“Hüceyrə və gen mühəndisliyi üsulları” (təqdimat). Mövzu üzrə təqdimat: Genetik mühəndislik Kimin məhsullarında transgen komponentlər var

1 slayd

2 slayd

Tarixi istinad 1953-cü ildə J. Watson və F. Crick 20-ci əsrin 50-60-cı illərinin sonunda ikiqat zəncirli DNT modeli yaratdılar, genetik kodun xüsusiyyətləri aydınlaşdırıldı. 1970-ci ildə Q.Smit ilk dəfə olaraq gen mühəndisliyi məqsədləri üçün uyğun olan bir sıra fermentləri - məhdudlaşdırıcı fermentləri təcrid etdi. DNT məhdudlaşdırıcı fermentlərin (DNT molekullarını xüsusi fraqmentlərə kəsmək üçün) və 1967-ci ildə təcrid olunmuş fermentlərin, DNT liqazalarının (fraqmentləri ixtiyari ardıcıllıqla “birləşdirmək” üçün) birləşməsi haqlı olaraq gen mühəndisliyi texnologiyasında mərkəzi əlaqə hesab edilə bilər. 1972-ci ildə P. Berg, S. Cohen, H. Boyer ilk rekombinant DNT yaratdı. 1980-ci illərin əvvəllərindən. gen mühəndisliyinin nailiyyətləri praktikada istifadə olunmağa başlayır. 1996-cı ildən geni dəyişdirilmişlərdən kənd təsərrüfatında istifadə olunur. Watson və Crick

3 sürüşdürmə

Genetik mühəndisliyin məqsədləri: zərərvericilərə və xəstəliklərə qarşı müqavimətin artırılması;

4 sürüşdürmə

Texnologiya 1. Təcrid olunmuş genin əldə edilməsi. 2. Genin orqanizmə inteqrasiyası üçün vektora daxil edilməsi. 3. Konstruksiya ilə vektorun dəyişdirilmiş alıcı orqanizmə köçürülməsi. 4. Molekulyar klonlaşdırma. 5. GMO seçimi

5 sürüşdürmə

Texnologiyanın mahiyyəti, müəyyən bir proqrama uyğun olaraq, yaradılmış strukturların canlı orqanizmə daxil edilməsi ilə bədəndən kənarda molekulyar genetik sistemlərin qurulmasına yönəldilmişdir. Nəticədə, onların müəyyən bir orqanizmə və onun nəslinə daxil edilməsinə və fəaliyyətinə nail olunur. Genetik mühəndisliyin imkanları - genetik transformasiya, yad genlərin və irsiyyətin digər maddi daşıyıcılarının bitkilərin, heyvanların və mikroorqanizmlərin hüceyrələrinə köçürülməsi, yeni unikal genetik, biokimyəvi və fizioloji xassələrə və xüsusiyyətlərə malik olan gen mühəndisliyi ilə dəyişdirilmiş orqanizmlərin istehsalı. bu istiqamət stratejidir. Transgen siçan

6 sürüşdürmə

Müasir gen mühəndisliyinin praktiki nailiyyətləri bakterial klonların kolleksiyaları olan Klonotekalar yaradılmışdır. Bu klonların hər birində müəyyən bir orqanizmin (Drosophila, insan və başqaları) DNT fraqmentləri var. Virusların, bakteriyaların və mayaların çevrilmiş suşlarına əsaslanaraq, sənaye istehsalı insulin, interferon, hormonal dərmanlar. Hemofiliyada qanın laxtalanmasını qorumağa kömək edən zülalların istehsalı və digər dərmanlar sınaq mərhələsindədir. Transgenik ali orqanizmlər, hüceyrələrində tamamilə fərqli orqanizmlərin genləri uğurla fəaliyyət göstərir. Müəyyən herbisidlərin və zərərvericilərin yüksək dozalarına davamlı olan, genetik cəhətdən qorunan geni dəyişdirilmiş bitkilər geniş şəkildə tanınır. Transgen bitkilər arasında aparıcı yerləri soya, qarğıdalı, pambıq və kolza tutur. Qoyun Dolly

7 sürüşdürmə

GM texnologiyalarının ekoloji və genetik riskləri Genetika Mühəndisliyi texnologiyaya aiddir yüksək səviyyə. Yüksək biotexnologiyalar yüksək elm intensivliyi ilə xarakterizə olunur. GM texnologiyaları həm adi kənd təsərrüfatı istehsalında, həm də insan fəaliyyətinin digər sahələrində: səhiyyədə, sənayedə, elmin müxtəlif sahələrində, ətraf mühitin mühafizəsi tədbirlərinin planlaşdırılmasında və həyata keçirilməsində istifadə olunur. İstənilən yüksək səviyyəli texnologiya insanlar və onların ətraf mühiti üçün təhlükəli ola bilər, çünki onlardan istifadənin nəticələri gözlənilməzdir. İstifadənin mənfi ekoloji və genetik nəticələrinin ehtimalını azaltmaq gen mühəndisliyi texnologiyaları Yeni yanaşmalar daim inkişaf etdirilir. Məsələn, transgenez (geni dəyişdirilmiş orqanizmin genomuna yad genlərin daxil edilməsi) yaxın gələcəkdə sisgenezlə (geni dəyişdirilmiş orqanizmin genomuna eyni və ya yaxın qohum növlərdən olan genlərin daxil edilməsi) əvəz oluna bilər.

Genetika Mühəndisliyi
Əsəri 10-cu sinif şagirdi - Roman Kirillov tamamladı.

Genetik mühəndislik
Genetik mühəndislik (gen mühəndisliyi) rekombinant RNT və DNT əldə etmək, genləri orqanizmdən (hüceyrələrdən) təcrid etmək, genlərlə manipulyasiya etmək və digər orqanizmlərə daxil etmək üçün texnika, üsul və texnologiyalar məcmusudur.

Genetik mühəndislik geniş mənada bir elm deyil, molekulyar və hüceyrə biologiyası, sitologiya, genetika, mikrobiologiya, virusologiya kimi bioloji elmlərin metodlarından istifadə edərək biotexnologiyanın alətidir.
Keniyalılar həşərat zərərvericilərinə davamlı yeni transgen məhsul çeşidinin necə böyüdüyünü sınaqdan keçirirlər.

İnkişaf tarixi və texnologiyanın əldə edilmiş səviyyəsi
20-ci əsrin ikinci yarısında bir neçə mühüm kəşflər və gen mühəndisliyinin əsasını təşkil edən ixtiralar. Genlərdə "yazılan" bioloji məlumatları "oxumaq" üçün uzun illər davam edən cəhdlər uğurla başa çatdı. Bu işə ingilis alimi F.Senger və amerikalı alim U.Qilbert ( Nobel mükafatı Kimya üzrə 1980). Məlum olduğu kimi, genlər orqanizmdə RNT molekullarının və zülalların, o cümlədən fermentlərin sintezi üçün məlumat-təlimatları ehtiva edir. Hüceyrəni onun üçün qeyri-adi olan yeni maddələr sintez etməyə məcbur etmək üçün onun tərkibində müvafiq ferment dəstlərinin sintez edilməsi lazımdır. Bunun üçün isə ya onun tərkibində olan genləri məqsədyönlü şəkildə dəyişdirmək, ya da yeni, əvvəllər olmayan genləri ona daxil etmək lazımdır. Canlı hüceyrələrdə genlərdə baş verən dəyişikliklər mutasiyalardır. Onlar, məsələn, mutagenlərin - kimyəvi zəhərlərin və ya radiasiyanın təsiri altında baş verir.
Frederik Sanger
Walter Gilbert

İnsan gen mühəndisliyi
İnsanlara tətbiq edildikdə, gen mühəndisliyi irsi xəstəliklərin müalicəsində istifadə edilə bilər. Bununla belə, texniki cəhətdən xəstənin özünü müalicə etməsi ilə onun nəslinin genomunun* dəyişdirilməsi arasında ciddi fərq var.
*Genom orqanizmin bütün genlərinin məcmusudur; onun tam xromosom dəsti.
Nokaut siçanlar

Gen nokautu. Müəyyən bir genin funksiyasını öyrənmək üçün gen nokautundan istifadə edilə bilər. Bu, belə bir mutasiyanın nəticələrini öyrənməyə imkan verən bir və ya bir neçə genin çıxarılması texnikasının adıdır. Nokaut üçün eyni gen və ya onun fraqmenti sintez edilir, dəyişdirilir ki, gen məhsulu öz funksiyasını itirsin.

Elmi tədqiqatlarda tətbiqi
Süni ifadə. Nokauta məntiqi əlavə süni ifadədir, yəni bədənə əvvəllər malik olmayan bir genin əlavə edilməsidir. Bu gen mühəndisliyi texnikası gen funksiyasını öyrənmək üçün də istifadə edilə bilər. Əslində, əlavə genlərin tətbiqi prosesi nokaut zamanı olduğu kimidir, lakin mövcud genlər dəyişdirilmir və ya zədələnmir.

Elmi tədqiqatlarda tətbiqi
Gen məhsullarının vizuallaşdırılması. Məqsəd bir gen məhsulunun lokalizasiyasını öyrənmək olduqda istifadə olunur. Etiketləmə üsullarından biri normal geni reportyor elementlə, məsələn, yaşıl flüoresan zülal geni ilə birləşdirilmiş genlə əvəz etməkdir.
Yaşıl flüoresan zülalın quruluşunun sxemi.

Deeva Nelli - 11-ci sinif, MAOU İlyinskaya orta məktəbi. Domodedovo

Təqdimat “Biotexnologiyada yeni nailiyyətlər” adlı tədqiqat məsələsi çərçivəsində hazırlanıb.

Yüklə:

Önizləmə:

Təqdimat önizləmələrindən istifadə etmək üçün özünüz üçün hesab yaradın ( hesab) Google və daxil olun: https://accounts.google.com

Slayd başlıqları:

Genetik və hüceyrə mühəndisliyi metodu 11-ci sinif şagirdi Deeva Nelly Müəllim Nadejda Borisovna Lobova tərəfindən ifa olunur.

Hüceyrə mühəndisliyi qida mühitində hüceyrə və toxumaların yetişdirilməsinə əsaslanan biotexnologiya sahəsidir. Hüceyrə mühəndisliyi

Ortasında XIX əsr Teodor Şvann tərtib etmişdir hüceyrə nəzəriyyəsi(1838). O, hüceyrə haqqında mövcud bilikləri ümumiləşdirərək hüceyrənin bütün canlı orqanizmlərin əsas quruluş vahidini təmsil etdiyini, heyvan və bitki hüceyrələrinin quruluşca oxşar olduğunu göstərmişdir. T.Şvann elmə hüceyrənin həyatın müstəqil vahidi, həyatın ən kiçik vahidi kimi düzgün başa düşülməsini daxil etdi: hüceyrədən kənarda həyat yoxdur.

Süni qida mühitlərində yetişdirilən bitki hüceyrələri və toxumaları kənd təsərrüfatında müxtəlif texnologiyaların əsasını təşkil edir. Onlardan bəziləri orijinal formaya uyğun bitkilərin əldə edilməsinə yönəlib. Digərləri isə ya ənənəvi çoxalma prosesini asanlaşdırmaq və sürətləndirmək, ya da genetik müxtəliflik yaratmaq və qiymətli əlamətlərə malik genotipləri axtarmaq və seçmək yolu ilə orijinal bitkilərdən genetik cəhətdən fərqli bitkilər yaratmaqdır. Hüceyrə texnologiyaları əsasında bitki və heyvanların təkmilləşdirilməsi

Heyvanların genetik təkmilləşdirilməsi embrion transplantasiyası texnologiyasının və onlarla mikromanipulyasiya üsullarının inkişafı ilə bağlıdır (eyni əkizlərin əldə edilməsi, növlərarası embrion köçürmələri və kimerik heyvanların əldə edilməsi, embrion hüceyrələrin nüvələrini enuklyasiya edilmiş hüceyrələrə köçürməklə heyvanların klonlaşdırılması, yəni. nüvəsi çıxarıldıqda, yumurtalar). 1996-cı ildə Edinburqdan olan Şotlandiya alimləri ilk dəfə nüvəsi köçürülmüş yumurtadan qoyun çıxarmağa müvəffəq oldular. somatik hüceyrə yetkin heyvanın (yelini).

Genetika mühəndisliyi hibrid DNT molekullarının istehsalına və bu molekulların digər orqanizmlərin hüceyrələrinə daxil edilməsinə, həmçinin molekulyar bioloji, immunokimyəvi və biokimyəvi üsullara əsaslanır. Genetika Mühəndisliyi

Genetik mühəndislik 1973-cü ildə amerikalı tədqiqatçılar Stenli Koen və Enli Çanq qurbağanın DNT-sinə bakterial plazmid daxil etdikdən sonra inkişaf etməyə başladı. Bu çevrilmiş plazmid daha sonra qurbağa zülallarını sintez etməyə və həmçinin qurbağa DNT-sini öz nəsillərinə ötürməyə başlayan bakteriya hüceyrəsinə qaytarıldı. Beləliklə, yad genləri müəyyən bir orqanizmin genomuna inteqrasiya etməyə imkan verən üsul tapıldı.

Genetik mühəndislik sənayedə geniş praktik tətbiq tapır Milli iqtisadiyyat mikrobioloji sənaye, əczaçılıq sənayesi, qida sənayesi və kənd təsərrüfatı kimi.

Bitki və heyvanların hüceyrə texnologiyaları əsasında təkmilləşdirilməsi Kartof, qarğıdalı, soya, düyü, kolza, xiyarın misli görünməmiş sortları yaradılmışdır. Genetik mühəndislik üsullarının uğurla tətbiq olunduğu bitki növlərinin sayı 50-dən çoxdur. Transgen meyvələr daha çox uzun müddətli adi bitkilərə nisbətən yetişmə. Bu amil daşınma zamanı, məhsulun artıq yetişməsindən qorxmağa ehtiyac olmadığı zaman böyük təsir göstərir. Genetik mühəndislik pomidorları kartofla, xiyarları soğanla, üzümləri qarpızla keçə bilir - burada imkanlar sadəcə heyrətamizdir. Yaranan məhsulun ölçüsü və iştahaaçan təzə görünüşü hər kəsi xoş təəccübləndirə bilər.

Heyvandarlıq da gen mühəndisliyi üçün maraq kəsb edən sahədir. Transgen qoyunların, donuzların, inəklərin, dovşanların, ördəklərin, qazların və toyuqların yaradılması üzrə tədqiqatlar bu günlərdə prioritet hesab olunur. Budur böyük diqqət xüsusi olaraq sintez edə bilən heyvanlara verilir dərmanlar: insulin, hormonlar, interferon, amin turşuları. Beləliklə, geni dəyişdirilmiş inək və keçilər bu cür müalicə üçün lazımi komponentləri ehtiva edən süd istehsal edə bilər dəhşətli xəstəlik hemofiliya kimi. Mübarizəyə güzəşt edilməməlidir təhlükəli viruslar. Müxtəlif yoluxucu xəstəliklərə genetik cəhətdən davamlı olan heyvanlar artıq mövcuddur və özlərini çox rahat hiss edirlər mühit. Ancaq yəqin ki, gen mühəndisliyində ən perspektivli şey heyvanların klonlaşdırılmasıdır. Bu termin (sözün dar mənasında) hüceyrələrin, genlərin, antikorların və çoxhüceyrəli orqanizmlər laboratoriya şəraitində. Bu cür nümunələr genetik olaraq eynidir. İrsi dəyişkənlik yalnız o halda mümkündür təsadüfi mutasiyalar və ya süni yaradılmışdırsa.

Genetik mühəndislik nümunələri

Məsələn, Lifestyle Pets şirkəti genetik mühəndisliyi ilə Asher GD adlı hipoalerjenik pişik yaratdı. Heyvanın bədəninə müəyyən bir gen daxil edildi ki, bu da ona "xəstəliklərdən qaçmağa" imkan verdi. Aşera

Hibrid pişik cinsi. 2006-cı ildə ABŞ-da Afrika serval, Asiya bəbir pişiyi və adi heyvanın genləri əsasında yetişdirilmişdir. ev pişiyi. Ev pişiklərinin ən böyüyü, çəkisi 14 kq və uzunluğu 1 metrə çata bilər. Ən çox biri bahalı cinslər pişiklər (pişik balasının qiyməti 22 000 - 28 000 dollar). Təvazökar xarakter və it kimi sədaqət

2007-ci ildə Cənubi Koreyalı bir alim pişiyin DNT-sini qaranlıqda parıldatmaq üçün dəyişdirdi, sonra həmin DNT-ni götürdü və ondan digər pişikləri klonlaşdırdı və tüklü, floresan pişiklərdən ibarət bütöv bir qrup yaratdı. O, bunu belə etdi: Tədqiqatçı erkək türk anqoralarından dəri hüceyrələri götürdü və bir virusdan istifadə edərək, qırmızı flüoresan zülal istehsal etmək üçün genetik təlimatlar təqdim etdi. Daha sonra o, genetik cəhətdən dəyişdirilmiş nüvələri klonlaşdırmaq üçün yumurtalara yerləşdirdi və embrionlar yenidən donor pişiklərə implantasiya edildi və onları öz klonları üçün surroqat ana etdi. Qaranlıq pişiklərdə parıldamaq

AquaBounty-nin geni dəyişdirilmiş qızılbalığı adi qızılbalıqdan iki dəfə tez böyüyür. Fotoda eyni yaşda olan iki qızılbalıq göstərilir. Şirkət bildirir ki, balığın adi qızılbalıq ilə eyni dad, toxuma, rəng və qoxu var; lakin onun yeməli olması ilə bağlı hələ də mübahisələr var. Genetik olaraq hazırlanmış Atlantik qızılbalıqda Chinook qızılbalığından əlavə böyümə hormonu var ki, bu da balıqlara il boyu böyümə hormonu istehsal etməyə imkan verir. Elm adamları, hormona keçid funksiyasını yerinə yetirən, Amerika ilban balığı adlanan ilanbalığına bənzər balıqdan götürülmüş bir gendən istifadə edərək hormonun fəaliyyətini təmin edə bildilər. Sürətlə böyüyən qızılbalıq

Vaşinqton Universitetinin alimləri qrunt sularında olan çirkləndiriciləri kök sistemləri vasitəsilə udaraq çirklənmiş əraziləri təmizləyə bilən qovaq ağaclarının yaradılması üzərində işləyirlər. Bitkilər daha sonra çirkləndiriciləri zərərsiz əlavə məhsullara parçalayır, köklər, gövdə və yarpaqlar tərəfindən udulur və ya havaya buraxılır. Çirklənmə ilə mübarizə aparan bitkilər

"Gen mühəndisliyi" təqdimatı üçün mətn.

Genetika və molekulyar biologiya haqqında biliklərimiz hər gün artır. Bu, ilk növbədə, mikroorqanizmlər üzərində işləmə ilə əlaqədardır, "gen mühəndisliyi" termini tam olaraq seleksiyaya aid edilə bilər, lakin bu termin yalnız fərdi genlərlə birbaşa manipulyasiya imkanının yaranması ilə əlaqədar yaranmışdır.

Beləliklə, gen mühəndisliyi bir genin bədəndən kənar əməliyyatlar vasitəsilə ötürülməsini mümkün edən üsullar toplusudur. bir orqanizmdən digərinə məlumat.

Bəzi bakteriyaların hüceyrələrində əsas böyük DNT molekulundan əlavə kiçik dairəvi DNT plazmid molekulu da var. Genetik mühəndislikdə ev sahibi hüceyrəyə lazımi məlumatları daxil etmək üçün istifadə edilən prazmidlərə vektorlar - yeni genlərin daşıyıcıları deyilir. Plazmidlərdən başqa viruslar və bakteriofaqlar vektor rolunu oynaya bilər.

Standart prosedur Şəkildə sxematik şəkildə göstərilmişdir.

Genetik cəhətdən dəyişdirilmiş orqanizmlərin yaradılmasının əsas mərhələlərini qeyd edə bilərik:

1. Maraq əlamətini kodlayan genin əldə edilməsi.

2. Bakteriya hüceyrəsindən plazmidin ayrılması. Plazmid "yapışqan ucları" tərk edən bir ferment tərəfindən açılır (kəsilir) - bunlar tamamlayıcı əsas ardıcıllıqlardır.

3. Vektor plazmidi olan hər iki gen.

4. Rekombinasiya edilmiş plazmidin ana hüceyrəyə daxil edilməsi.

5. Əlavə gen almış hüceyrələrin seçilməsi. işarəsi və onun praktiki istifadəsi. Belə bir yeni bakteriya yeni bir protein sintez edəcək, onu fermentlərdən istifadə edərək yetişdirmək və sənaye miqyasında biokütlə əldə etmək olar.

Gen mühəndisliyinin nailiyyətlərindən biri də insanlarda insulinin sintezini kodlayan genlərin bakteriya hüceyrəsinə köçürülməsidir. Səbəb olduğu o vaxtdan bəri aydın oldu diabetes mellitus insulin hormonunun çatışmazlığı olduğu üçün diabet xəstələri heyvanların kəsilməsindən sonra mədəaltı vəzidən alınan insulini qəbul etməyə başladılar. İnsülin bir zülaldır və buna görə də bu zülalın genlərinin bakteriya hüceyrələrinə daxil edilib daha sonra hormonun daha ucuz və daha rahat mənbəyi kimi istifadə edilmək üçün sənaye tərəzilərində yetişdirilə biləcəyinə dair çoxlu müzakirələr aparılmışdır. Hazırda insan insulininin genlərinin köçürülməsi mümkün olub və artıq başlayıb sənaye istehsalı bu hormon.

İnsanlar üçün başqa bir vacib protein interferondur, adətən viral infeksiyaya cavab olaraq əmələ gəlir. İnterferon geni də bakteriya hüceyrəsinə köçürüldü.

Gələcəyə baxsaq, bakteriyalardan hormonlar, antibiotiklər, fermentlər və kənd təsərrüfatında lazım olan maddələr kimi bir sıra eukaryotik hüceyrə məhsullarının istehsalı üçün fabrik kimi geniş şəkildə istifadə ediləcək.

Faydalı prokaryotik genlərin eukaryotik hüceyrələrə daxil edilməsi mümkündür. Məsələn, faydalı kənd təsərrüfatı bitkilərinin hüceyrələrinə azot fiksasiya edən bakteriyaların geni daxil edin. Bu son dərəcə vacib olardı böyük əhəmiyyət kəsb edir qida istehsalı üçün külli miqdarda pul xərclənən və yaxınlıqdakı çayları və gölləri çirkləndirən nitrat gübrələrinin torpağa daxil edilməsini kəskin şəkildə azaltmaq və ya hətta tamamilə dayandırmaq olardı.

V müasir dünya estetik məqsədlər üçün dəyişdirilmiş orqanizmlər yaratmaq üçün də genetik mühəndislikdən istifadə olunur (bu slayd silinib, amma istəsəniz, mavi qızılgüllər və luminescent balıqlarla şəkillər əlavə edə bilərsiniz).

Slayd 2

Genetik mühəndislik in vitro əməliyyatlar vasitəsilə (in vitro, bədəndən kənar) genetik məlumatı bir orqanizmdən digərinə ötürməyə imkan verən üsullar toplusudur.

Slayd 3

Genetik mühəndisliyin məqsədi sənaye miqyasında müəyyən “insan” zülalları istehsal edə bilən hüceyrələri (ilk növbədə bakterial) əldə etməkdir; növlərarası maneələri aşmaq və bir orqanizmin fərdi irsi xüsusiyyətlərini digərinə ötürmək qabiliyyətində (bitki və heyvanların seçimində istifadə)

Slayd 4

Genetik mühəndisliyin rəsmi doğulduğu tarix 1972-ci il hesab olunur. Onun yaradıcısı amerikalı biokimyaçı Pol Berq idi.

Slayd 5

Kaliforniyanın San-Fransisko yaxınlığındakı Stenford Universitetində işləyən Paul Berqin başçılıq etdiyi tədqiqatçılar qrupu bədəndən kənarda ilk rekombinant (hibrid) DNT-nin yaradıldığını bildirdi. İlk rekombinant DNT molekulu fraqmentlərdən ibarət idi coli(Eschherihia coli), bu bakteriyanın özündən bir qrup gen və meymunlarda şişlərin inkişafına səbəb olan SV40 virusunun tam DNT-si. Belə bir rekombinant quruluş nəzəri olaraq həm E. coli, həm də meymun hüceyrələrində funksional fəaliyyət göstərə bilər. O, bir bakteriya və heyvan arasında bir servis kimi "gəzmək" edə bilərdi. Bu işə görə Pol Berq 1980-ci ildə Nobel mükafatına layiq görülüb.

Slayd 6

SV40 virusu