Σωλήνες

Παρουσιάσεις για την αναπαραγωγή μυκήτων μικροοργανισμών ζωικών φυτών. Παρουσίαση για τη βιολογία με θέμα "Επιλογή μικροοργανισμών. Βιοτεχνολογία" (βαθμός 11)

ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΠΟΧΗ ΤΗΣ ΣΤΡ

Εισαγωγή
Τρέχουσα κατάσταση της βιοτεχνολογίας
Η βιοτεχνολογία και ο ρόλος της στις πρακτικές ανθρώπινες δραστηριότητες
Βιοτεχνολογία στη φυτική παραγωγή

Μέθοδος ιστοκαλλιέργειας

Κλωνοποίηση

Νέες ανακαλύψεις στον τομέα της ιατρικής

Γενετική μηχανική

Διαγονιδιακά προϊόντα: υπέρ και κατά
Γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα

Συνέπειες της ανάπτυξης της βιοτεχνολογίας στην εποχή της επιστημονικής και τεχνολογικής επανάστασης

Εισαγωγή

Βιοτεχνολογία είναι η βιομηχανική χρήση βιολογικών διεργασιών και συστημάτων που βασίζονται στην καλλιέργεια πολύ αποτελεσματικών μορφών μικροοργανισμών, καλλιέργειες κυττάρων και ιστών φυτών και ζώων με ιδιότητες απαραίτητες για τον άνθρωπο. Ορισμένες βιοτεχνολογικές διεργασίες (ψήσιμο, οινοποίηση) είναι γνωστές από την αρχαιότητα. Όμως η βιοτεχνολογία πέτυχε τη μεγαλύτερη επιτυχία της στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα και γίνεται όλο και πιο σημαντική για τον ανθρώπινο πολιτισμό.

Τρέχουσα κατάσταση της βιοτεχνολογίας

Από την αρχαιότητα, οι μεμονωμένες βιοτεχνολογικές διαδικασίες είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούνται σε τομείς πρακτικής ανθρώπινης δραστηριότητας. Αυτά περιλαμβάνουν το ψήσιμο, την οινοποίηση, τη ζυθοποιία, την παρασκευή γαλακτοκομικών προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση, κ.λπ. Οι πρόγονοί μας δεν είχαν ιδέα για την ουσία των διεργασιών που διέπουν τέτοιες τεχνολογίες, αλλά κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών, χρησιμοποιώντας δοκιμή και λάθος, τις βελτίωσαν. Η βιολογική ουσία αυτών των διεργασιών αποκαλύφθηκε μόλις τον 19ο αιώνα. χάρη στις επιστημονικές ανακαλύψεις του Λ. Παστέρ. Το έργο του χρησίμευσε ως βάση για την ανάπτυξη της παραγωγής χρησιμοποιώντας διάφορους τύπους μικροοργανισμών. Στο πρώτο μισό του 20ου αιώνα. μικροβιολογικές διεργασίες άρχισαν να χρησιμοποιούνται για τη βιομηχανική παραγωγή ακετόνης και βουτανόλης, αντιβιοτικών, οργανικών οξέων, βιταμινών και πρωτεΐνης ζωοτροφών.
Προόδους που σημειώθηκαν στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα. στον τομέα της κυτταρολογίας, της βιοχημείας, της μοριακής βιολογίας και της γενετικής, δημιούργησαν τις προϋποθέσεις για τον έλεγχο των στοιχειωδών μηχανισμών της κυτταρικής ζωής, που συνέβαλαν στην ταχεία ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας. Χάρη στην επιλογή των εξαιρετικά παραγωγικών στελεχών μικροοργανισμών, η αποτελεσματικότητα των βιοτεχνολογικών διεργασιών έχει αυξηθεί δεκάδες και εκατοντάδες φορές.

Η βιοτεχνολογία και ο ρόλος της στις πρακτικές ανθρώπινες δραστηριότητες

Η ιδιαιτερότητα της βιοτεχνολογίας είναι ότι συνδυάζει τα πιο προηγμένα επιτεύγματα της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου με τη συσσωρευμένη εμπειρία του παρελθόντος, που εκφράζεται στη χρήση φυσικών πηγών για τη δημιουργία προϊόντων χρήσιμων για τον άνθρωπο. Οποιαδήποτε βιοτεχνολογική διαδικασία περιλαμβάνει μια σειρά από στάδια: προετοιμασία του αντικειμένου, καλλιέργειά του, απομόνωση, καθαρισμό, τροποποίηση και χρήση των προϊόντων που προκύπτουν. Η πολυβάθμια και πολυπλοκότητα της διαδικασίας απαιτεί τη συμμετοχή ποικίλων ειδικών στην εφαρμογή της: γενετιστές και μοριακούς βιολόγους, κυτταρολόγους, βιοχημικούς, ιολόγους, μικροβιολόγους και φυσιολόγους, μηχανικούς διεργασιών και σχεδιαστές βιοτεχνολογικού εξοπλισμού.

Βιοτεχνολογία στη φυτική παραγωγή

Μέθοδος ιστοκαλλιέργειας

Βιοτεχνολογία στην κτηνοτροφία

Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τους γαιοσκώληκες ως πηγή ζωικής πρωτεΐνης για την εξισορρόπηση της διατροφής των ζώων, πτηνών, ψαριών, γουνοφόρων ζώων, καθώς και συμπλήρωμα πρωτεΐνης με θεραπευτικές και προφυλακτικές ιδιότητες.
Για να αυξηθεί η παραγωγικότητα των ζώων, απαιτείται πλήρης τροφή. Η μικροβιολογική βιομηχανία παράγει πρωτεΐνη ζωοτροφών με βάση διάφορους μικροοργανισμούς - βακτήρια, μύκητες, μαγιά, φύκια. Όπως έχουν δείξει βιομηχανικές δοκιμές, η πλούσια σε πρωτεΐνες βιομάζα μονοκύτταρων οργανισμών απορροφάται με υψηλή απόδοση από τα ζώα εκτροφής. Έτσι, 1 τόνος μαγιάς τροφής σάς επιτρέπει να εξοικονομήσετε 5-7 τόνους σιτηρών. Αυτό είναι σημαντικό επειδή το 80% της παγκόσμιας γεωργικής γης αφιερώνεται στην παραγωγή ζωοτροφών και πουλερικών.

Κλωνοποίηση

Η κλωνοποίηση του προβάτου Dolly το 1996 από τον Ian Wilmut και τους συναδέλφους του στο Roslin Institute στο Εδιμβούργο προκάλεσε σάλο σε όλο τον κόσμο. Η Ντόλι συνελήφθη από τον μαστικό αδένα ενός προβάτου που είχε από καιρό πεθάνει και τα κύτταρα του ήταν αποθηκευμένα σε υγρό άζωτο. Η τεχνική με την οποία δημιουργήθηκε η Ντόλι είναι γνωστή ως πυρηνική μεταφορά, που σημαίνει ότι αφαιρείται ο πυρήνας ενός μη γονιμοποιημένου ωαρίου και στη θέση του τοποθετείται ένας πυρήνας από ένα σωματικό κύτταρο. Από τα 277 αυγά που μεταμοσχεύθηκαν πυρηνικά, μόνο ένα εξελίχθηκε σε σχετικά υγιές ζώο. Αυτή η μέθοδος αναπαραγωγής είναι «ασεξουαλική» γιατί δεν απαιτεί ένα από κάθε φύλο για να δημιουργήσει ένα παιδί. Η επιτυχία του Wilmut έγινε διεθνής αίσθηση.
Τον Δεκέμβριο του 1998, έγινε γνωστό για επιτυχημένες προσπάθειες κλωνοποίησης βοοειδών, όταν οι Ιάπωνες I. Kato, T. Tani et al. κατάφερε να αποκτήσει 8 υγιείς μόσχους μετά τη μεταφορά 10 ανακατασκευασμένων εμβρύων στη μήτρα των αγελάδων-λήπτες.

Διαφάνεια Νο. 10

Νέες ανακαλύψεις
στον τομέα της ιατρικής Οι επιτυχίες της βιοτεχνολογίας χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα ευρέως στην ιατρική. Επί του παρόντος, τα αντιβιοτικά, τα ένζυμα, τα αμινοξέα και οι ορμόνες παράγονται χρησιμοποιώντας βιοσύνθεση.
Για παράδειγμα, οι ορμόνες λαμβάνονταν συνήθως από όργανα και ιστούς ζώων. Ακόμη και για να ληφθεί μια μικρή ποσότητα ενός φαρμακευτικού φαρμάκου, απαιτούνταν πολλά αρχικά υλικά. Κατά συνέπεια, ήταν δύσκολο να ληφθεί η απαιτούμενη ποσότητα του φαρμάκου και ήταν πολύ ακριβό.
Έτσι, η ινσουλίνη, μια ορμόνη του παγκρέατος, είναι η κύρια θεραπεία για τον σακχαρώδη διαβήτη. Αυτή η ορμόνη πρέπει να χορηγείται συνεχώς στους ασθενείς. Η παραγωγή του από το πάγκρεας ενός χοίρου ή βοοειδών είναι δύσκολη και ακριβή. Επιπλέον, τα μόρια ζωικής ινσουλίνης διαφέρουν από τα μόρια ανθρώπινης ινσουλίνης, τα οποία συχνά προκαλούσαν αλλεργικές αντιδράσεις, ειδικά στα παιδιά. Επί του παρόντος, η βιοχημική παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης έχει καθιερωθεί. Λήφθηκε ένα γονίδιο που συνθέτει ινσουλίνη. Χρησιμοποιώντας γενετική μηχανική, αυτό το γονίδιο εισήχθη σε ένα βακτηριακό κύτταρο, το οποίο ως αποτέλεσμα απέκτησε την ικανότητα να συνθέτει ανθρώπινη ινσουλίνη.
Εκτός από τη λήψη θεραπευτικών παραγόντων, η βιοτεχνολογία επιτρέπει την έγκαιρη διάγνωση μολυσματικών ασθενειών και κακοήθων νεοπλασμάτων με βάση τη χρήση παρασκευασμάτων αντιγόνων και δειγμάτων DNA/RNA.
Με τη βοήθεια νέων σκευασμάτων εμβολίων είναι δυνατή η πρόληψη μολυσματικών ασθενειών.

Διαφάνεια Νο. 11

Μέθοδος βλαστοκυττάρων: θεραπεύει ή ακρωτηριάζει;

Ιάπωνες επιστήμονες με επικεφαλής τον καθηγητή Shinya Yamanaka από το Πανεπιστήμιο του Κιότο απομόνωσαν για πρώτη φορά βλαστοκύτταρα από ανθρώπινο δέρμα, έχοντας προηγουμένως εισαγάγει ένα σύνολο ορισμένων γονιδίων σε αυτά. Κατά τη γνώμη τους, αυτό μπορεί να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στην κλωνοποίηση και θα επιτρέψει τη δημιουργία φαρμάκων συγκρίσιμων με αυτά που λαμβάνονται από την κλωνοποίηση ανθρώπινων εμβρύων. Αμερικανοί επιστήμονες έλαβαν σχεδόν ταυτόχρονα παρόμοια αποτελέσματα. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι σε λίγους μήνες θα είναι δυνατή η πλήρης εγκατάλειψη της κλωνοποίησης εμβρύων και η αποκατάσταση της λειτουργικότητας του σώματος χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα που λαμβάνονται από το δέρμα του ασθενούς.
Πρώτον, οι ειδικοί θα πρέπει να βεβαιωθούν ότι τα επιτραπέζια κύτταρα «δέρματος» είναι στην πραγματικότητα τόσο πολυλειτουργικά όσο φαίνονται, ότι μπορούν να εμφυτευθούν σε διάφορα όργανα χωρίς φόβο για την υγεία του ασθενούς και ότι θα λειτουργήσουν. Η κύρια ανησυχία είναι ότι τέτοια κύτταρα αποτελούν κίνδυνο για την ανάπτυξη καρκίνου. Γιατί ο κύριος κίνδυνος των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων είναι ότι είναι γενετικά ασταθή και έχουν την ικανότητα να εξελιχθούν σε κάποιους όγκους μετά τη μεταμόσχευση στο σώμα.

Διαφάνεια Νο. 12

Γενετική μηχανική

Οι τεχνικές γενετικής μηχανικής καθιστούν δυνατή την απομόνωση του απαραίτητου γονιδίου και την εισαγωγή του σε ένα νέο γενετικό περιβάλλον προκειμένου να δημιουργηθεί ένας οργανισμός με νέα, προκαθορισμένα χαρακτηριστικά.
Οι μέθοδοι γενετικής μηχανικής παραμένουν πολύ περίπλοκες και δαπανηρές. Αλλά ήδη τώρα, με τη βοήθειά τους, η βιομηχανία παράγει τόσο σημαντικά φάρμακα όπως η ιντερφερόνη, οι αυξητικές ορμόνες, η ινσουλίνη κ.λπ.
Η επιλογή μικροοργανισμών είναι ο πιο σημαντικός τομέας στη βιοτεχνολογία.
Η ανάπτυξη της βιονικής καθιστά δυνατή την αποτελεσματική εφαρμογή βιολογικών μεθόδων για την επίλυση προβλημάτων μηχανικής και τη χρήση της εμπειρίας της ζωντανής φύσης σε διάφορους τομείς της τεχνολογίας.

Διαφάνεια Νο. 13

Διαγονιδιακά προϊόντα:
πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Αρκετές δεκάδες βρώσιμα διαγονιδιακά φυτά έχουν ήδη καταγραφεί σε όλο τον κόσμο. Πρόκειται για ποικιλίες σόγιας, ρυζιού και ζαχαρότευτλων που είναι ανθεκτικές στα ζιζανιοκτόνα. καλαμπόκι ανθεκτικό σε ζιζανιοκτόνα και παράσιτα. πατάτες ανθεκτικές στο σκαθάρι της πατάτας του Κολοράντο. κολοκυθάκια, σχεδόν χωρίς σπόρους? ντομάτες, μπανάνες και πεπόνια με παρατεταμένη διάρκεια ζωής. ελαιοκράμβη και σόγια με τροποποιημένη σύνθεση λιπαρών οξέων. ρύζι με υψηλή περιεκτικότητα σε βιταμίνη Α.
Γενετικά τροποποιημένες πηγές μπορούν να βρεθούν σε λουκάνικα, φρανκφούρτες, κονσέρβες κρέατος, ζυμαρικά, τυριά, γιαούρτια, παιδικές τροφές, δημητριακά, σοκολάτα και καραμέλες παγωτού.

Διαφάνεια Νο. 14

Γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα

Κατάλογος προϊόντων που ενδέχεται να περιέχουν γενετικά τροποποιημένα προϊόντα: Ριβοφλαβίνες E 101, E 101A, καραμέλα E 150, ξανθάνη E 415, λεκιθίνη E 322, E 153, E160d, E 161c, E 308q, E 471, E 473, E 472f 475, E 476b, E 477, E 479a, E 570, E 572, E 573, E 620, E 621, E 622, E 623, E 623, E 624, E 625.
Γενετικά τροποποιημένα προϊόντα: σοκολάτα Fruit Nut, Kit-kat, Milky Way, Twix; ποτά: Nesquik, Coca-Cola, Sprite, Pepsi, τσιπς Pringles, γιαούρτι Danon.
Τα γενετικά τροποποιημένα προϊόντα παράγονται από τις ακόλουθες εταιρείες: Novartis, Monsanto - το νέο όνομα της εταιρείας Pharmacia, η οποία περιλαμβάνει την Coca-Cola, καθώς και τα εστιατόρια Nestle, Danone, Hentz, Hipp, Uniliver ( Uniliver), United Biscuits, McDonald's.
Δεν έχει καταγραφεί ούτε ένα γεγονός στον κόσμο ότι ένα διαγονιδιακό φυτό έχει προκαλέσει βλάβη στον άνθρωπο. Αλλά δεν πρέπει να αφήσετε την επιφυλακή σας κάτω. Δεν έχει ακόμη καθοριστεί εάν αυτά τα φυτά θα επηρεάσουν τους απογόνους ή θα μολύνουν το περιβάλλον.

Διαφάνεια Νο. 15

Προοπτικές για την ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας

Η μέθοδος του αγενούς πολλαπλασιασμού των γεωργικών φυτών με καλλιέργεια ιστών χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε βιομηχανική βάση. Επιτρέπει όχι μόνο τον γρήγορο πολλαπλασιασμό νέων πολλά υποσχόμενων φυτικών ποικιλιών, αλλά και τη λήψη φυτευτικού υλικού χωρίς ιούς.
Η βιοτεχνολογία καθιστά δυνατή την απόκτηση φιλικών προς το περιβάλλον καυσίμων μέσω της βιοεπεξεργασίας βιομηχανικών και γεωργικών αποβλήτων. Για παράδειγμα, έχουν δημιουργηθεί εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν βακτήρια για την επεξεργασία κοπριάς και άλλων οργανικών αποβλήτων. Από 1 τόνο κοπριάς λαμβάνονται έως και 500 m3 βιοαερίου, που ισοδυναμούν με 350 λίτρα βενζίνης, ενώ βελτιώνεται η ποιότητα της κοπριάς ως λίπασμα.
Οι βιοτεχνολογικές εξελίξεις χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην εξόρυξη και την επεξεργασία ορυκτών.

SGBOU PA

«Ιατρικό Κολλέγιο Σεβαστούπολης

πήρε το όνομά του από την Zhenya Deryugina"

Επιλογή μικροοργανισμών. Βιοτεχνολογία

Δάσκαλος Smirnova Z. M.

Επιλογή μικροοργανισμών

Επιλογή μικροοργανισμών (βακτήρια, γαλαζοπράσινα φύκια και μύκητες) πραγματοποιείται με σκοπό τη λήψη παραγωγικών στελεχών και τη μετέπειτα χρήση τους στη βιομηχανία, τη γεωργία και την ιατρική.

Ενταση- πληθυσμός μικροοργανισμών που χαρακτηρίζεται από παρόμοια κληρονομικά χαρακτηριστικά και ορισμένα χαρακτηριστικά, που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα τεχνητής επιλογής.

Μέθοδοι επιλογής μικροοργανισμών

Τεχνητός

Αποκαλυπτικός

επιλογή:

παραγωγικός

με ρυθμό ανάπτυξης·
από την παραγωγικότητα?
κατά χρώμα κ.λπ.

ένταση

Προκλήθηκε

(τεχνητός)

μεταλλαξιογένεση

Χαρακτηριστικά των μικροοργανισμών

Το βακτηριακό γονιδίωμα είναι απλοειδές.

Η γενετική συσκευή των βακτηρίων αντιπροσωπεύεται από ένα

χρωμόσωμα (1n) - ένα γιγαντιαίο κυκλικό μόριο DNA και μικρά κυκλικά μόρια DNA - πλασμίδια.

Ο πολύ υψηλός ρυθμός αναπαραγωγής διασφαλίζει ότι υπάρχει απεριόριστη ποσότητα υλικού για εργασία.

Πλασμίδια

Νουκλεοειδές με γονιδοφόρο

Μικροβιολογική σύνθεση

Η μικροβιολογική σύνθεση είναι μια βιομηχανική μέθοδος για τη λήψη χημικών ενώσεων και προϊόντων (για παράδειγμα, πρωτεΐνες, αντιβιοτικά, βιταμίνες), που πραγματοποιείται λόγω της ζωτικής δραστηριότητας των μικροβιακών κυττάρων.

Οι μικροοργανισμοί χρησιμεύουν ως σημαντική πηγή πρωτεΐνης, την οποία συνθέτουν 10-100 χιλιάδες φορές πιο γρήγορα από τα ζώα.

Έτσι, μια αγελάδα 400 κιλών παράγει 400 γραμμάρια πρωτεΐνης την ημέρα και 400 κιλά βακτηρίων παράγουν 40 χιλιάδες τόνους.

Αποτελέσματα επιλογής

μικροοργανισμών

Αποτελέσματα επιλογής

μικροοργανισμών

Η παραγωγικότητα των στελεχών του μύκητα πενικιλίου έχει αυξηθεί

1000 φορές.

Με τη χρήση μικροβιολογικής σύνθεσης λαμβάνονται αντιβιοτικά, αμινοξέα, πρωτεΐνες, ορμόνες, ένζυμα, βιταμίνες και πολλά άλλα.
Χρησιμοποιούνται προϊόντα μικροβιολογικής βιομηχανίας

στο ψήσιμο, τη ζυθοποιία, την οινοποίηση, τη μαγειρική πολλά γαλακτοκομικά προϊόντα.

Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται για τη βιολογική επεξεργασία των λυμάτων και τη βελτίωση της ποιότητας του εδάφους.
Έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι για τη λήψη μαγγανίου, χαλκού, χρωμίου κατά την ανάπτυξη χωματερών παλαιών ορυχείων με χρήση βακτηρίων, όπου οι συμβατικές μέθοδοι εξόρυξης δεν είναι οικονομικά βιώσιμες.

Βιοτεχνολογία

Η βιοτεχνολογία είναι η παραγωγή ανθρώπινων προϊόντων και υλικών με τη χρήση ζωντανών οργανισμών, καλλιεργημένων κυττάρων και βιολογικών διεργασιών.

Μέθοδοι βιοτεχνολογίας

Χρωμοσωμική μηχανική

Κυτταρική μηχανική

Γενετική μηχανική

Μικροβιολογική σύνθεση

(επιλογή

μικροοργανισμοί)

Η ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας συνδέεται με την επίλυση προβλημάτων παροχής στον πληθυσμό τροφίμων, ορυκτών πόρων και ενέργειας (βιοαέριο), την προστασία του περιβάλλοντος (βιολογικός καθαρισμός του νερού) κ.λπ.

Βιοτεχνολογία

Αντικείμενα βιοτεχνολογίας:

ιοί,
βακτήρια,

μανιτάρια,
κύτταρα και ιστούς φυτών, ζώων και ανθρώπων.

Καλλιεργούνται σε θρεπτικά μέσα σε βιοαντιδραστήρες-ζυμωτές.

Γενετική μηχανική

Η γενετική μηχανική είναι ένα σύνολο τεχνικών που σας επιτρέπει να απομονώσετε το επιθυμητό γονίδιο από το γονιδίωμα ενός οργανισμού και να το εισαγάγετε

στο γονιδίωμα ενός άλλου οργανισμού.

Δύο κατευθύνσεις υλοποιούνται με επιτυχία:

Μεταμόσχευση φυσικών γονιδίων στο DNA βακτηρίων ή μυκήτων.

Ενσωμάτωση τεχνητά δημιουργημένων γονιδίων που μεταφέρουν συγκεκριμένες πληροφορίες σε πλασμίδια.

Επί του παρόντος, τα κύρια αντικείμενα της βιοτεχνολογίας είναι οι προκαρυώτες.

Γενετική μηχανική

Τα φυτά και τα ζώα στο γονιδίωμα των οποίων εισάγονται «ξένα» γονίδια ονομάζονται διαγονιδιακά,

βακτήρια και μύκητες – μετασχηματίζονται ,

Η μεταγωγή είναι η μεταφορά ενός γονιδίου από ένα βακτήριο σε άλλο χρησιμοποιώντας βακτηριοφάγους.

Κλασικός στόχος της γενετικής μηχανικής είναι το Escherichia coli.

Γενετική μηχανική

Η διαδικασία δημιουργίας μετασχηματισμένων βακτηρίων περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:

Περιορισμός – «κόψιμο» των απαραίτητων γονιδίων. Διεξήχθη από

χρησιμοποιώντας ειδικό «γενετικό ψαλίδι», ένζυμα –

ένζυμο περιορισμού.

2. Δημιουργία διανυσμάτων– ένα ειδικό γενετικό κατασκεύασμα στο οποίο το επιδιωκόμενο γονίδιο θα εισαχθεί στο γονιδίωμα ενός άλλου κυττάρου.

Το γονίδιο «ράβεται» σε έναν φορέα – ένα πλασμίδιο, με τη βοήθεια του οποίου το γονίδιο εισάγεται στο βακτήριο. Η "σύνδεση" πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια άλλη ομάδα ενζύμων - λιγάσες.

3. Μεταμόρφωση – εισαγωγή του φορέα στο βακτήριο.

4. Διαλογή – επιλογή των βακτηρίων εκείνων στα οποία τα εισαγόμενα γονίδια λειτουργούν με επιτυχία.

5. Κλωνοποίηση μετασχηματισμένα βακτήρια.

Η διαδικασία δημιουργίας μετασχηματισμένων βακτηρίων

Τεχνητός εκκινητής DNA για τη σύνθεση συμπληρωματικού DNA (cDNA)

Απομόνωση mRNA

Κύτταρα που παράγουν την απαιτούμενη πρωτεΐνη

mRNA

Περιορισμός

Παραγωγή μικτών γενών

σύνθεση cDNA

Υβρίδιο DNA-RNA

Μονόκλωνο cDNA

Αφαίρεση RNA

Σύνθεση cDNA δεύτερου κλώνου

Εξωχρωμοσωμικό DNA (πλασμίδιο)

Κοπή πλασμιδίου

Δικλωνικό cDNA – γονίδιο για την απαιτούμενη πρωτεΐνη

Διασταυρούμενη σύνδεση με DNA λιγάση

Βακτήρια

Κλωνοποίηση

Αποικίες βακτηρίων

Ανασυνδυασμένο πλασμίδιο

Ενσωμάτωση

σε ένα βακτήριο

Επιλέγοντας τα απαιτούμενα

σκίουρος

Μεταμόρφωση

(διάνυσμα)

Η διαδικασία δημιουργίας μετασχηματισμένων βακτηρίων:

Από ευκαρυωτικά κύτταρα, για παράδειγμα, ανθρώπινα παγκρεατικά κύτταρα, απομονώνεται το προϊόν mRNA του επιθυμητού γονιδίου και, χρησιμοποιώντας το ένζυμο ανάστροφη μεταγραφάση (ρεβερτάση) - ένα ένζυμο που βρίσκεται σε ιούς που περιέχουν RNA, συντίθεται μια αλυσίδα DNA συμπληρωματική σε αυτό.

Σχηματίζεται ένα υβριδικό μόριο DNA-RNA.
Το mRNA αφαιρείται με υδρόλυση.
Ο υπόλοιπος κλώνος DNA αντιγράφεται χρησιμοποιώντας πολυμεράση DNA.
Η προκύπτουσα διπλή έλικα DNA αποτελείται μόνο από μεταγραφή μέρη του γονιδίου και δεν περιέχει εσώνια. Ονομάζεται συμπληρωματικό DNA (cDNA)
Δημιουργία φορέα - γενετικό κατασκεύασμα που περιέχει το στοχευόμενο γονίδιο θα εισαχθεί στο γονιδίωμα ενός άλλου κυττάρου. Η βάση για που δημιουργούν τον φορέα είναι πλασμίδια.

Το γονίδιο εισάγεται σε ένα πλασμίδιο χρησιμοποιώντας ένζυμα που ονομάζονται λιγάσες.
Μετασχηματισμός είναι η εισαγωγή ενός φορέα (πλασμιδίου) σε ένα βακτήριο.
Τα βακτηριακά κύτταρα αποκτούν την ικανότητα να συνθέτουν πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από το επιθυμητό γονίδιο.

Επιτεύγματα γενετικής μηχανικής

Περισσότερα από 350 φάρμακα και εμβόλια αναπτύχθηκαν χρησιμοποιώντας

βιοτεχνολογίες, χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, για παράδειγμα:

- σωματοτροπίνη – αυξητική ορμόνη, που χρησιμοποιείται στη θεραπεία του νανισμού.

- Η ινσουλίνη είναι μια παγκρεατική ορμόνη που χρησιμοποιείται για θεραπεία

σακχαρώδης διαβήτης;

- Η ιντερφερόνη είναι ένα αντιικό φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία

ορισμένες μορφές καρκίνου?

Δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών. Ο ηγέτης μεταξύ των ΓΤΟ φυτών είναι η σόγια - μια φθηνή πηγή λαδιού και πρωτεΐνης.

- το γονίδιο δέσμευσης αζώτου μεταφέρθηκε στον γονότυπο των πολύτιμων γεωργικών φυτών.

Παραγωγή διαγονιδιακών φυτών με το γονίδιο bt που φέρει αντίσταση στα έντομα

Το βακτήριο Bacillus thuringiensis παράγει ενδοτοξίνη, η οποία είναι τοξική για τα έντομα και αβλαβής για τα θηλαστικά.

Αυτό απομονώθηκε από ένα βακτήριο

γονίδιο και το εισήγαγε σε ένα πλασμίδιο βακτήρια του εδάφους Agrobacterium tumefaciens.

Αυτό το βακτήριο ήταν μολυσμένο φυτικό ιστό,

καλλιεργείται σε θρεπτικά

περιβάλλον.

Διαγονιδιακά φυτά που δημιουργούνται με χρήση αγροβακτηρίων

Δικοτυλήδονα φυτά:

νυχτολούλουδα (πατάτες, ντομάτες), όσπρια (σόγια), σταυρανθή

(λάχανο, ραπανάκια, ελαιοκράμβη) κ.λπ.

Μονοκοτάκια:

σιτηρά,

μπανάνα

Το πρώτο διαγονιδιακό προϊόν (ντομάτες) εισήλθε στην αγορά το 1994.

Σήμερα, περισσότερες από 150 ποικιλίες γενετικά τροποποιημένων φυτών έχουν εγκριθεί στον κόσμο

στη βιομηχανική παραγωγή.

Αποτελέσματα γενετικής τροποποίησης:

Αντοχή στα ζιζανιοκτόνα;
Αντοχή σε ασθένειες και παράσιτα.
Αλλαγές στη μορφολογία των φυτών.
Αλλαγές στο μέγεθος, το σχήμα και τον αριθμό των φρούτων.
Αύξηση της αποτελεσματικότητας της φωτοσύνθεσης.
Αντοχή σε κλιματικούς παράγοντες και αλατότητα του εδάφους.

Χρωμοσωμική μηχανική

Η μηχανική των χρωμοσωμάτων είναι ένα σύνολο τεχνικών που επιτρέπουν τον χειρισμό των χρωμοσωμάτων.

Μια ομάδα μεθόδων βασίζεται στην εισαγωγή στον γονότυπο ενός φυτικού οργανισμού ενός ζεύγους ξένων ομόλογων χρωμοσωμάτων, τα οποία ελέγχουν την ανάπτυξη των επιθυμητών χαρακτηριστικών ( επαυξημένες γραμμές ),

ή αντικατάσταση ενός ζεύγους ομόλογων χρωμοσωμάτων με ένα άλλο ( αντικαταστάθηκαν γραμμές ).

Στις υποκατεστημένες και συμπληρωμένες γραμμές που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο, συλλέγονται χαρακτηριστικά που φέρνουν τα φυτά πιο κοντά στην «ιδανική ποικιλία».

Χρωμοσωμική μηχανική.

Απλοειδής μέθοδος

βασίζεται στην καλλιέργεια απλοειδών φυτών με επακόλουθο διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων.

Για παράδειγμα, απλοειδή φυτά που περιέχουν 10 χρωμοσώματα αναπτύσσονται από κόκκους γύρης καλαμποκιού ( n = 10), τότε τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται και προκύπτουν διπλοειδή ( n = 20), πλήρως ομόζυγα φυτά σε μόλις 2-3 χρόνια αντί για 6-8 χρόνια ενδογαμίας.

Αυτό περιλαμβάνει επίσης τη μέθοδο λήψης πολυπλοειδών φυτών

Κυτταρική μηχανική

Η κυτταρική μηχανική είναι η κατασκευή ενός νέου τύπου κυττάρων με βάση την καλλιέργεια, τον υβριδισμό και την ανακατασκευή τους.

Μέθοδοι κυτταρικής μηχανικής

Καλλιέργεια -

Κλωνοποίηση (ανασυγκρότηση) –μέθοδοι εισαγωγής μεμονωμένων κυτταρικών οργανιδίων, πυρήνα, κυτταροπλάσματος σε σωματικό κύτταρο (μερικός υβριδισμός)

μέθοδος διατήρησης (in vitro) και ανάπτυξης κυττάρων, ιστών, μικρών οργάνων ή τμημάτων τους σε ειδικά θρεπτικά μέσα

Υβριδισμός - μέθοδος για την παραγωγή υβριδίων σωματικών κυττάρων μη συγγενών και φυλογενετικά απομακρυσμένων ειδών

Καλλιέργεια

Μέθοδος καλλιέργειας κυττάρων και ιστών - ανάπτυξη τεμαχίων οργάνων, ιστών ή μεμονωμένων κυττάρων εκτός του σώματος υπό τεχνητές συνθήκες.

Στάδια ανάπτυξης φυτών από κύτταρα:

Διαχωρισμός κυττάρων μεταξύ τους και τοποθέτησή τους σε θρεπτικό μέσο.
Εντατική αναπαραγωγή και ανάπτυξη κυττάρων και εμφάνιση κάλων.
Τοποθέτηση του κάλου σε άλλο θρεπτικό μέσο και σχηματισμός βλαστού.
Μεταφύτευση νέου βλαστού στο έδαφος.

Για παράδειγμα, η καλλιέργεια του ginseng υπό τεχνητές συνθήκες διαρκεί 6 εβδομάδες, στις φυτείες - 6 χρόνια, στο φυσικό περιβάλλον - 50 χρόνια.

Παραγωγή μικτών γενών

Σπορά σε ένα επιλεκτικό μέσο, στο οποίο μπορείτε να επιβιώσετε μόνο εάν έχετε ένα συγκεκριμένο ανθρώπινο γονίδιο (για παράδειγμα, γονίδιο Α)

συγχώνευση

Ανθρώπινο κύτταρο

Κλουβί για ποντίκια

Κατά τη διαίρεση των κυττάρων σε ένα υβριδικό κύτταρο, όλα τα ανθρώπινα χρωμοσώματα χάνονται εκτός από ένα (για παράδειγμα, Νο. 17)

Τα κύτταρα επέζησαν, που σημαίνει το γονίδιο ΕΝΑ βρίσκεται στο χρωμόσωμα 17

Υβριδικό κύτταρο (ετεροκάρυον)

Μέθοδος υβριδισμού σωματικών κυττάρων

Υπό ορισμένες συνθήκες, δύο διαφορετικά κελιά συγχωνεύονται

σε ένα υβρίδιο που περιέχει και τα δύο γονιδιώματα των ενωμένων κυττάρων.

Υβρίδια μεταξύ καρκινικών κυττάρων και λεμφοκυττάρων (υβριδώματα)

ικανά να διαιρούνται επ' αόριστον (δηλαδή είναι «αθάνατοι»), όπως

καρκινικά κύτταρα και, όπως τα λεμφοκύτταρα, μπορούν να παράγουν αντισώματα.

Τέτοια αντισώματα χρησιμοποιούνται για θεραπευτικούς και διαγνωστικούς σκοπούς.

Σχέδιο κλωνοποίησης (ανασυγκρότησης).

Κλωνοποίηση - ακριβής αναπαραγωγή οποιουδήποτε αντικειμένου. Τα αντικείμενα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της κλωνοποίησης ονομάζονται κλώνοι (βλ. Εκτροφή ζώων).

1 διαφάνεια

2 διαφάνεια

Η παραδοσιακή επιλογή μικροοργανισμών (κυρίως βακτηρίων και μυκήτων) βασίζεται σε πειραματική μεταλλαξιογένεση και επιλογή των πιο παραγωγικών στελεχών. Αλλά και εδώ υπάρχουν κάποιες ιδιαιτερότητες. Το βακτηριακό γονιδίωμα είναι απλοειδές. Αν και η πιθανότητα να συμβεί μια φυσική μετάλλαξη σε μικροοργανισμούς είναι ίδια όπως σε όλους τους άλλους οργανισμούς (1 μετάλλαξη ανά 1 εκατομμύριο άτομα για κάθε γονίδιο), η πολύ υψηλή ένταση αναπαραγωγής καθιστά δυνατή την εύρεση μιας χρήσιμης μετάλλαξης για το γονίδιο που μας ενδιαφέρει. ο ερευνητής.

3 διαφάνεια

Ως αποτέλεσμα τεχνητής μεταλλαξιογένεσης και επιλογής, η παραγωγικότητα των στελεχών του μύκητα πενικιλίου αυξήθηκε κατά περισσότερες από 1000 φορές. Τα προϊόντα της μικροβιολογικής βιομηχανίας χρησιμοποιούνται στην αρτοποιία, τη ζυθοποιία, την οινοποίηση και την παρασκευή πολλών γαλακτοκομικών προϊόντων. Με τη βοήθεια της μικροβιολογικής βιομηχανίας λαμβάνονται αντιβιοτικά, αμινοξέα, πρωτεΐνες, ορμόνες, διάφορα ένζυμα, βιταμίνες και πολλά άλλα.

4 διαφάνεια

Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται για τη βιολογική επεξεργασία λυμάτων και τη βελτίωση της ποιότητας του εδάφους. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι για την παραγωγή μαγγανίου, χαλκού και χρωμίου με την ανάπτυξη παλαιών χωματερών ορυχείων χρησιμοποιώντας βακτήρια, όπου οι συμβατικές μέθοδοι εξόρυξης δεν είναι οικονομικά βιώσιμες.

5 διαφάνεια

Βιοτεχνολογία Η χρήση ζωντανών οργανισμών και οι βιολογικές τους διεργασίες στην παραγωγή ουσιών απαραίτητων για τον άνθρωπο. Τα αντικείμενα της βιοτεχνολογίας είναι βακτήρια, μύκητες, κύτταρα φυτικών και ζωικών ιστών. Καλλιεργούνται σε θρεπτικά μέσα σε ειδικούς βιοαντιδραστήρες.

6 διαφάνεια

7 διαφάνεια

Οι πιο πρόσφατες μέθοδοι επιλογής μικροοργανισμών, φυτών και ζώων είναι η κυτταρική, η χρωμοσωμική και η γενετική μηχανική.

8 διαφάνεια

Γενετική μηχανική Η γενετική μηχανική είναι ένα σύνολο τεχνικών που καθιστούν δυνατή την απομόνωση του επιθυμητού γονιδίου από το γονιδίωμα ενός οργανισμού και την εισαγωγή του στο γονιδίωμα ενός άλλου οργανισμού. Τα φυτά και τα ζώα στο γονιδίωμα των οποίων εισάγονται «ξένα» γονίδια ονομάζονται διαγονιδιακά, τα βακτήρια και οι μύκητες ονομάζονται μετασχηματισμένα. Ένας παραδοσιακός στόχος της γενετικής μηχανικής είναι το Escherichia coli, ένα βακτήριο που ζει στο ανθρώπινο έντερο. Με τη βοήθειά της λαμβάνεται η αυξητική ορμόνη - η σωματοτροπίνη, η ορμόνη ινσουλίνη, η οποία προηγουμένως λαμβανόταν από το πάγκρεας των αγελάδων και των χοίρων και η πρωτεΐνη ιντερφερόνη, η οποία βοηθά στην αντιμετώπιση της ιογενούς λοίμωξης.

Διαφάνεια 9

Η διαδικασία δημιουργίας μετασχηματισμένων βακτηρίων περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: Περιορισμός - «αποκοπή» των επιθυμητών γονιδίων. Πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών «γενετικών ψαλιδιών», περιοριστικών ενζύμων. Δημιουργία φορέα - ένα ειδικό γενετικό κατασκεύασμα στο οποίο το επιδιωκόμενο γονίδιο θα εισαχθεί στο γονιδίωμα ενός άλλου κυττάρου. Η βάση για τη δημιουργία ενός φορέα είναι τα πλασμίδια. Το γονίδιο συντήκεται στο πλασμίδιο χρησιμοποιώντας μια άλλη ομάδα ενζύμων - λιγάσες. Ο φορέας πρέπει να περιέχει όλα τα απαραίτητα για τον έλεγχο της λειτουργίας αυτού του γονιδίου - προαγωγέα, τερματιστή, γονίδιο χειριστή και γονίδιο ρυθμιστή, καθώς και γονίδια δείκτη που δίνουν στο κύτταρο δέκτη νέες ιδιότητες που καθιστούν δυνατή τη διάκριση αυτού του κυττάρου από τα αρχικά κύτταρα. Μετασχηματισμός είναι η εισαγωγή ενός φορέα σε ένα βακτήριο. Ο προσυμπτωματικός έλεγχος είναι η επιλογή εκείνων των βακτηρίων στα οποία τα εισαγόμενα γονίδια λειτουργούν με επιτυχία. Κλωνοποίηση μετασχηματισμένων βακτηρίων.

10 διαφάνεια

Σχηματισμός ανασυνδυασμένων πλασμιδίων: 1 - κύτταρο με το αρχικό πλασμίδιο 2 - απομονωμένο πλασμίδιο 3 - δημιουργία φορέα 4 - ανασυνδυασμένο πλασμίδιο (φορέας) 5 - κύτταρο με ανασυνδυασμένο πλασμίδιο

11 διαφάνεια

Τα ευκαρυωτικά γονίδια, σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά γονίδια, έχουν μωσαϊκή δομή (εξόνια, εσώνια). Στα βακτηριακά κύτταρα δεν υπάρχει επεξεργασία και η μετάφραση στο χρόνο και στο χώρο δεν διαχωρίζεται από τη μεταγραφή. Από αυτή την άποψη, είναι πιο αποτελεσματικό να χρησιμοποιούνται τεχνητά συντιθέμενα γονίδια για μεταμόσχευση. Η μήτρα για μια τέτοια σύνθεση είναι το mRNA. Με τη βοήθεια του ενζύμου ανάστροφη μεταγραφάση, ένας κλώνος DNA συντίθεται αρχικά σε αυτό το mRNA. Στη συνέχεια ο δεύτερος κλώνος ολοκληρώνεται πάνω του χρησιμοποιώντας πολυμεράση DNA.

12 διαφάνεια

Χρωμοσωμική μηχανική Η χρωμοσωμική μηχανική είναι ένα σύνολο τεχνικών που επιτρέπουν τον χειρισμό των χρωμοσωμάτων. Μια ομάδα μεθόδων βασίζεται στην εισαγωγή στον γονότυπο ενός φυτικού οργανισμού ενός ζεύγους ξένων ομόλογων χρωμοσωμάτων που ελέγχουν την ανάπτυξη των επιθυμητών χαρακτηριστικών (αυξημένες γραμμές) ή στην αντικατάσταση ενός ζεύγους ομόλογων χρωμοσωμάτων με ένα άλλο (αντικαταστημένες γραμμές ). Στις υποκατεστημένες και συμπληρωμένες γραμμές που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο, συλλέγονται χαρακτηριστικά που φέρνουν τα φυτά πιο κοντά στην «ιδανική ποικιλία».

Διαφάνεια 13

Η απλοειδής μέθοδος βασίζεται στην ανάπτυξη απλοειδών φυτών και στη συνέχεια στον διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων. Για παράδειγμα, απλοειδή φυτά που περιέχουν 10 χρωμοσώματα (n = 10) αναπτύσσονται από κόκκους γύρης καλαμποκιού, στη συνέχεια τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται για να παράγουν διπλοειδή (n = 20), πλήρως ομόζυγα φυτά σε μόλις 2-3 χρόνια αντί για 6-8 χρόνια ενδογαμία. Αυτό περιλαμβάνει επίσης τη μέθοδο λήψης πολυπλοειδών φυτών

Περιγραφή της παρουσίασης ανά μεμονωμένες διαφάνειες:

1 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

2 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

3 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

4 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

5 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

6 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

7 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

8 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

Διαφάνεια 9

Περιγραφή διαφάνειας:

10 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

11 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

12 διαφάνεια

Περιγραφή διαφάνειας:

Διαφάνεια 13

Περιγραφή διαφάνειας:

Διαφάνεια 14

Γενετική μηχανική Βιοτεχνολογία είναι η χρήση ζωντανών οργανισμών και των βιολογικών τους διεργασιών για την παραγωγή ουσιών απαραίτητων για τον άνθρωπο. Τα αντικείμενα της βιοτεχνολογίας είναι βακτήρια, μύκητες, κύτταρα φυτικών και ζωικών ιστών. Καλλιεργούνται σε θρεπτικά μέσα σε ειδικούς βιοαντιδραστήρες. Οι πιο πρόσφατες μέθοδοι επιλογής μικροοργανισμών, φυτών και ζώων είναι η κυτταρική, η χρωμοσωμική και η γενετική μηχανική. Η γενετική μηχανική βασίζεται στην απομόνωση ενός επιθυμητού γονιδίου από το γονιδίωμα ενός οργανισμού και στην εισαγωγή του στο γονιδίωμα ενός άλλου οργανισμού.

Τα γονίδια «κόβονται» χρησιμοποιώντας ειδικό «γενετικό ψαλίδι», περιοριστικά ένζυμα και στη συνέχεια το γονίδιο «ράβεται» σε έναν πλασμιδιακό φορέα, με τη βοήθεια του οποίου το γονίδιο εισάγεται στο βακτήριο. Η «σύνδεση» πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια άλλη ομάδα ενζύμων λιγάσης. Επιπλέον, ο φορέας πρέπει να περιέχει όλα τα απαραίτητα για τον έλεγχο της λειτουργίας αυτού του γονιδίου: έναν υποκινητή, έναν τερματιστή, ένα γονίδιο χειριστή και έναν ρυθμιστή γονιδίου. Επιπλέον, ο φορέας πρέπει να περιέχει γονίδια-δείκτες που δίνουν στο κύτταρο δέκτη νέες ιδιότητες που καθιστούν δυνατή τη διάκριση αυτού του κυττάρου από τα αρχικά κύτταρα. Γενετική μηχανική

Στη συνέχεια ο φορέας εισάγεται στο βακτήριο και στο τελευταίο στάδιο επιλέγονται εκείνα τα βακτήρια στα οποία τα εισαγόμενα γονίδια λειτουργούν με επιτυχία. Αγαπημένος στόχος των γενετικών μηχανικών είναι το E. coli, ένα βακτήριο που ζει στο ανθρώπινο έντερο. Με τη βοήθειά της λαμβάνεται η αυξητική ορμόνη σωματοτροπίνη, η ορμόνη ινσουλίνη, η οποία προηγουμένως λαμβανόταν από το πάγκρεας των αγελάδων και των χοίρων, και η πρωτεΐνη ιντερφερόνη, η οποία βοηθά στην αντιμετώπιση της ιογενούς λοίμωξης. Γενετική μηχανική

Το βακτήριο Bacillus thuringiensis παράγει ενδοτοξίνη, η οποία καταστρέφει το στομάχι των εντόμων και είναι εντελώς ακίνδυνη για τα θηλαστικά. Αυτό το γονίδιο απομονώθηκε από το βακτήριο και εισήχθη στο πλασμίδιο του βακτηρίου του εδάφους Agrobacterium tumefaciens. Κομμάτια φυτικού ιστού που αναπτύχθηκαν σε θρεπτικό μέσο μολύνθηκαν με αυτό το βακτήριο. Γενετική μηχανική

Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, πλασμίδια που έφεραν το γονίδιο πρωτεΐνης τοξίνης εισήλθαν στα φυτικά κύτταρα και το γονίδιο ενσωματώθηκε στο φυτικό DNA. Στη συνέχεια, από αυτά τα κομμάτια αναπτύχθηκαν πλήρη φυτά. Κάμπιες εντόμων πέθαναν σε αυτό το φυτό. Χρησιμοποιώντας την περιγραφόμενη μέθοδο, έχουν ληφθεί τώρα μορφές πατάτας, ντομάτας, καπνού και ελαιοκράμβης που είναι ανθεκτικές σε διάφορα παράσιτα. Γενετική μηχανική

Επιλογή μικροοργανισμών Οι μοριακοί βιολόγοι μετέφεραν ένα γονίδιο ανθεκτικότητας στον παγετό στα σταφύλια από έναν άγριο συγγενή του λάχανου μπρόκολου. Η απόκτηση μιας ποικιλίας ανθεκτικής στον παγετό χρειάστηκε μόνο ένα χρόνο (αντί για 30 χρόνια). Τα διαγονιδιακά φυτά καλλιεργούνται σε πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Αργεντινή και η Κίνα κατέχουν την πρώτη θέση όσον αφορά την έκταση με διαγονιδιακά φυτά. Το μεγαλύτερο μέρος της γης καταλαμβάνεται από διαγονιδιακή σόγια, καλαμπόκι, βαμβάκι, κανόλα και πατάτες.

Ας συνοψίσουμε: Οι κύριες μέθοδοι παραδοσιακής επιλογής: Υβριδισμός (διασταύρωση) και επιλογή. Βασικές μέθοδοι γενετικής μηχανικής: Απομόνωση του επιθυμητού γονιδίου από το γονιδίωμα ενός οργανισμού και εισαγωγή του στο γονιδίωμα ενός άλλου οργανισμού. Διαγονιδιακοί οργανισμοί: Οργανισμοί στους οποίους έχουν εισαχθεί «ξένα» γονίδια. Πώς ονομάζονται τα ένζυμα που κόβουν και ράβουν γονίδια; Η «αποκοπή» των γονιδίων πραγματοποιείται με τη χρήση περιοριστικών ενζύμων ελέγχουν τη λειτουργία αυτού του γονιδίου: προαγωγέας, τερματιστής, γονιδιακός χειριστής και γονιδιακός ρυθμιστής φυτά που δεν μπορούν να φάνε έντομα που απομονώθηκαν από το βακτήριο Bacillus thuringiensis και το εισήγαγαν στο πλασμίδιο ενός βακτηρίου του εδάφους. τους.

Χρωμοσωμική μηχανική Μέθοδοι μηχανικής χρωμοσωμάτων. Χρησιμοποιείται αποτελεσματικά στην εκτροφή φυτών. 1. Γνωρίζουμε ήδη την παραγωγή πολυπλοειδών φυτών ως αποτέλεσμα της πολλαπλής αύξησης των χρωμοσωμάτων. 2. Η μέθοδος των υποκατεστημένων γραμμών βασίζεται στην αντικατάσταση ενός ζεύγους ομόλογων χρωμοσωμάτων με ένα άλλο. 3. Η μέθοδος των αυξημένων γραμμών βασίζεται στην εισαγωγή στον γονότυπο ενός φυτικού οργανισμού ενός ζεύγους ξένων ομόλογων χρωμοσωμάτων που ελέγχουν την ανάπτυξη των επιθυμητών χαρακτηριστικών. Χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους, συλλέγονται χαρακτηριστικά από φυτά που οδηγούν στη δημιουργία μιας «ιδανικής ποικιλίας». 4. Η απλοειδής μέθοδος είναι πολλά υποσχόμενη, βασισμένη στην ανάπτυξη απλοειδών φυτών με επακόλουθο διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων. Για παράδειγμα, απλοειδή φυτά που περιέχουν 10 χρωμοσώματα αναπτύσσονται από κόκκους γύρης καλαμποκιού, στη συνέχεια τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται και διπλοειδή (10 ζεύγη χρωμοσωμάτων), εντελώς ομόζυγα φυτά λαμβάνονται σε μόλις 2-3 χρόνια αντί για 6-8 χρόνια ενδογαμίας.

Οι μέθοδοι κυτταρικής μηχανικής περιλαμβάνουν την καλλιέργεια μεμονωμένων κυττάρων σε θρεπτικά μέσα, όπου σχηματίζουν κυτταροκαλλιέργειες. Αποδείχθηκε ότι τα κύτταρα των φυτών και των ζώων που τοποθετούνται σε ένα θρεπτικό μέσο που περιέχει όλες τις απαραίτητες για τη ζωή ουσίες είναι σε θέση να διαιρεθούν. Τα φυτικά κύτταρα έχουν επίσης την ιδιότητα της παντοδυναμίας, δηλαδή υπό ορισμένες συνθήκες είναι σε θέση να σχηματίσουν ένα πλήρες φυτό. Κυτταρική μηχανική

Συνεχίζονται οι εργασίες για τον υβριδισμό των κυττάρων και την παραγωγή υβριδωμάτων. Για παράδειγμα, έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος για τον υβριδισμό πρωτοπλαστών σωματικών κυττάρων. Οι κυτταρικές μεμβράνες αφαιρούνται και πρωτόπλαστες κυττάρων οργανισμών που ανήκουν σε διαφορετικούς τύπους πατάτας και ντομάτας, μήλων και κερασιών συγχωνεύονται. Είναι πολλά υποσχόμενη η δημιουργία υβριδωμάτων, στα οποία τα λεμφοκύτταρα που σχηματίζουν αντισώματα υβριδίζονται με καρκινικά κύτταρα. Ως αποτέλεσμα, τα υβριδώματα παράγουν αντισώματα όπως τα λεμφοκύτταρα και είναι «αθάνατα» όπως τα καρκινικά κύτταρα. Κυτταρική μηχανική

Μια ενδιαφέρουσα μέθοδος είναι η μεταμόσχευση πυρήνων σωματικών κυττάρων σε ωάρια. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατή η κλωνοποίηση ζώων, λαμβάνοντας γενετικά αντίγραφα από έναν οργανισμό. Επί του παρόντος, έχουν ληφθεί κλωνοποιημένοι βάτραχοι και έχουν ληφθεί τα πρώτα αποτελέσματα της κλωνοποίησης θηλαστικών. Κυτταρική μηχανική

Επανάληψη. Βασικοί όροι του θέματος: Ποια είναι η μέθοδος των υποκατεστημένων γραμμών που βασίζεται: Στην αντικατάσταση ενός ζεύγους ομόλογων χρωμοσωμάτων με ένα άλλο. Σε ποια βάση βασίζεται η μέθοδος των αυξημένων γραμμών: Η εισαγωγή στον γονότυπο ενός ζεύγους ομόλογων χρωμοσωμάτων με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Σε τι βασίζεται η απλοειδής μέθοδος: Καλλιέργεια απλοειδών φυτών με επακόλουθο διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων. Ποια είναι η μέθοδος λήψης πολυπλοειδών με βάση: Αύξηση του συνόλου χρωμοσωμάτων, πολλαπλάσιο του απλοειδούς. Χρησιμοποιείται κολχικίνη. Τι είναι η παντοδυναμία; Τα φυτικά κύτταρα, υπό ορισμένες συνθήκες, είναι ικανά να σχηματίσουν ένα πλήρες φυτό. Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι κυτταρικές καλλιέργειες; Τα πλήρη φυτά μπορούν να αναπτυχθούν από μεμονωμένα κύτταρα.

Επανάληψη. Βασικοί όροι του θέματος: Πώς χρησιμοποιείται η μέθοδος δημιουργίας υβριδωμάτων; Ο υβριδισμός κυττάρων διαφορετικών τύπων πραγματοποιείται, για παράδειγμα, λεμφοκύτταρα που σχηματίζουν αντισώματα, με καρκινικά κύτταρα. Ως αποτέλεσμα, τα υβριδώματα παράγουν αντισώματα όπως τα λεμφοκύτταρα και είναι «αθάνατα» όπως τα καρκινικά κύτταρα. Πώς γίνεται η κλωνοποίηση ζώων; Ο πυρήνας ενός σωματικού κυττάρου μεταμοσχεύεται σε ένα ωάριο από το οποίο έχει προηγουμένως αφαιρεθεί ο πυρήνας. Το ωάριο ενεργοποιείται και, αφού αρχίσει ο κατακερματισμός, μεταμοσχεύεται στη μήτρα της παρένθετης μητέρας. Πώς μπορείτε να αποκτήσετε χιμαιρικά ζώα; Η σύντηξη των εμβρύων στα αρχικά στάδια είναι δυνατή. Με αυτόν τον τρόπο, λήφθηκαν χιμαιρικά ποντίκια με τη συγχώνευση των εμβρύων λευκών και μαύρων ποντικών και ενός χιμαιρικού ζώου προβάτου-κατσίκας.