30.18. Экспрессия клонированных генов усиливается с помощью промотора

Для транскрипции многих генов и последующей трансляции их мРНК с образованием соответствующих белков необходимо участие промотора и оператора, которые указывают место, в котором РНК-полимераза связывается и начинает транскрипцию (разд. 29.27); в противном случае нельзя ожидать, что встроенный в реципиентную клетку чужеродный ген обязательно будет транскрибироваться и транслироваться. Чтобы обеспечить транскрипцию встроенного гена, часто приходится помещать этот ген в участок ДНК плазмиды или фага X, расположенный следом за промотор-операторной областью. Например, ген можно встроить в участок ДНК Е. coli, содержащий lac-оперон, так, чтобы этот ген следовал за промотор-операторной областью этого оперона (разд. 29-27). Если поместить клетки Е. coli, несущие такую рекомбинантную ДНК, в среду с лактозой, но без глюкозы, то встроенный ген будет транскрибироваться и транслироваться вместе с участком ДНК lac-оперона, расположенным между оператором и встроенным геном.

Этот подход был использован при клонировании гена сомотостатина - пептидного гормона (14 аминокислотных остатков) из гипоталамуса, регулирующего секрецию инсулина, глюкагона и гормона роста. Ген соматостатина был в этом случае синтезирован химически и присоединен к концу гена Р-галактози-дазы. Два связанных между собой гена были встроены в плазмиду Е. coli, и полученная рекомбинантная плазмида была введена в клетки Е. coli. В результате такие клетки синтезировали большие количества гибридного белка, состоящего из ковалентно соединенных друг с другом -галактозидазы и соматостатина. Такая молекула, представляющая собой гибрид собственного белка Е. coli и белка позвоночного организма, называется химерным белком. Гибрид Р-галактозидазы и соматостатина расщепляли по пептидной связи, соединяющей два белка, что приводило к освобождению обладающего биологической активностью соматостатина.