Генная инженерия ГМО Презентация по дисциплине КСЕ

Генная инженерия. ГМО Презентация по дисциплине КСЕ

n Генетическая инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

n Возможность прямой (горизонтальной) передачи генетической информации от одного биологического вида другому была доказана в опытах Ф. Гриффита с пневмококками (1928). Однако генная инженерия как технология рек. ДНК возникла в 1972 г. , когда в лаборатории П. Берга была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК в которой были соединены фрагменты ДНК фага лямбда и кишечной палочки с кольцевой ДНК обезьяньего вируса SV 40.

Задачи генной инженерии n – Основные направления генетической модификации организмов: q q придание устойчивости к ядохимикатам (например, к определенным гербицидам); – придание устойчивости к вредителям и болезням (например, Btмодификация); – повышение продуктивности (например, быстрый рост трансгенного лосося); – придание особых качеств (например, изменение химического состава).

Методы генной инженерии n Методы генной инженерии основаны на получении фрагментов исходной ДНК и их модификации. q q Для получения исходных фрагментов ДНК разных организмов используется несколько способов: – Получение фрагментов ДНК из природного материала путем разрезания исходной ДНК с помощью специфических нуклеаз (рестриктаз). – Прямой химический синтез ДНК, например, для создания зондов. – Синтез комплементарной ДНК (к. ДНК) на матрице м. РНК с использованием фермента обратной транскриптазы (ревертазы).

n Выделенные участки ДНК встраивают в векторы переноса ДНК. Векторы ДНК – это небольшие молекулы ДНК, способные проникать в другие клетки и реплицироваться в них.

В состав вектора ДНК входит не менее трех групп генов: 1. Целевые гены, которые интересуют экспериментатора. 2. Гены, отвечающие за репликацию вектора, его интеграцию в ДНК клеткихозяина и экспрессию требуемых генов. 3. Гены-маркеры, по деятельности которых можно судить об успешности трансформации (например, гены устойчивости к антибиотикам или гены, отвечающие за синтез белков, светящихся в ультрафиолетовом свете).

Для внедрения векторов в прокариотические или эукариотические клетки используют: 1. Биотрансформация. Используются векторы, способные сами проникать в клетки. Частным случаем биотрансформации является агробактериальная трансформация.

2. Микроинъекции. Используются, если клетки, подлежащие трансформации, достаточно крупные (например, икринки, пыльцевые трубки).

3. Биобаллистика (биолистика). Векторы «вбивают» в клетки с помощью специальных «пушек» .

4. Комбинированные методы, например, сочетание агробактериальной трансформации и биолистики. 5. + 6.

В качестве векторов часто используют плазмиды (кольцевые молекулы ДНК прокариотических клеток), а также ДНК вирусов. Уэукариот в качестве векторов используют мобильные генетические элементы – участки хромосом, способные образовывать множество копий и встраиваться в другие хромосомы. В составе одного вектора можно комбинировать различные фрагменты ДНК (различные гены). Вновь образованные фрагменты ДНК называют рекомбинантными.

Векторы переноса ДНК вместе с внедренными фрагментами ДНК различными способами вводят в прокариотические или эукариотические клетки и получают трансгенные клетки. В ходе размножения трансгенных клеток происходит клонирование требуемых фрагментов ДНК, в частности, отдельных генов. Клонированные гены эукариот подвергают различным модификациям (например, добавляют перед ними определенные промоторы) и внедряют в клетки-продуценты. Основная проблема состоит в том, чтобы чужеродные гены экспрессировались постоянно, то есть должен происходить синтез необходимых веществ без ущерба для клетки–хозяина.

Практические достижения современной генной инженерии заключаются в следующем: n Созданы банки генов, или клонотеки, представляющие собой коллекции клонов бактерий. Каждый из этих клонов содержит фрагменты ДНК определенного организма (дрозофилы, человека и других).

Практические достижения современной генной инженерии заключаются в следующем: n На основе трансформированных штаммов вирусов, бактерий и дрожжей осуществляется промышленное производство инсулина, интерферона, гормональных препаратов. На стадии испытаний находится производство белков, позволяющих сохранить свертываемость крови при гемофилии, и других лекарственных препаратов.

Практические достижения современной генной инженерии заключаются в следующем: n Созданы трансгенные высшие организмы (многие растения, некоторые рыбы и млекопитающие) в клетках которых успешно функционируют гены совершенно других организмов. Широко известны генетически защищенные генно-модифицированные растения(ГМР), устойчивые к высоких дозам определенных гербицидов, а также Bt-модифицированные растения, устойчивые к вредителям.

ГМО Генети чески модифици рованный органи зм (ГМО) — организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

n Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов. n В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов по сравнению с традиционными продуктами.

Применение. n n n В исследованиях (исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, и т. д. ) В медицине (бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия. ) В сельском хозяйстве (производство модифицированных продуктов питания)

Несмотря на то, что ГМО помогают собирать более богатый урожай, использовать меньше удобрений, пестицидов, получать продукты с большим количеством питательных веществ, имеются исследования, которые показали, что ГМО также может быть опасным. Мы должны глубже изучить данную науку, во избежание трагических последствий!