Геном
Гено́м — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК, однако некоторые вирусы имеют геномы из РНК.
Доставка генов
Для повышения эффективности доставки генов в клетки предложено использовать вирусные векторы (аденовирусные, лентивирусные и др.), и невирусные векторы (липосомы, дендримеры, ДНК-липидные комплексы и др.). Адресная доставка определяется наличием на поверхности векторов специальных молекул, узнаваемых рецепторами на клетках-мишенях. Такими молекулами могут быть белки вирусного капсида, узнаваемые рецепторами клеточной мембраны, антитела к поверхностным клеточным антигенам, встроенные в мембрану липосом, молекулы фолиевой кислоты, которые усиленно захватываются опухолевыми клетками. ДНК терапевтических генов может непосредственно входить в цитоплазму клетки, например, при слиянии липосомы с цитоплазматической мембраной. По другому сценарию клеточная мембрана в месте прикрепления вектора втягивается (инвагинируется) и отшнуровывается в цитоплазму, образуя мембранный пузырек (эндосому). Эндосомы затем сливаются с другими везикулами, однако с помощью некоторых физико-химических приемов удается высвободить вносимые гены непосредственно в цитоплазму. В ядро эти гены попадают при делении клеток, когда исчезает и вновь формируется ядерная мембрана, и часть внесенной ДНК оказывается в ядре. У лентивирусных векторов имеется специальный белок, помогающий импортировать РНК-геном вируса и встроенный в него терапевтический ген в ядро через ядерные поры. Благодаря этому свойству, лентивирусные векторы способны вносить гены в ядра неделящихся или редкоделящихся клеток, таких, как нейроны, клетки сердечной мышцы, стволовые клетки. Попадание гена в ядро необходимо для того, чтобы он встроился в геном клетки и начал функционировать, как его часть. В случае лентивирусного РНК-генома он вначале превращается в ДНК-геном с помощью вирусных и ядерных ферментов. Гены, которые не встраиваются в геном, все равно должны попасть в ядро, потому что там находятся ферментные системы синтеза и процессирования мРНК, с которой затем в цитоплазме будет синтезироваться требуемый белок.