrеvisiae [136]
      Векторы для S. cerevisiae [137]
      Прямая экспрессия в S. cerevisiae [137]
      Секреция гетерологичных белков, синтезируемых S. cerevisiae [139]
    Другие дрожжевые системы экспрессии [140]
      Синтез поверхностного антигена вируса гепатита В [141]
      Синтез бычьего лизоцима С2 [142]
    Системы экспрессии с использованием культур клеток насекомых [143]
      Система экспрессируюших векторов на основе бакуловирусов [144]
      Получение рекомбинантных бакуловирусов [145]
    Создание челночного вектора на основе бакуловирусов для Е. coli и клеток насекомых [146]
      Выделение рекомбинантного белка из клеток насекомых с помощью аффинного связывания [149]
    Экспрессирующие векторы для работы с клетками млекопитающих [149]
      Селективные маркерные гены [150]
      Экспрессия двух клонированных генов в одной клетке млекопитающих [151]
    Заключение [154]
    Литература [155]
    Контрольные вопросы [156]
  Глава 8. Направленный мутагенез и генная инженерия белков [158]
    Направленный мутагенез: методика [158]
      Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием ДНК фага М13 [159]
      Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием плазмидной ДНК [161]
      Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием ПЦР-амплификации [163]
      Случайный мутагенез с использованием «вырожденных» олигонуклеотидных праймеров [163]
      Случайный мутагенез с использованием аналогов нуклеотидов [166]
    Генная инженерия белков [168]
      Образование дополнительных дисульфидных связей [168]
      Замена аспарагина на другие аминокислоты [170]
      Уменьшение числа свободных сульфгидрильных групп [170]
      Повышение ферментативной активности [171]
      Изменение потребности ферментов в металлических кофакторах [172]
      Изменение специфичности фермента [173]
      Повышение стабильности и специфичности фермента [174]
    Заключение [175]
    Литература [175]
    Контрольные вопросы [176]
ЧАСТЬ II МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ [179]
  Глава 9. Молекулярная диагностика [181]
    Методы иммунодиагностики [182]
      Ферментный иммуносорбентный анализ [182]
      Моноклональные антитела [184]
      Образование и отбор гибридных клеток [185]
      Идентификация гибридных клеточных линий, секретирующих специфические антитела [185]
    Системы ДНК-диагностики [187]
      Гибридизационные зонды [188]
      Диагностика малярии [188]
      Выявление Trypanosoma cruzi [189]
      Нерадиоактивные методы детекции [190]
      Геномная дактилоскопия [192]
      Использование полиморфных ДНК-маркеров [194]
    Молекулярная диагностика генетических заболеваний [195]
      Серповидноклеточная анемия [195]
      Метод ПЦР/ЛОЗ [196]
      Генотипирование с использованием флуоресцентно меченных ПЦР-праймеров [198]
      Мутации в разных сайтах одного гена [199]
    Перспективы [201]
    Заключение [201]
    Литература [202]
    Контрольные вопросы [203]
  Глава 10. Микробиологическое производство лекарственных средств [204]
    Лекарственные препараты [204]
      Выделение кДНК интерферонов [204]
      Интерфероны человека, полученные методом генной инженерии [207]
      Гормон роста человека, полученный методом генной инженерии [208]
      Оптимизация генной экспрессии [208]
    Ферменты [209]
      ДНКаза I [209]
      Альгинат-лиаза [209]
    Моноклональные антитела как лекарственные средства [210]
      Структура и функции антител [211]
      Профилактика отторжения трансплантированных органов [212]
      Лекарственные вещества, связанные с моноклональными антителами [212]
      Моноклональные антитела человека [214]
      Гибридные моноклональные антитела человека и мыши [215]
    Производство антител с помощью Е. coli [218]
    Лекарственные средства против ВИЧ [222]
    Заключение [224]
    Литература [224]
    Контрольные вопросы [226]
  Глава 11. Вакцины [227]
    Субъединичные вакцины [228]
      Противогерпетические вакцины [230]
      Противоящурные вакцины [230]
      Противотуберкулезные вакцины [231]
      Пептидные вакцины [231]
      Генная иммунизация [233]
    Аттенуированные вакцины [234]
      Противохолерные вакцины [235]
      Противосальмонеллезные вакцины [236]
      Противолейшманиозные вакцины [237]
    «Векторные» вакцины [238]
      Противовирусные вакцины [238]
      Противобактериальные вакцины [242]
      Бактерии как системы доставки антигенов [242]
    Заключение [243]
    Литература [244]
    Контрольные вопросы [246]
  Глава 12. Использование рекомбинантных микроорганизмов для получения коммерческих продуктов [247]
    Эндонуклеазы рестрикции [247]
    Малые биологические молекулы [250]
      Синтез L-аскорбиновой кислоты [250]
      Синтез индиго [252]
      Синтез аминокислот [255]
    Антибиотики [257]
      Клонирование генов биосинтеза антибиотиков [259]
      Синтез новых антибиотиков [259]
      Разработка новых методов получения поликетидных антибиотиков [260]
      Усовершенствование производства антибиотиков [263]
    Биополимеры [266]
      Создание рекомбинантной бактерии Xanthomonas campestris с целью получения ксантановой слизи [266]
      Выделение генов биосинтеза меланина [267]
      Микробиологический синтез животного биополимера с адгезивными свойствами [268]
      Микробиологический синтез каучука [270]
      Микробиологический синтез полигидроксиалканоатов [270]
    Заключение [272]
    Литература [272]
    Контрольные вопросы [274]
  Глава 13. Биодеградация токсичных соединений и утилизация биомассы [275]
    Деградация ксенобиотиков с помощью микроорганизмов [275]
    Метаболические пути биодеградации ксенобиотиков, созданные методами генной инженерии [276]
      Перенос плазмид [276]
      Изменение генов [281]
    Утилизация крахмала и сахаров [286]
      Промышленное производство фруктозы и этанола [287]
      Повышение эффективности производства фруктозы и этанола [289]
      Zymomonas mobilis [292]
      Получение силоса [294]
    Утилизация целлюлозы [294]
      Компоненты лигноцеллюлозы [294]
      Выделение прокариотических целлюлазных генов [296]
      Выделение эукариотических целлюлазных генов [298]
      Манипуляции с целлюлазными генами [300]
    Белок одноклеточных организмов [301]
    Заключение [302]
    Литература [303]
    Контрольные вопросы [305]
  Глава 14. Бактерии, стимулирующие рост растений [306]
    Фиксация азота [306]
    Нитрогеназа [308]
      Компоненты [308]
      Генная инженерия кластера генов нитрогеназы [310]
    Гидрогеназа [313]
      Метаболизм водорода [313]
      Модификация генов гидрогеназ [314]
    Образование клубеньков [316]
      Конкуренция среди организмов, образующих клубеньки [316]
      Манипуляции с генами образования клубеньков [316]
    Биоконтроль патогенных микроорганизмов [320]
      Сидерофоры [321]
      Антибиотики [322]
      Ферменты [323]
      Образование кристаллов льда и антифризные белки [325]
    Стимуляция роста растений свободноживущими бактериями [326]
    Заключение [327]
    Литература [328]
    Контрольные вопросы [330]
  Глава 15. Микробные инсектициды [331]
    Токсин, синтезируемый Bacillus thuringiensis [332]
      Механизм действия и использование [332]
      Идентификация генов токсинов [335]
      Генная инженерия генов токсинов В. thuringiensis [336]
    Бакуловирусы как инструмент биоконтроля [342]
      Механизм действия [342]
      Усиление биоконтроля с помощью генной инженерии [343]
    Заключение [344]
    Литература [345]
    Контрольные вопросы [347]
  Глава 16. Промышленный синтез белков при участии рекомбинантных микроорганизмов [349]
    Рост микроорганизмов [350]
      Периодическая культура [351]
      Периодическая культура с добавлением субстрата [352]
      Непрерывная культура [353]
    Повышение эффективности ферментации [354]
      Культуры с высокой плотностью [356]
    Биореакторы [357]
    Типичные курпномасштабные системы ферментации [359]
      Двухступенчатая ферментация в тандемных эрлифтных биореакторах [360]
      Двухступенчатая ферментация в одном реакторе с механическим перемешиванием [362]
      Периодическая ферментация и периодическая ферментация с добавлением субстрата [363]
    Сбор клеток [363]
    Разрушение клеток [365]
    Дальнейшая обработка [366]
      Солюбилизация белков [367]
    Заключение [367]
    Литература [368]
    Контрольные вопросы [369]
ЧАСТЬ III ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ [371]
  Глава 17. Генная инженерия растений: методология [373]
    Трансформация растений Ti-плазмидой из Agrobacterium tumefaciens [373]
    Векторные системы на основе Ti-плазмид [377]
    Физические методы переноса генов в растительные клетки [379]
    Бомбардировка микрочастицами [380]
    Применение репортерных генов при трансформации клеток растений [381]
    Эксперименты по экспрессии чужеродных генов в растениях [382]
      Выделение различных промоторов и их использование [383]
      Введение чужеродных генов в хлоропластную ДНК [384]
    Получение трансгенных растений, не содержащих маркерных генов [386]
    Заключение [386]
    Литература [387]
    Контрольные вопросы [388]
  Глава 18. Генная инженерия растений: применение [389]
    Выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам [389]
      Растения, устойчивые к насекомым-вредителям [389]
      Растения, устойчивые к вирусам [395]
      Растения, устойчивые к гербицидам [400]
      Растения, устойчивые к грибам и бактериям [401]
    Получение растений, противостоящих неблагоприятным воздействиям и старению [403]
      Окислительный стресс [403]
      Солевой стресс [404]
      Созревание плодов [405]
    Изменение окраски цветков [406]
    Изменение пищевой ценности растений [407]
      Аминокислоты [408]
      Липиды [408]
    Изменение вкуса и внешнего вида плодов [410]
      Изменение внешнего вида [410]
      Изменение вкуса [411]
    Растения как биореакторы [412]
      Антитела [412]
      Полимеры [412]
      Чужеродные белки, аккумулирующиеся в семенах [413]
    Заключение [413]
    Литература [413]
    Контрольные вопросы [416]
  Глава 19. Трансгенные животные [418]
    Трансгенные мыши: методология [419]
      Использование ретровирусных векторов [419]
      Метод микроинъекций ДНК [420]
      Использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток [422]
      Клонирование с помошью переноса ядра [426]
      Перенос генов с помощью искусственных дрожжевых хромосом [428]
    Трансгенные мыши: применение [430]
    Трансгенный крупный рогатый скот [433]
    Трансгенные овцы, козы и свиньи [435]
    Трансгенные птицы [436]
    Трансгенные рыбы [438]
    Заключение [439]
    Литература [439]
    Контрольные вопросы [441]
  Глава 20. Молекулярная генетика человека [442]
    Генетическое сцепление и картирование генов [444]
    Обнаружение и оценка генетического сцепления у человека [446]
      Анализ сцепления методом максимального правдоподобия: логарифм соотношения шансов (лод-балл) [447]
    Построение генетических карт хромосом человека [450]
      Генетический полиморфизм [450]
      Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов [451]
      Полиморфизм коротких тандемных повторов [454]
    Картирование локуса генетического заболевания в определенном районе хромосомы [456]
    Построение мультилокусных хромосомных карт человека [459]
      Локализация гена заболевания на карте сцепления [460]
      Картирование с использованием радиационных гибридов [460]
    Физическое картирование генома человека [462]
      Построение контигов из YAC-, ВАС- и РАС-библиотек [462]
      Построение контигов из космидных, Р1- и (?)-библиотек [463]
      Транскрипционное картирование [465]
    Клонирование генов заболеваний человека [467]
      Выявление мутаций в генах человека [467]
      Функциональное картирование [468]
      Кандидатное картирование [469]
      Позиционное картирование [469]
      Позиционно-кандидатное картирование [476]
    Программа «Геном человека» [477]
    Заключение [479]
    Литература [481]
    Контрольные вопросы [482]
  Глава 21. Генная терапия [483]
    Генная терапия ex vivo [487]
    Генная терапия in vivo [493]
    Вирусные системы доставки генов [493]
      Ретровирусные векторы [493]
      Аденовирусные векторы [494]
      Векторы на основе аденоассоциированных вирусов [496]
      Векторы на основе вируса простого герпеса [496]
    Невирусные системы доставки генов [498]
    Активация предшественника лекарственного вещества («пролекарства») [502]
    Лекарственные средства на основе олигонуклеотидов [503]
      Синтез «антисмысловых» мРНК in vivo [504]
      «Антисмысловые» олигонуклеотиды как лекарственные средства [506]
      Олигонуклеотиды, связывающиеся с белками: антитромбиновый аптамер [508]
      Рибозимы как лекарственные средства [508]
    Коррекция генетических дефектов с помощью олигонуклеотидов [509]
    Заключение [510]
    Литература [511]
    Контрольные вопросы [513]
ЧАСТЬ IV КОНТРОЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ПАТЕНТОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ [515]
  Глава 22. Контроль применения биотехнологических методов [517]
    Контроль экспериментов с рекомбинантными ДНК [518]
    Контроль за производством и потреблением пищевых продуктов и пищевых добавок [519]
      Химозин [520]
      Триптофан [520]
      Бычий соматотропин [521]
    Контролируемое высвобождение генетически модифицированных организмов в окружающую среду [523]
      Pseudomonas syringae, не образующие кристаллов льда [523]
      Открытые полевые испытания других генетически модифицированных организмов [525]
    Генная терапия человека [526]
      Политика в области генной терапии соматических клеток [527]
      Накопление дефектных генов в будущих поколениях [528]
      Генная терапия клеток зародышевой линии [529]
      Клонирование человека [529]
    Заключение [530]
    Литература [531]
    Контрольные вопросы [532]
  Глава 23. Патентование биотехнологических изобретений [533]
    Общие вопросы патентования изобретений [534]
    Патентование изобретений в разных странах [536]
    Патентование ДНК-последовательностей [537]
    Патентование многоклеточных организмов [539]
    Патентование и фундаментальные исследования [539]
    Заключение [541]
    Литература [541]
    Контрольные вопросы [542]
Словарь терминов [543]
Предметный указатель [564]
Указатель латинских названий [577]
Формат: djvu
Размер:9443565 байт
Язык:RUS
Рейтинг: 563 Рейтинг
Открыть: