Хоолой

Амьтны ургамлын бичил биетний мөөгөнцөрийг үржүүлэх талаархи танилцуулга. Биологийн сэдвээр "Бичил биетний сонголт. Биотехнологи" сэдэвт илтгэл (11-р анги)

СТР-ийн эрин үеийн БИОЛОГИЙН САЛБАРЫН НЭЭЛТҮҮД

Оршил
Биотехнологийн өнөөгийн байдал
Биотехнологи ба түүний хүний практик үйл ажиллагаанд гүйцэтгэх үүрэг
Тариалангийн үйлдвэрлэлийн биотехнологи

Эдийг өсгөвөрлөх арга

Хувилах

Анагаах ухааны салбарт шинэ нээлтүүд

Генетикийн инженерчлэл

Трансген бүтээгдэхүүн: давуу болон сул талууд
Генийн өөрчлөлттэй хоол хүнс

Шинжлэх ухаан, технологийн хувьсгалын эрин үед биотехнологийн хөгжлийн үр дагавар

Оршил

Биотехнологи гэдэг нь хүн төрөлхтөнд шаардлагатай шинж чанар бүхий бичил биетний өндөр үр дүнтэй хэлбэр, ургамал, амьтны эд эс, эд эсийг өсгөвөрлөхөд суурилсан биологийн процесс, системийг үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглах явдал юм. Зарим биотехнологийн процессууд (жигнэх, дарс хийх) эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Гэвч биотехнологи 20-р зууны хоёрдугаар хагаст хамгийн том амжилтанд хүрсэн бөгөөд хүн төрөлхтний соёл иргэншилд улам бүр чухал ач холбогдолтой болж байна.

Биотехнологийн өнөөгийн байдал

Эрт дээр үеэс бие даасан биотехнологийн процессууд нь хүний практик үйл ажиллагааны салбарт ашиглагдаж ирсэн. Үүнд: жигнэх, дарс хийх, шар айраг исгэх, исгэсэн сүүн бүтээгдэхүүн бэлтгэх гэх мэт. Манай өвөг дээдэс ийм технологийн үндсэн үйл явцын мөн чанарыг огт мэддэггүй байсан ч олон мянган жилийн туршид туршилт, алдааг ашиглан тэдгээрийг сайжруулж ирсэн. Эдгээр үйл явцын биологийн мөн чанарыг зөвхөн 19-р зуунд л илрүүлсэн. Л.Пастерийн шинжлэх ухааны нээлтүүдийн ачаар. Түүний ажил нь янз бүрийн төрлийн бичил биетүүдийг ашиглан үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх үндэс суурь болсон. 20-р зууны эхний хагаст. Ацетон ба бутанол, антибиотик, органик хүчил, витамин, тэжээлийн уураг зэрэг үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд микробиологийн процессыг ашиглаж эхэлсэн.
20-р зууны хоёрдугаар хагаст гарсан ахиц дэвшил. цитологи, биохими, молекул биологи, генетикийн чиглэлээр эсийн амьдралын үндсэн механизмыг хянах урьдчилсан нөхцөлийг бүрдүүлсэн нь биотехнологийн хурдацтай хөгжилд хувь нэмэр оруулсан. Бичил биетний өндөр бүтээмжтэй омгийг сонгосны ачаар биотехнологийн процессын үр ашиг хэдэн арван, хэдэн зуу дахин нэмэгдсэн.

Биотехнологи ба түүний хүний практик үйл ажиллагаанд гүйцэтгэх үүрэг

Биотехнологийн онцлог нь шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн хамгийн дэвшилтэт ололтыг өнгөрсөн үеийн хуримтлуулсан туршлага, байгалийн эх үүсвэрийг ашиглан хүний хэрэгтэй бүтээгдэхүүнийг бий болгоход илэрхийлдэгт оршино. Аливаа биотехнологийн үйл явц нь хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг: объектыг бэлтгэх, тариалах, тусгаарлах, цэвэршүүлэх, өөрчлөх, үүссэн бүтээгдэхүүнийг ашиглах. Үйл явцын олон үе шат, нарийн төвөгтэй байдал нь түүнийг хэрэгжүүлэхэд генетикч ба молекул биологич, цитологич, биохимич, вирус судлаач, микробиологич ба физиологич, технологийн инженер, биотехнологийн тоног төхөөрөмжийн дизайнер зэрэг олон төрлийн мэргэжилтнүүдийг татан оролцуулах шаардлагатай болдог.

Тариалангийн үйлдвэрлэлийн биотехнологи

Эдийг өсгөвөрлөх арга

Мал аж ахуй дахь биотехнологи

Сүүлийн жилүүдэд мал, шувуу, загас, үслэг арьст амьтдын тэжээлийн тэжээлийг тэнцвэржүүлэх, түүнчлэн эмчилгээ, урьдчилан сэргийлэх шинж чанартай уургийн нэмэгдэл болох амьтны уургийн эх үүсвэр болох шороон хорхойг ашиглах сонирхол нэмэгдэж байна.
Малын ашиг шимийг нэмэгдүүлэхийн тулд бүрэн тэжээл шаардлагатай. Микробиологийн үйлдвэр нь янз бүрийн бичил биетүүд - бактери, мөөгөнцөр, мөөгөнцөр, замаг дээр суурилсан тэжээлийн уураг үйлдвэрлэдэг. Үйлдвэрийн туршилтаас харахад нэг эст организмын уургаар баялаг биомассыг фермийн амьтад өндөр үр ашигтайгаар шингээж авдаг. Тиймээс 1 тонн тэжээлийн мөөгөнцөр нь 5-7 тонн үр тариа хэмнэх боломжийг олгодог. Энэ нь дэлхийн хөдөө аж ахуйн газар нутгийн 80% нь мал, шувууны тэжээлийн үйлдвэрлэлд зориулагдсан байдаг тул энэ нь чухал юм.

Хувилах

1996 онд Эдинбургийн Рослин институтын хамт олон Иан Вилмут болон түүний хамтрагчид Долли хонийг хувилсан нь дэлхий даяар шуугиан тарьж байсан. Долли нь аль эрт үхсэн хонины хөхний булчирхайгаас төрсөн бөгөөд эсийг нь шингэн азотод хадгалдаг байжээ. Доллиг бүтээсэн техникийг цөмийн дамжуулалт гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь бордоогүй өндөгний цөмийг зайлуулж, түүний оронд соматик эсийн цөмийг байрлуулсан гэсэн үг юм. Цөмөөр шилжүүлэн суулгасан 277 өндөгнөөс зөвхөн нэг нь харьцангуй эрүүл амьтан болжээ. Нөхөн үржихүйн энэ арга нь хүүхэд төрүүлэхийн тулд хүйс бүрээс нэгийг шаарддаггүй тул "сексуал" юм. Вилмутын амжилт олон улсын хэмжээнд шуугиан тарьсан.
1998 оны 12-р сард Японы И.Като, Т.Тани нар үхрийг хувилах оролдлого амжилттай болсон тухай мэдэгдэв. нөхөн сэргээсэн 10 үр хөврөлийг хүлээн авагч үнээний умайд шилжүүлснээр 8 эрүүл төл авч чадсан.

Слайд №10

Шинэ нээлтүүд
анагаах ухааны салбарт Биотехнологийн ололт амжилтыг анагаах ухаанд ялангуяа өргөнөөр ашигладаг. Одоогийн байдлаар антибиотик, фермент, амин хүчил, гормоныг биосинтез ашиглан үйлдвэрлэдэг.
Жишээлбэл, гормоныг ихэвчлэн амьтны эд, эрхтэнээс авдаг байсан. Бага хэмжээний эмийн бэлдмэлийг авахын тулд маш их эх үүсвэр шаардлагатай байв. Улмаар шаардлагатай хэмжээний эмийг авахад хүндрэлтэй байсан бөгөөд энэ нь маш үнэтэй байв.
Тиймээс нойр булчирхайн даавар болох инсулин нь чихрийн шижин өвчний үндсэн эмчилгээ юм. Энэ дааврыг өвчтөнд байнга өгч байх ёстой. Гахай, үхрийн нойр булчирхайгаас гаргаж авах нь хэцүү бөгөөд үнэтэй байдаг. Нэмж дурдахад амьтны инсулины молекулууд нь хүний инсулины молекулуудаас ялгаатай бөгөөд энэ нь ихэвчлэн харшлын урвал, ялангуяа хүүхдүүдэд харшил үүсгэдэг. Одоогийн байдлаар хүний инсулины биохимийн үйлдвэрлэл бий болсон. Инсулины синтез хийдэг генийг олж авсан. Генийн инженерчлэлийг ашиглан энэ генийг бактерийн эсэд нэвтрүүлсэн бөгөөд үүний үр дүнд хүний инсулиныг нэгтгэх чадварыг олж авсан.
Биотехнологи нь эмчилгээний бодис авахаас гадна эсрэгтөрөгчийн бэлдмэл, ДНХ/РНХ-ийн дээжийг ашиглан халдварт өвчин, хорт хавдрын эрт оношлох боломжийг олгодог.
Шинэ вакцины бэлдмэлийн тусламжтайгаар халдварт өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх боломжтой.

Слайд №11

Үүдэл эсийн арга: эдгээх үү, тахир дутуу болгох уу?

Киотогийн их сургуулийн профессор Шинья Яманака тэргүүтэй Японы эрдэмтэд анх удаа хүний арьснаас үүдэл эсийг тусгаарлаж, өмнө нь түүнд тодорхой генийн багц нэвтрүүлсэн байна. Тэдний үзэж байгаагаар энэ нь клончлолын өөр хувилбар болж, хүний үр хөврөлийг хувилах замаар олж авсан эмтэй харьцуулах боломжтой эмийг бий болгох боломжтой болно. Америкийн эрдэмтэд бараг нэгэн зэрэг ижил төстэй үр дүнд хүрсэн. Гэхдээ энэ нь хэдэн сарын дараа үр хөврөлийн клонжуулалтаас бүрэн татгалзаж, өвчтөний арьснаас авсан үүдэл эсийг ашиглан биеийн үйл ажиллагааг сэргээх боломжтой гэсэн үг биш юм.
Нэгдүгээрт, мэргэжилтнүүд "арьс" ширээний эсүүд нь үнэндээ олон үйлдэлтэй, өвчтөний эрүүл мэндэд айдасгүйгээр янз бүрийн эрхтэнд суулгаж, ажиллах боломжтой эсэхийг шалгах хэрэгтэй. Хамгийн гол нь ийм эсүүд хорт хавдар үүсэх эрсдэлтэй байдаг. Учир нь үр хөврөлийн үүдэл эсийн гол аюул нь генийн хувьд тогтворгүй, биед шилжүүлэн суулгасны дараа зарим хавдар үүсэх чадвартай байдаг.

Слайд №12

Генетикийн инженерчлэл

Генетикийн инженерчлэлийн техник нь шаардлагатай генийг тусгаарлаж, шинэ, урьдчилан тодорхойлсон шинж чанартай организмыг бий болгохын тулд шинэ генетикийн орчинд нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.
Генийн инженерчлэлийн аргууд нь маш нарийн төвөгтэй, үнэтэй хэвээр байна. Гэхдээ одоо тэдний тусламжтайгаар салбар нь интерферон, өсөлтийн даавар, инсулин гэх мэт чухал эмүүдийг үйлдвэрлэдэг.
Бичил биетнийг сонгох нь биотехнологийн хамгийн чухал салбар юм.
Бионикийн хөгжил нь инженерийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд биологийн аргыг үр дүнтэй ашиглах, амьд байгалийн туршлагыг технологийн янз бүрийн салбарт ашиглах боломжийг олгодог.

Слайд №13

Трансген бүтээгдэхүүн:
давуу болон сул талууд Дэлхий даяар хэд хэдэн хүнсний трансген ургамал аль хэдийн бүртгэгдсэн байна. Эдгээр нь гербицидэд тэсвэртэй шар буурцаг, будаа, чихрийн нишингэ зэрэг сортууд юм; гербицид, хортон шавьжид тэсвэртэй эрдэнэ шиш; колорадогийн төмсний цохыг тэсвэрлэх чадвартай төмс; цуккини, бараг үргүй; улаан лооль, банана, амтат гуа, хадгалах хугацаа уртассан; өөрчилсөн тосны хүчлийн найрлагатай рапс, шар буурцаг; А аминдэмийн өндөр агууламжтай будаа.
Генийн өөрчлөлттэй эх үүсвэрийг хиам, хиам, лаазалсан мах, банш, бяслаг, тараг, хүүхдийн хоол, үр тариа, шоколад, зайрмагны чихэр зэргээс олж болно.

Слайд №14

Генийн өөрчлөлттэй хоол хүнс

Генийн өөрчлөлттэй бүтээгдэхүүн агуулсан байж болзошгүй бүтээгдэхүүний жагсаалт: Riboflavins E 101, E 101A, caramel E 150, xanthan E 415, лецитин Е 322, E 153, E160d, E 161c, E 308q, E 471, E 473, E 47f, 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.
Генетикийн өөрчлөлттэй бүтээгдэхүүн: шоколад жимсний самар, Кит-кат, сүүн зам, Twix; ундаа: Nesquik, Coca-Cola, Sprite, Pepsi, Pringles чипс, Данон тараг.
Генетикийн өөрчлөлттэй бүтээгдэхүүнийг дараахь компаниуд үйлдвэрлэдэг: Novartis, Monsanto - Pharmacia компанийн шинэ нэр бөгөөд үүнд Coca-Cola, мөн Nestle, Danone, Hentz, Hipp, Uniliver (Uniliver), United Biscuits, McDonald's ресторанууд багтдаг.
Трансген ургамал хүний биед хор хөнөөл учруулсан гэх нэг ч баримт дэлхийд бүртгэгдээгүй байна. Гэхдээ та сэрэмжтэй байдлаа сулруулж болохгүй. Эдгээр ургамлууд үр удамд нөлөөлөх үү, байгаль орчныг бохирдуулах уу гэдэг нь одоогоор тодорхой болоогүй байна.

Слайд №15

Биотехнологийн хөгжлийн хэтийн төлөв

Хөдөө аж ахуйн ургамлыг эдийн өсгөвөрөөр вегетатив үржүүлэх аргыг үйлдвэрлэлийн үндсэн дээр улам бүр ашиглаж байна. Энэ нь зөвхөн шинэ ирээдүйтэй ургамлын сортуудыг хурдан тараахаас гадна вирусгүй тарих материалыг олж авах боломжийг олгодог.
Биотехнологи нь үйлдвэр, хөдөө аж ахуйн хог хаягдлыг био боловсруулах замаар байгаль орчинд ээлтэй түлш авах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, ялгадас болон бусад органик хог хаягдлыг боловсруулахад бактери ашигладаг суурилуулалтыг бий болгосон. 1 тонн бууцнаас 500 м3 хүртэл биогаз авдаг бөгөөд энэ нь 350 литр бензинтэй тэнцэх бөгөөд бордоо болох бууцын чанар сайжирдаг.
Биотехнологийн бүтээн байгуулалтыг ашигт малтмалын олборлолт, боловсруулалтад улам бүр ашиглаж байна.

SGBOU PA

"Севастополийн анагаах ухааны коллеж

Женя Дерюгинагийн нэрэмжит"

Бичил биетний сонголт. Биотехнологи

Багш Смирнова З.М.

Бичил биетний сонголт

Бичил биетнийг (нян, хөх-ногоон замаг, мөөгөнцөр) сонгох ажлыг үр дүнтэй омог олж авах, дараа нь үйлдвэрлэл, хөдөө аж ахуй, анагаах ухаанд ашиглах зорилгоор явуулдаг.

Хүчдэл- зохиомол сонголтын үр дүнд олж авсан ижил төстэй удамшлын шинж чанар, тодорхой шинж чанар бүхий бичил биетний популяци.

Бичил биетнийг сонгох арга

Хиймэл

Илчлэх

сонголт:

бүтээмжтэй

өсөлтийн хурдаар;
бүтээмжээр;
өнгөөр гэх мэт.

омог

Өдөөгдсөн

(хиймэл)

мутагенез

Бичил биетний онцлог

Бактерийн геном нь гаплоид юм;

Бактерийн генетик аппаратыг нэгээр төлөөлдөг

хромосом (1n) - аварга том дугуй ДНХ молекул ба жижиг дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулууд - плазмидууд.

Маш өндөр нөхөн үржихүйн хурд нь ажиллахад хязгааргүй тооны материалтай байхыг баталгаажуулдаг.

Плазмидууд

Генофор бүхий нуклеоид

Микробиологийн синтез

Микробиологийн синтез нь химийн нэгдэл, бүтээгдэхүүн (жишээлбэл, уураг, антибиотик, витамин), бичил биетний эсийн амин чухал үйл ажиллагааны улмаас хийгддэг.

Бичил биетүүд уургийн чухал эх үүсвэр болж, амьтнаас 10-100 мянга дахин хурдан нийлэгждэг.

Тэгэхээр 400 кг жинтэй үнээ өдөрт 400 грамм уураг, 400 кг нян 40 мянган тонн ялгардаг.

Сонгон шалгаруулалтын үр дүн

бичил биетэн

Сонгон шалгаруулалтын үр дүн

бичил биетэн

Пенициллиум мөөгөнцөрийн омгийн бүтээмж нэмэгдсэн

1000 удаа.

Микробиологийн синтезийг ашиглан антибиотик, амин хүчил, уураг, гормон, фермент, витамин болон бусад зүйлийг олж авдаг.
Микробиологийн үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүнийг ашигладаг

жигнэх, шар айраг исгэх, дарс хийх, олон хоол хийх сүүн бүтээгдэхүүн.

Биологийн бохир усыг цэвэрлэх, хөрсний чанарыг сайжруулахад бичил биетүүдийг ашигладаг.
Уламжлалт олборлох арга нь эдийн засгийн хувьд үр ашиггүй бактери ашиглан хуучин уурхайн овоолгыг боловсруулах явцад манган, зэс, хром авах аргыг боловсруулсан.

Биотехнологи

Биотехнологи нь амьд организм, өсгөвөрлөсөн эс, биологийн процессыг ашиглан хүний бүтээгдэхүүн, материалыг үйлдвэрлэх явдал юм.

Биотехнологийн аргууд

Хромосомын инженерчлэл

Эсийн инженерчлэл

Генетикийн инженерчлэл

Микробиологийн синтез

(сонголт

бичил биетэн)

Биотехнологийн хөгжил нь хүн амыг хоол хүнс, эрдэс баялаг, эрчим хүч (био хий), байгаль орчныг хамгаалах (биологийн ус цэвэршүүлэх) гэх мэт асуудлыг шийдвэрлэхтэй холбоотой юм.

Биотехнологи

Биотехнологийн объектууд:

вирус,
бактери,

мөөг,
ургамал, амьтан, хүний эс, эд.

Тэдгээрийг биореактор-исгэгчийн тэжээллэг орчинд ургуулдаг.

Генетикийн инженерчлэл

Генийн инженерчлэл нь нэг организмын геномоос хүссэн генийг тусгаарлаж, нэвтрүүлэх боломжийг олгодог цогц арга техник юм.

өөр организмын геном руу.

Хоёр чиглэл амжилттай хэрэгжиж байна.

Байгалийн генийг бактери, мөөгөнцрийн ДНХ-д шилжүүлэн суулгах;

Тодорхой мэдээллийг агуулсан зохиомлоор үүсгэсэн генийг плазмид руу оруулах.

Одоогийн байдлаар биотехнологийн гол объектууд нь прокариотууд юм.

Генетикийн инженерчлэл

Геномд нь "гадаад" ген нэвтэрсэн ургамал, амьтдыг трансген гэж нэрлэдэг.

бактери ба мөөгөнцөр - хувирсан ,

Трансдукц гэдэг нь нэг нянгаас нөгөөд генийг бактериофагаар дамжуулж шилжүүлэх явдал юм.

Генийн инженерчлэлийн сонгодог зорилт бол Escherichia coli юм.

Генетикийн инженерчлэл

Хувирсан бактери үүсгэх үйл явц нь дараах алхмуудыг агуулна.

Хязгаарлалт - шаардлагатай генийг "таслах". -аас явуулсан

тусгай "генийн хайч", фермент ашиглан -

хязгаарлах фермент

2. Вектор үүсгэх- өөр эсийн геномд зориулагдсан генийг нэвтрүүлэх тусгай генетик бүтэц.

Уг генийг вектор буюу плазмид болгон "оёдог" бөгөөд түүний тусламжтайгаар генийг нян руу нэвтрүүлдэг. "Холбох" үйл ажиллагаа нь өөр нэг бүлэг фермент болох ligases ашиглан хийгддэг.

3. Өөрчлөлт – нянгийн векторыг нэвтрүүлэх.

4. Скрининг - нэвтрүүлсэн генүүд амжилттай ажиллаж байгаа бактерийг сонгох.

5. Хувилах хувирсан бактери.

Хувирсан бактери үүсгэх үйл явц

Нэмэлт ДНХ (cDNA) нийлэгжүүлэх хиймэл ДНХ праймер

мРНХ-ийн тусгаарлалт

Шаардлагатай уураг үүсгэдэг эсүүд

мРНХ

Хязгаарлалт

Гибридизаци

cDNA синтез

ДНХ-РНХ эрлийз

Нэг хэлхээтэй cDNA

РНХ устгах

Хоёр дахь хэлхээний cDNA-ийн нийлэгжилт

Хромосомын гаднах ДНХ (плазмид)

Плазмид огтлох

Давхар судалтай cDNA – шаардлагатай уургийн ген

ДНХ лигазтай хөндлөн холбоос

Бактери

Хувилах

Бактерийн колони

Рекомбинант плазмид

Оруулсан

нян болж хувирдаг

Шаардлагатай зүйлийг сонгох

хэрэм

Өөрчлөлт

(вектор)

Хувирсан бактери үүсгэх үйл явц:

Эукариот эсүүдээс, жишээлбэл, хүний нойр булчирхайн эсүүдээс хүссэн генийн мРНХ-ийн бүтээгдэхүүнийг тусгаарлаж, урвуу транскриптаза (ревертаза) ферментийг ашиглан РНХ агуулсан вируст агуулагдах ферментийг ашиглан түүнд нэмэлт ДНХ-ийн хэлхээг нэгтгэдэг.

Эрлийз ДНХ-РНХ молекул үүсдэг.
мРНХ нь гидролизийн аргаар арилдаг.
Үлдсэн ДНХ-ийн хэлхээг ДНХ полимераз ашиглан хуулбарладаг.
Үүссэн ДНХ-ийн давхар спираль нь зөвхөн хуулбарласан хэсгүүдээс бүрддэг генийн хэсэг бөгөөд интрон агуулаагүй. Үүнийг нэмэлт ДНХ гэж нэрлэдэг (cDNA)
Вектор үүсгэх - агуулсан генетикийн бүтэц зорилтот генийг өөр эсийн геномд оруулах болно. Үндэслэл вектор үүсгэх нь плазмид юм.

Лигаза гэж нэрлэгддэг ферментийг ашиглан генийг плазмид оруулдаг.
Өөрчлөлт гэдэг нь нянгийн вектор (плазмид) нэвтрүүлэх явдал юм.
Бактерийн эсүүд нь хүссэн генээр кодлогдсон уургийг нэгтгэх чадварыг олж авдаг.

Генийн инженерчлэлийн ололт амжилт

350 гаруй эм, вакциныг ашиглан боловсруулсан

биотехнологи нь анагаах ухаанд өргөн хэрэглэгддэг, жишээлбэл:

- соматотропин – одой өвчнийг эмчлэхэд хэрэглэдэг өсөлтийн даавар;

- инсулин бол эмчилгээнд хэрэглэдэг нойр булчирхайн даавар юм

Чихрийн шижин;

- интерферон нь эмчилгээнд хэрэглэдэг вирусын эсрэг эм юм

хорт хавдрын зарим хэлбэр;

Генийн өөрчлөлттэй ургамлыг бий болгох. Хувиргасан амьд организмын ургамлын дунд тэргүүлэгч нь шар буурцаг юм - тос, уургийн хямд эх үүсвэр;

- азотын бэхэлгээний генийг хөдөө аж ахуйн үнэ цэнэтэй ургамлын генотип рүү шилжүүлсэн;

Шавжид тэсвэртэй bt гентэй трансген ургамал үйлдвэрлэх

Bacillus thuringiensis нян нь эндотоксин үүсгэдэг бөгөөд энэ нь шавьжид хортой, хөхтөн амьтдад хор хөнөөлгүй байдаг.

Энэ нь нянгаас тусгаарлагдсан

генийг үүсгэн плазмид болгон нэвтрүүлсэн хөрсний бактери Agrobacterium tumefaciens.

Энэ бактери байсан халдвартай ургамлын эд,

тэжээллэг дээр ургасан

орчин.

Агробактери ашиглан бүтээсэн трансген ургамал

Хоёр талт ургамлууд:

шөнийн сүүдэр (төмс, улаан лооль), буурцагт ургамлууд (шар буурцаг), царцмал ногоо

(байцаа, улаан лууван, рапс) гэх мэт.

Монокотууд:

үр тариа,

банан

Анхны трансген бүтээгдэхүүн (улаан лооль) 1994 онд зах зээлд нэвтэрсэн.

Өнөөдөр дэлхий дээр 150 гаруй төрлийн GM үйлдвэрүүд зөвшөөрөгдсөн байдаг

аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд .

Генетик өөрчлөлтийн үр дүн:

гербицидийн эсэргүүцэл;
Өвчин, хортон шавьжид тэсвэртэй байх;
Ургамлын морфологийн өөрчлөлт;
Жимсний хэмжээ, хэлбэр, тоо өөрчлөгдөх;
Фотосинтезийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх;
Цаг уурын хүчин зүйл, хөрсний давсжилтыг тэсвэрлэх чадвар.

Хромосомын инженерчлэл

Хромосомын инженерчлэл нь хромосомыг удирдах боломжийг олгодог цогц арга техник юм.

Нэг бүлэг аргууд нь хүссэн шинж чанарын хөгжлийг хянадаг хос гадаад гомолог хромосомыг ургамлын организмын генотипэд нэвтрүүлэхэд суурилдаг. нэмэгдүүлсэн шугамууд ),

эсвэл нэг хос гомолог хромосомыг өөр хромосомоор солих ( сольсон шугамууд ).

Ийм аргаар олж авсан орлуулсан болон нэмэлт шугамд ургамлыг "хамгийн тохиромжтой сорт" руу ойртуулдаг шинж чанаруудыг цуглуулдаг.

Хромосомын инженерчлэл.

Гаплоид арга

гаплоид ургамлыг тариалсны дараа хромосомын хоёр дахин нэмэгдэхэд үндэслэсэн.

Жишээлбэл, эрдэнэ шишийн цэцгийн үр тарианаас 10 хромосом агуулсан гаплоид ургамлыг ургуулдаг. n = 10), дараа нь хромосомууд хоёр дахин нэмэгдэж, диплоидууд гарч ирдэг ( n = 20), 6-8 жилийн цус ойртолтын оронд ердөө 2-3 жилийн дотор бүрэн гомозигот ургамал.

Үүнд мөн полиплоид ургамлыг олж авах арга орно.

Эсийн инженерчлэл

Үүрэн инженерчлэл нь тэдгээрийг тариалах, эрлийзжүүлэх, нөхөн сэргээхэд үндэслэн шинэ төрлийн эсийг бүтээх явдал юм.

Эсийн инженерчлэлийн аргууд

Тариалалт -

Клончлох (сэргээн босгох) -бие даасан эсийн органелл, цөм, цитоплазмыг соматик эсэд нэвтрүүлэх арга (хэсэгчилсэн эрлийзжилт)

тусгай тэжээллэг орчинд эс, эд, жижиг эрхтэн эсвэл тэдгээрийн хэсгийг хадгалах (in vitro) болон өсгөх арга

Гибридизаци - холбоогүй ба филогенетикийн хувьд алслагдсан зүйлийн соматик эсийн эрлийзийг гаргах арга

Тариалалт

Эс ба эдийн өсгөвөрлөх арга - хиймэл нөхцөлд биеийн гадна эрхтэн, эд эс эсвэл бие даасан эсийг ургуулах;

Эсээс ургамал ургах үе шатууд:

Эсийг бие биенээсээ салгаж, тэжээллэг орчинд байрлуулах.
Эсийн эрчимтэй нөхөн үржихүй, хөгжил, каллус үүсэх.
Каллусыг өөр тэжээллэг орчинд байрлуулж, найлзуурыг үүсгэнэ.
Шинэ найлзуурыг хөрсөнд шилжүүлэн суулгах.

Жишээлбэл, хүн орхоодойг хиймэл нөхцөлд тариалахад 6 долоо хоног, тариалангийн талбайд 6 жил, байгальд 50 жил зарцуулдаг.

Гибридизаци

Хүний тодорхой гентэй бол л амьд үлдэх боломжтой сонгомол орчинд тариалах (жишээлбэл, ген А)

нэгдэх

Хүний эс

Хулганы тор

Эрлийз эсэд эсийн хуваагдлын үед хүний нэгээс бусад бүх хромосомууд алдагддаг (жишээ нь, №17)

Эсүүд амьд үлдсэн нь ген гэсэн үг А хромосом дээр байрладаг 17

Гибрид эс (гетерокарион)

Соматик эсийн гибридизацийн арга

Тодорхой нөхцөлд хоёр өөр эсүүд нэгддэг

Нэгдсэн эсийн геномыг хоёуланг нь агуулсан нэг эрлийз болгон хувиргана.

Хавдрын эсүүд ба лимфоцитуудын хоорондох эрлийзүүд (гибридомууд)

тодорхойгүй хугацаагаар хуваагдах чадвартай (өөрөөр хэлбэл тэд "үхэшгүй"), гэх мэт

хорт хавдрын эсүүд ба лимфоцитууд шиг эсрэгбие үүсгэдэг.

Ийм эсрэгбие нь эмчилгээний болон оношлогооны зорилгоор ашиглагддаг.

Клончлох (сэргээн босгох) схем

Клончлох - нарийн аливаа объектыг хуулбарлах. Клончлолын үр дүнд олж авсан объектуудыг клон гэж нэрлэдэг (Амьтны үржлийг үзнэ үү).

1 слайд

2 слайд

Бичил биетний (гол төлөв бактери, мөөгөнцөр) уламжлалт сонголт нь туршилтын мутагенез, хамгийн үр дүнтэй омгийг сонгоход суурилдаг. Гэхдээ энд бас зарим онцлог шинж чанарууд байдаг. Бактерийн геном нь гаплоид юм; Хэдийгээр бичил биетэнд тохиолдох байгалийн мутацын магадлал нь бусад бүх организмынхтэй адил (ген тус бүрд 1 сая хүнд 1 мутаци) байдаг боловч нөхөн үржихүйн маш өндөр эрчим нь генийн ашиг тустай мутацийг олох боломжийг олгодог. судлаач.

3 слайд

Зохиомол мутагенез, селекцийн үр дүнд пенициллиум мөөгөнцөрийн омгийн бүтээмж 1000 гаруй дахин нэмэгджээ. Микробиологийн үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүнийг жигнэх, шар айраг исгэх, дарс үйлдвэрлэх, олон сүүн бүтээгдэхүүн бэлтгэхэд ашигладаг. Микробиологийн үйлдвэрлэлийн тусламжтайгаар антибиотик, амин хүчил, уураг, гормон, янз бүрийн фермент, витамин болон бусад зүйлийг олж авдаг.

4 слайд

Биологийн бохир усыг цэвэрлэх, хөрсний чанарыг сайжруулах зорилгоор бичил биетүүдийг ашигладаг. Одоогийн байдлаар уул уурхайн уламжлалт арга нь эдийн засгийн хувьд үр ашиггүй, хуучин уурхайн овоолгыг бактери ашиглан боловсруулж, манган, зэс, хром үйлдвэрлэх аргыг боловсруулсан.

5 слайд

Биотехнологи Амьд организм ба тэдгээрийн биологийн процессыг хүнд шаардлагатай бодисыг үйлдвэрлэхэд ашиглах. Биотехнологийн объектууд нь бактери, мөөгөнцөр, ургамал, амьтны эд эсийн эсүүд юм. Тэдгээрийг тусгай биореакторт шим тэжээлт тэжээлээр ургуулдаг.

6 слайд

7 слайд

Бичил биетэн, ургамал, амьтныг сонгох хамгийн сүүлийн үеийн арга бол эсийн, хромосомын болон генетикийн инженерчлэл юм.

8 слайд

Генийн инженерчлэл Генийн инженерчлэл нь нэг организмын геномоос хүссэн генийг тусгаарлаж, өөр организмын геномд нэвтрүүлэх боломжийг олгодог цогц арга техник юм. Геномд нь "гадаад" ген нэвтэрсэн ургамал, амьтдыг трансген, бактери, мөөгөнцөрийг хувиргасан гэж нэрлэдэг. Генийн инженерчлэлийн уламжлалт зорилт бол хүний гэдэс дотор амьдардаг гэдэсний савханцар бактери юм. Үүний тусламжтайгаар өсөлтийн даавар - соматотропин, өмнө нь үхэр, гахайн нойр булчирхайгаас гаргаж авсан инсулин гормон, вирусын халдварыг даван туулахад тусалдаг уураг интерфероныг олж авдаг.

Слайд 9

Хувирсан бактери үүсгэх үйл явц нь дараах үе шатуудыг агуулна: Хязгаарлалт - хүссэн генийг "таслах". Үүнийг тусгай "генийн хайч", хязгаарлах фермент ашиглан гүйцэтгэдэг. Вектор үүсгэх - энэ нь төлөвлөсөн генийг өөр эсийн геномд нэвтрүүлэх тусгай генетик бүтэц юм. Вектор үүсгэх үндэс нь плазмид юм. Энэ генийг өөр нэг бүлэг фермент болох лигаза ашиглан плазмид нэгтгэдэг. Вектор нь энэ генийн үйл ажиллагааг хянахад шаардлагатай бүх зүйлийг агуулсан байх ёстой - дэмжигч, терминатор, оператор ген ба зохицуулагч ген, мөн хүлээн авагч эсэд энэ эсийг анхны эсээс ялгах боломжийг олгодог шинэ шинж чанарыг өгдөг маркер генүүд. Трансформаци гэдэг нь нян руу вектор нэвтрүүлэх явдал юм. Скрининг гэдэг нь нэвтрүүлсэн генүүд амжилттай ажилладаг бактерийг сонгох явдал юм. Хувирсан бактерийг клонжуулах.

10 слайд

Рекомбинант плазмид үүсэх: 1 - анхны плазмидтай эс 2 - тусгаарлагдсан плазмид 3 - вектор үүсгэх 4 - рекомбинант плазмид (вектор) 5 - рекомбинант плазмидтай эс

11 слайд

Эукариот ген нь прокариот генээс ялгаатай нь мозайк бүтэцтэй (эксон, интрон). Бактерийн эсүүдэд боловсруулалт явагддаггүй бөгөөд цаг хугацаа, орон зайн орчуулга нь транскрипцээс тусгаарлагддаггүй. Үүнтэй холбоотойгоор шилжүүлэн суулгахад хиймэл нийлэгжүүлсэн генийг ашиглах нь илүү үр дүнтэй байдаг. Ийм синтезийн матриц нь мРНХ юм. Урвуу транскриптаза ферментийн тусламжтайгаар эхлээд энэ мРНХ дээр ДНХ-ийн хэлхээ нийлэгждэг. Дараа нь ДНХ полимеразыг ашиглан хоёр дахь хэлхээг хийж гүйцэтгэнэ.

12 слайд

Хромосомын инженерчлэл Хромосомын инженерчлэл нь хромосомыг удирдах боломжийг олгодог цогц арга техник юм. Нэг бүлэг аргууд нь ургамлын организмын генотипэд хүссэн шинж чанарын хөгжлийг хянадаг хос гадаад гомолог хромосомыг нэвтрүүлэх (өсгөрүүлсэн шугам), эсвэл нэг хос гомолог хромосомыг нөгөөгөөр солих (солигдсон шугамууд) дээр суурилдаг. ). Ийм аргаар олж авсан орлуулсан болон нэмэлт шугамд ургамлыг "хамгийн тохиромжтой сорт" руу ойртуулдаг шинж чанаруудыг цуглуулдаг.

Слайд 13

Гаплоид арга нь гаплоид ургамал ургуулж, дараа нь хромосомыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд суурилдаг. Жишээлбэл, эрдэнэ шишийн цэцгийн үр тарианаас 10 хромосом агуулсан гаплоид ургамлыг (n = 10) ургуулж, дараа нь хромосомыг хоёр дахин нэмэгдүүлж, 6-8 жилийн оронд ердөө 2-3 жилийн дотор диплоид (n = 20), бүрэн гомозигот ургамал үүсгэдэг. цус ойртолт. Үүнд мөн полиплоид ургамлыг олж авах арга орно.

Үзүүлэнг бие даасан слайдаар тайлбарлах:

1 слайд

Слайдын тайлбар:

2 слайд

Слайдын тайлбар:

3 слайд

Слайдын тайлбар:

4 слайд

Слайдын тайлбар:

5 слайд

Слайдын тайлбар:

6 слайд

Слайдын тайлбар:

Слайд 7

Слайдын тайлбар:

8 слайд

Слайдын тайлбар:

Слайд 9

Слайдын тайлбар:

10 слайд

Слайдын тайлбар:

11 слайд

Слайдын тайлбар:

12 слайд

Слайдын тайлбар:

Слайд 13

Слайдын тайлбар:

Слайд 14

Генийн инженерчлэл Биотехнологи гэдэг нь амьд организм, тэдгээрийн биологийн процессыг хүний биед шаардлагатай бодисыг үйлдвэрлэхэд ашиглах явдал юм. Биотехнологийн объектууд нь бактери, мөөгөнцөр, ургамал, амьтны эд эсийн эсүүд юм. Тэдгээрийг тусгай биореакторт шим тэжээлт тэжээлээр ургуулдаг. Бичил биетэн, ургамал, амьтныг сонгох хамгийн сүүлийн үеийн арга бол эсийн, хромосомын болон генетикийн инженерчлэл юм. Генийн инженерчлэл нь нэг организмын геномоос хүссэн генийг тусгаарлаж, өөр организмын геномд нэвтрүүлэхэд суурилдаг.

Генүүдийг тусгай "генийн хайч", хязгаарлах фермент ашиглан "тасалж", дараа нь генийг плазмидын вектор руу "оёж", түүний тусламжтайгаар генийг нянгаар нэвтрүүлдэг. "Холбох" үйл ажиллагаа нь өөр бүлгийн лигазын ферментийг ашиглан хийгддэг. Түүнээс гадна вектор нь энэ генийн үйл ажиллагааг хянахад шаардлагатай бүх зүйлийг агуулсан байх ёстой: дэмжигч, терминатор, оператор ген, генийн зохицуулагч. Үүнээс гадна вектор нь хүлээн авагч эсийг анхны эсээс ялгах боломжийг олгодог шинэ шинж чанарыг өгдөг маркер генүүдийг агуулсан байх ёстой. Генетикийн инженерчлэл

Дараа нь векторыг нян руу нэвтрүүлж, эцсийн шатанд нэвтрүүлсэн генүүд амжилттай ажилладаг бактерийг сонгон авдаг. Генийн инженерүүдийн дуртай бай нь хүний гэдэс дотор амьдардаг E. coli бактери юм. Үүний тусламжтайгаар өсөлтийн даавар соматотропин, өмнө нь үхэр, гахайн нойр булчирхайгаас гаргаж авсан инсулин даавар, вирусын халдварыг даван туулахад тусалдаг уураг интерфероныг олж авдаг. Генетикийн инженерчлэл

Bacillus thuringiensis нян нь эндотоксин үүсгэдэг бөгөөд энэ нь шавьжны ходоодыг устгадаг бөгөөд хөхтөн амьтдад огт хор хөнөөлгүй байдаг. Энэ генийг нянгаас тусгаарлаж, хөрсний Agrobacterium tumefaciens бактерийн плазмид нэвтрүүлсэн. Шим тэжээлт орчинд ургасан ургамлын эд эсийн хэсэг энэ нянгаар халдварласан байна. Генетикийн инженерчлэл

Хэсэг хугацааны дараа хорт уургийн генийг агуулсан плазмидууд ургамлын эсэд нэвтэрч, генийг ургамлын ДНХ-д нэгтгэв. Дараа нь эдгээр хэсгүүдээс бүрэн ургамлыг ургуулсан. Хортон шавьжны Caterpillars энэ ургамал дээр үхсэн. Тодорхойлсон аргыг ашиглан янз бүрийн хортон шавьжид тэсвэртэй төмс, улаан лооль, тамхи, рапс зэрэг хэлбэрийг олж авсан. Генетикийн инженерчлэл

Бичил биетний сонголт Молекул биологичид хүйтэнд тэсвэртэй генийг байцааны зэрлэг төрөл болох брокколи усан үзэмээс шилжүүлсэн байна. Хүйтэнд тэсвэртэй сорт олж авахад ердөө нэг жил зарцуулсан (30 жилийн оронд). Трансген ургамлыг дэлхийн олон оронд ургуулдаг. Трансген ургамлын тариалалтын талбайн хэмжээгээр АНУ, Аргентин, Хятад улс нэгдүгээрт ордог. Газар нутгийн ихэнх хэсгийг трансген шар буурцаг, эрдэнэ шиш, хөвөн, рапс, төмс эзэлдэг.

Дүгнэж хэлье: Уламжлалт сонголтын үндсэн аргууд: Гибридизаци (загалмай) ба сонголт. Генийн инженерчлэлийн үндсэн аргууд: Нэг организмын геномоос хүссэн генийг тусгаарлаж, өөр организмын геномд нэвтрүүлэх. Трансген организмууд: "гадны" генүүд нэвтэрсэн организмууд. Генүүдийг огтолж, оёдог ферментийг юу гэж нэрлэдэг вэ? "Таслах" генийг хязгаарлах ферментийг ашиглан хийдэг Энэ генийн үйл ажиллагааг хянадаг: промотор, терминатор, ген-оператор, ген-зохицуулагч Үүнээс гадна вектор нь хүлээн авагч эсэд энэ эсийг анхны эсээс ялгах боломжийг олгодог маркер генийг агуулсан байх ёстой шавьжны ходоодыг ялгаж, хөрсний нянгийн плазмид нэвтрүүлсэн шавжийг идэж чаддаггүй ургамлууд шим тэжээлт орчинд ургасан ургамлын эд эсийг энэ нянгаар халдварлуулж, бүрэн ургамлыг ургуулсан. тэд.

Хромосомын инженерчлэл Хромосомын инженерчлэлийн аргууд. Ургамал үржүүлгийн ажилд үр дүнтэй ашигладаг. 1. Хромосомын олон тооны өсөлтийн үр дүнд полиплоид ургамлын үйлдвэрлэлийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. 2. Орлуулсан шугамын арга нь нэг хос гомолог хромосомыг нөгөөгөөр солиход үндэслэдэг. 3. Өргөтгөсөн шугамын арга нь ургамлын организмын генотипэд хүссэн шинж чанарын хөгжлийг хянадаг хос гадаад гомолог хромосомыг нэвтрүүлэхэд суурилдаг. Эдгээр аргуудыг ашиглан ургамлаас шинж чанаруудыг нь цуглуулж, тэдгээрийг "хамгийн тохиромжтой сорт" бий болгоход ойртуулдаг. 4.Хромосомын дараагаар хоёр дахин нэмэгддэг гаплоид ургамал ургахад суурилсан гаплоид арга нь ирээдүйтэй юм. Жишээлбэл, эрдэнэ шишийн цэцгийн үр тарианаас 10 хромосом агуулсан гаплоид ургамлыг ургуулж, дараа нь хромосомыг хоёр дахин нэмэгдүүлж диплоид (10 хос хромосом), бүрэн гомозигот ургамлыг 6-8 жилийн цус ойртолтын оронд 2-3 жилийн дотор олж авдаг.

Эсийн инженерчлэлийн аргууд нь бие даасан эсийг шим тэжээлт орчинд тариалж, эсийн өсгөвөр үүсгэдэг. Амьдралд шаардлагатай бүх бодисыг агуулсан тэжээллэг орчинд байрлуулсан ургамал, амьтны эсүүд хуваагдах чадвартай болох нь тогтоогджээ. Ургамлын эсүүд нь мөн тотипотенцийн шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл тодорхой нөхцөлд тэд бүрэн хэмжээний ургамал үүсгэх чадвартай байдаг. Эсийн инженерчлэл

Эсийг эрлийзжүүлэх, эрлийз үүсгэх ажил үргэлжилж байна. Жишээлбэл, соматик эсийн протопластыг эрлийзжүүлэх аргыг боловсруулсан. Төмс, улаан лооль, алим, интоор зэрэг төрөл бүрийн организмын эсийн мембраныг арилгаж, эсийн протопластуудыг нэгтгэдэг. Эсрэгбие үүсгэдэг лимфоцитууд нь хорт хавдрын эсүүдтэй эрлийзждэг эрлийзүүд бий болно гэж амлаж байна. Үүний үр дүнд эрлийзүүд нь лимфоцит шиг эсрэгбие үүсгэдэг бөгөөд хорт хавдрын эсүүд шиг "үхэшгүй" байдаг. Эсийн инженерчлэл

Сонирхолтой арга бол соматик эсийн бөөмийг өндөг рүү шилжүүлэн суулгах явдал юм. Ингэснээр нэг организмаас генийн хуулбарыг гарган амьтдыг хувилах боломжтой. Одоогоор хувилсан мэлхийнүүдийг гаргаж авсан бөгөөд хөхтөн амьтдыг хувилсан анхны үр дүн гараад байна. Эсийн инженерчлэл

Давталт. Сэдвийн гол нэр томъёо: Орлуулах шугамын аргыг юунд үндэслэдэг вэ: Нэг хос гомолог хромосомыг нөгөө хосоор солих. Өргөтгөсөн шугамын аргыг юунд үндэслэдэг вэ: Хүссэн шинж чанар бүхий хос гомолог хромосомыг генотипэд нэвтрүүлэх. Гаплоид арга нь юунд суурилдаг вэ: Хромосомын дараагаар хоёр дахин нэмэгддэг гаплоид ургамал ургах. Полиплоидыг олж авах арга юунд үндэслэсэн бэ: Хромосомын багцын өсөлт, гаплоид олон тооны өсөлт. Колхициныг хэрэглэдэг. Тотипотенци гэж юу вэ? Ургамлын эсүүд нь тодорхой нөхцөлд бүрэн хэмжээний ургамал үүсгэх чадвартай байдаг. Эсийн өсгөвөрийг хэрхэн ашиглах вэ? Бие даасан эсүүдээс та бүрэн хэмжээний ургамал ургаж болно.

Давталт. Сэдвийн гол нэр томъёо: Гибридома үүсгэх аргыг хэрхэн ашигладаг вэ? Янз бүрийн төрлийн эсийг эрлийзжүүлэх, жишээлбэл, эсрэгбие үүсгэдэг лимфоцитууд, хорт хавдрын эсүүдтэй хамт явагддаг. Үүний үр дүнд эрлийзүүд нь лимфоцит шиг эсрэгбие үүсгэдэг бөгөөд хорт хавдрын эсүүд шиг "үхэшгүй" байдаг. Амьтны клонжуулалт хэрхэн хийгддэг вэ? Соматик эсийн цөмийг өмнө нь цөмийг нь авсан өндөг рүү шилжүүлэн суулгадаг. Өндөг нь идэвхжиж, хуваагдаж эхэлсний дараа тээгч эхийн умайд шилжүүлэн суулгадаг. Химер амьтдыг яаж авах вэ? Үр хөврөлийг эрт үе шатанд нэгтгэх боломжтой. Ийнхүү цагаан, хар хулгана, химер хонь ямааны амьтны үр хөврөлийг нийлүүлж химер хулганыг гаргаж авсан.