Техника - молодёжи 1987-08, страница 15
ЧУДО-КОРМА Без нее хлеб не хлеб и фураж не фураж. Вроде и много ест животное, а привес мал. Вот почему важно агрономам стремиться увеличивать содержание лизина в зерне, а биотехнологам — производить эту одну из 20 незаменимых аминокислот для использования в кормовых добавках. Сейчас в стране кормового белка выпускается свыше 1 млн. т в год, а лизина— до 14 тыс. т. Этого совсем недостаточно. Необходимо по крайней мере впятеро увеличить уже в ближайшие годы производство основных продуктов биотехнологии. Корма, приготовленные на их основе, хорошо усваи ваются животными, резко сказываются на упитанности стада. Поскольку лизин — наиболее дефицитная аминокислота в белках злаков, то чем больше будет его в кормовых белках, тем меньшее количество кормового зерна потребуется для достижения тех же привесов животных. Так, тонна «микробиологического» зерна экономит 5—6 (а в свиноводстве и до 7) тонн комбикорма, а тонна лизина дает возможность более эффективно использовать 125 т фуражного зерна. Специалисты Института биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР полагают, что производство кормовых микроорганизмов нужно увеличивать, вовлекая новые виды сырья. Научная база для этого имеется. Например, в институте проведены широкие исследования по выращиванию микроорганизмов на низших спиртах и природном газе. В частности, прошел опытно-промышленные испытания процесс производства кормовых дрожжей на этиловом спирте, а получаемый продукт — «эприн» (этанольный протеин)— после завершения медико-биологических исследований и вете-ринарно-зоотехнических испытаний получил высокую оценку. Благодаря безвредности и высокой биологической ценности эприн целесообразно использовать при получении заменителя цельного молока, без которого не вырастить телят. напоминает цилиндр с небольшой выемкой примерно посередине. Выемка и есть активный центр. Она представляет собой перемычку между двумя массивными частями фермента. В этот своеобразный желобок и укладывается цепочка полисахарида, входящая в состав стенок клеток бактерий. Падает нож ферментной гильотины — и бактерия погибает. Первую рестриктазу советские ученые открыли в штамме кишечной палочки — постоянного спутника человека. Ген, контролирующий производство этого фермента, оказался локализованным в плазмидах — маленьких автономных кольцах ДНК, существующих в клетке наряду с основной ДНК. Ими бактериальные клетки охотно обмениваются. Они содержат ряд генов, повышающих устойчивость биосистемы к тем или иным помехам. Плазмиды при размножении не разрушают место своего обитания — клетку-хозяйку. «Такая особенность,— констатирует академик А. А. Баев,— в кор ПААЗМИДА не отличает плазмиду от вируса. Если вирус — алчный хищник, уничтожающий клетку, в которую проник, то плаз-мида, образно говоря, напоминает домашнее животное. У бактерии может быть одна плазмида или несколько, а может и не быть вовсе. При благоприятных внешних условиях присутствие или отсутствие плазмид не влияет на «самочувствие» клетки. Но как только условия меняются и клетка попадает во враждебную ей среду (скажем, сталкивается с пенициллином), плазмиды, словно верные собаки, бросаются на защиту хозяина. Они начинают вырабатывать специальный фермент пеницилли-назу, который разрушает врага, позволяет бактерии выжить. Союз, по всей видимости, взаимовыгодный...» Однако мало разрезать нити ДНК с Искусственные мутанты бактерий получают с помощью рекомбинантных ДНК. Берут модифицированный в лабораторных условиях штамм кишечной палочки, помещают этот одноклеточный организм в пробирку с очищающим раствором. Там внешняя мембрана клетки растворяется, и ДНК оказывается в свободном состоянии. Основная часть ДНК кишечной палочки находится в хромосоме бактерии в виде длинной цепочки, содержащей тысячи генов. Остальная ДНК содержится в крохотных кольцевидных телах, называемых плаз- ПРЕПАРИРОВАННАЯ БАКТЕРИЯ Е. COLi помощью рестриктаз, надо еще научиться «вклеивать» гены в чужие для них молекулы ДНК. «Клеем» послужил фермент ДНК-лигаза, который естественным образом залечивает разрыв при повреждении молекулы ДНК, восстанавливая ее первоначальное состояние. Он помогает надежно соединить в предсказуемых точках разрезанные куски ДНК. Имея на вооружении набор рестриктаз и лигаз, можно уверенно приступать к «перетасовке» генов. Разрежем ДНК на избранные «записи». Чтобы при склейке эти записи соединились не как попало, а составили связный текст,— применяем лигазу. Воздействуя сначала на выделенную ДНК соответствующими рестриктазами, а затем добавляя лига-зы, можно создать в пробирке любые мидами. В каждой из плазмид имеется всего по нескольку генов, поэтому с ними легче работать. Плазмиды оказались очень удобной «повозкой» при рекомбинирова-нии молекул. В центрифуге легкие плазмиды отделяются от более массивной хромосомной ДНК. Затем их помещают в раствор с нужной рестриктазой, которая расщепляет цепочку ДНК в определенном месте и образует в местах расщепления липкие концы. Получившиеся открытые или разрезанные плазмиды помещают в раствор вместе с генами, которые вырезаны другими рестриктазами из ДНК растения, животного, бактерии или вируса. В раствор добавляют еще один фермент — ДНК-ли-газу, который приклеивает чужеродный ген к открытому липкому концу плазмиды. Получаются новые кольца ДНК — «химерные плазмиды», в которых содержатся компоненты генетического аппарата более чем одного живого организма. Их называют «химерными» (в память химеры — мифологического чудовища). Химерные плазмиды помещают в холодный раствор хлористого кальция вместе с клетками обычной кишечной палочки. Если раствор быстро нагреть, то мембраны бактерии теряют свою непроницаемость, химерные плазмиды проникают внутрь их и становятся частью их генетической структуры. И при делении бактерии получаются две точные копии материнской клетки — с новыми плазмидами, генами, последовательностью ДНК и хромосомами. Так конструируют живые организмы. ДЕЛЕНИЕ С АНК НОВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 13 |
