"Методи на клетъчното и генно инженерство" (презентация). Презентация на тема: Генно инженерство Чиито продукти съдържат трансгенни компоненти

1 слайд

2 слайд

Историческа справкаПрез 1953 г. Дж. Уотсън и Ф. Крик създават двуверижен ДНК модел, в началото на 50-те и 60-те години на 20 век са изяснени свойствата на генетичния код; През 1970 г. Г. Смит пръв изолира редица ензими - рестрикционни, подходящи за целите на генното инженерство. Комбинацията от ДНК рестрикционни ензими (за нарязване на ДНК молекули на специфични фрагменти) и ензими, ДНК лигази, изолирани през 1967 г. (за „свързване“ на фрагменти в произволна последователност) може с право да се счита за централна връзка в технологията на генното инженерство. През 1972 г. P. Berg, S. Cohen, H. Boyer създават първата рекомбинантна ДНК. От началото на 80-те години. постиженията на генното инженерство започват да се използват в практиката. От 1996 г. в селското стопанство се използват генномодифицирани. Уотсън и Крик

3 слайд

Цели на генното инженерство: Придаване на устойчивост на пестициди Придаване на устойчивост срещу вредители и болести Увеличаване на производителността Придаване на специални качества

4 слайд

Технология 1. Получаване на изолиран ген. 2. Въвеждане на гена във вектор за интегриране в тялото. 3. Трансфер на вектора с конструкта в модифицирания приемен организъм. 4. Молекулярно клониране. 5. ГМО селекция

5 слайд

Същността на технологията е насочено, по зададена програма, изграждане на молекулярно-генетични системи извън тялото с последващо въвеждане на създадените структури в живия организъм. В резултат на това се постига тяхното включване и активност в даден организъм и неговото потомство. Възможностите на генното инженерство - генетичната трансформация, пренасянето на чужди гени и други материални носители на наследственост в клетките на растенията, животните и микроорганизмите, производството на генно-инженерно модифицирани организми с нови уникални генетични, биохимични и физиологични свойства и характеристики, правят тази посока стратегическа. Трансгенна мишка

6 слайд

Практически постижения на съвременното генно инженерство Създадени са клонотеки, които представляват колекции от бактериални клонове. Всеки от тези клонове съдържа фрагменти от ДНК от специфичен организъм (дрозофила, човек и други). На базата на трансформирани щамове на вируси, бактерии и дрожди, промишлено производствоинсулин, интерферон, хормонални лекарства. Производството на протеини, които помагат за запазване на кръвосъсирването при хемофилия и други лекарства, са на етап тестване. Трансгенен висши организми, в чиито клетки успешно функционират гени от напълно различни организми. Широко известни са генетично защитени генетично модифицирани растения, които са устойчиви на високи дози от определени хербициди и вредители. Сред трансгенните растения водещи позиции заемат: соя, царевица, памук и рапица. Овцата Доли

7 слайд

Екологични и генетични рискове от ГМ технологиите Генното инженерствосе отнася до технологията високо ниво. Високите биотехнологии се характеризират с висока наукоемкост. ГМ технологиите се използват както в рамките на конвенционалното селскостопанско производство, така и в други области на човешката дейност: в здравеопазването, промишлеността, различни области на науката, както и при планирането и провеждането на мерки за опазване на околната среда. Всички технологии на високо ниво могат да бъдат опасни за хората и околната среда, тъй като последствията от тяхното използване са непредвидими. За намаляване на вероятността от неблагоприятни екологични и генетични последици от употребата технологии за генно инженерствоПостоянно се разработват нови подходи. Например трансгенезата (въвеждането на чужди гени в генома на генетично модифициран организъм) може в близко бъдеще да бъде заменена от цисгенезата (въвеждането на гени от същия или тясно свързан вид в генома на генетично модифициран организъм).

Генното инженерство
Работата е изпълнена от ученик от 10 клас - Роман Кирилов.

Генното инженерство
Генното инженерство (генно инженерство) е набор от техники, методи и технологии за получаване на рекомбинантна РНК и ДНК, изолиране на гени от организъм (клетки), манипулиране на гени и въвеждането им в други организми.

Генното инженерство не е наука в широк смисъл, а е инструмент на биотехнологията, използващ методи на биологичните науки като молекулярна и клетъчна биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.
Кенийци тестват как расте нов трансгенен сорт култури, който е устойчив на насекоми вредители.

История на развитието и достигнато ниво на технологиите
През втората половина на 20 век няколко важни откритияи изобретения в основата на генното инженерство. Многогодишните опити за „разчитане“ на биологичната информация, „записана“ в гените, са успешно завършени. Тази работа е започната от английския учен Ф. Сангер и американския учен У. Гилбърт ( Нобелова наградапо химия 1980). Както е известно, гените съдържат информация-инструкции за синтеза на РНК молекули и протеини, включително ензими, в организма. За да принудите клетката да синтезира нови необичайни за нея вещества, е необходимо в нея да се синтезират съответните набори от ензими. И за това е необходимо или целенасочено да се променят гените, разположени в него, или да се въведат нови, липсващи преди това гени в него. Промените в гените в живите клетки са мутации. Те възникват под въздействието например на мутагени - химически отрови или радиация.
Фредерик Сангер
Уолтър Гилбърт

Човешко генно инженерство
Когато се прилага върху хора, генното инженерство може да се използва за лечение на наследствени заболявания. Технически обаче има значителна разлика между лечението на самия пациент и промяната на генома* на неговите потомци.
*Геномът е съвкупността от всички гени на един организъм; пълния му набор от хромозоми.
Нокаут мишки

Ген нокаут. За изследване на функцията на конкретен ген може да се използва ген нокаут. Това е името на техниката за премахване на един или повече гени, която позволява да се изследват последствията от такава мутация. За нокаут се синтезира същият ген или негов фрагмент, модифициран така, че генният продукт да загуби своята функция.

Приложение в научните изследвания
Изкуствен израз. Логично допълнение към нокаута е изкуствената експресия, тоест добавянето на ген към тялото, който преди това не е имало. Тази техника на генно инженерство може да се използва и за изследване на генната функция. По същество процесът на въвеждане на допълнителни гени е същият като при нокаут, но съществуващи генине са заменени или повредени.

Приложение в научните изследвания
Визуализация на генни продукти. Използва се, когато целта е да се изследва локализацията на генен продукт. Един от методите за маркиране е да се замени нормалният ген с такъв, слят с репортерен елемент, например с гена на зеления флуоресцентен протеин
Схема на структурата на зелен флуоресцентен протеин.

Деева Нели - 11 клас, МАОУ Ильинская гимназия. Домодедово

Презентацията е изготвена в рамките на учебната тема "Нови постижения в биотехнологиите"

Изтегли:

Преглед:

За да използвате визуализации на презентации, създайте акаунт за себе си ( сметка) Google и влезте: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

Метод на генетично и клетъчно инженерство Изпълнява ученик от 11 клас Деева Нели Учител Надежда Борисовна Лобова

Клетъчното инженерство е област на биотехнологията, основана на култивирането на клетки и тъкани в хранителни среди. Клетъчно инженерство

По средата XIX векТеодор Шван формулира клетъчна теория(1838). Той обобщи съществуващите знания за клетката и показа, че клетката представлява основната структурна единица на всички живи организми, че клетките на животните и растенията са сходни по структура. Т. Шван въведе в науката правилното разбиране на клетката като самостоятелна единица на живота, най-малката единица на живота: извън клетката няма живот.

Растителните клетки и тъкани, отглеждани върху изкуствени хранителни среди, са в основата на различни технологии в селското стопанство. Някои от тях са насочени към получаване на растения, идентични с оригиналната форма. Други са да създават растения, които са генетично различни от оригиналните, или чрез улесняване и ускоряване на традиционния процес на размножаване, или чрез създаване на генетично разнообразие и търсене и селекция на генотипове с ценни черти. Подобряване на растенията и животните на базата на клетъчни технологии

Генетичното подобряване на животните е свързано с разработването на технология за трансплантация на ембриони и методи за микроманипулация с тях (получаване на еднояйчни близнаци, междувидови ембриотрансфери и получаване на химерни животни, клониране на животни чрез трансплантация на ядрата на ембрионални клетки в енуклеирани, т.е. с отстранено ядро, яйца). През 1996 г. шотландски учени от Единбург за първи път успяват да създадат овца от енуклеирано яйце, в което е трансплантирано ядрото соматична клетка(виме) на възрастно животно.

Генното инженерство се основава на производството на хибридни ДНК молекули и въвеждането на тези молекули в клетките на други организми, както и на молекулярно-биологични, имунохимични и биохимични методи. Генното инженерство

Генното инженерство започва да се развива през 1973 г., когато американските изследователи Стенли Коен и Анли Чанг вмъкват бактериален плазмид в ДНК на жаба. Този трансформиран плазмид след това се връща в бактериалната клетка, която започва да синтезира жабешки протеини и също така предава жабешка ДНК на своите потомци. Така беше открит метод, който позволява интегрирането на чужди гени в генома на определен организъм.

Генното инженерство намира широко практическо приложение в промишлеността Национална икономика, като микробиологичната промишленост, фармацевтичната промишленост, хранително-вкусовата промишленост и селското стопанство.

Подобряване на растенията и животните на базата на клетъчни технологии Разработени са безпрецедентни сортове картофи, царевица, соя, ориз, рапица и краставици. Броят на растителните видове, към които са приложени успешно методите на генното инженерство, надхвърля 50. Трансгенните плодове имат повече дългосроченузряване в сравнение с конвенционалните култури. Този фактор има голям ефект по време на транспортиране, когато няма нужда да се страхувате, че продуктът ще бъде презрял. Генното инженерство може да кръстоса домати с картофи, краставици с лук, грозде с дини - възможностите тук са просто невероятни. Големината и апетитният свеж вид на получения продукт може да изненада приятно всеки.

Животновъдството също е област на интерес за генното инженерство. Изследванията за създаване на трансгенни овце, прасета, крави, зайци, патици, гъски и пилета се считат за приоритет в наши дни. Тук голямо вниманиесе дава специално на животни, които могат да синтезират лекарства: инсулин, хормони, интерферон, аминокиселини. По този начин генетично модифицираните крави и кози биха могли да произвеждат мляко, което да съдържа необходимите компоненти за лечение на такива ужасна болесткато хемофилия. Не бива да се пренебрегва борбата с опасни вируси. Вече съществуват животни, които са генетично устойчиви на различни инфекциозни заболявания и се чувстват много добре заобикаляща среда. Но може би най-обещаващото нещо в генното инженерство е клонирането на животни. Този термин се отнася (в тесния смисъл на думата) до копирането на клетки, гени, антитела и многоклетъчни организмив лабораторни условия. Такива екземпляри са генетично идентични. Наследствената изменчивост е възможна само ако случайни мутацииили, ако са създадени изкуствено.

Примери за генно инженерство

Например, компанията Lifestyle Pets създаде, използвайки генно инженерство, хипоалергенна котка на име Asher GD. В тялото на животното е въведен определен ген, който му позволява да "избягва болести". Ашера

Хибридна порода котки. Отгледан в САЩ през 2006 г., на базата на гените на африкански сервал, азиатска леопардова котка и обикновен домашна котка. Най-голямата от домашните котки, тя може да достигне тегло от 14 кг и дължина от 1 метър. Един от най скъпи породикотки (цена на коте $22 000 - 28 000). Отстъпчив характер и кучешка преданост

През 2007 г. южнокорейски учен промени ДНК-то на котка, за да я накара да свети в тъмното, след което взе тази ДНК и клонира други котки от нея, създавайки цяла група космати, флуоресцентни котки. Ето как го направи: Изследователят взе кожни клетки от мъжки турски ангори и с помощта на вирус въведе генетични инструкции за производство на червен флуоресцентен протеин. След това той постави генетично променените ядра в яйцеклетките за клониране и ембрионите бяха имплантирани обратно в котките донори, правейки ги сурогатни майки за техните собствени клонинги. Светещи в тъмното котки

Генетично модифицираната сьомга на AquaBounty расте два пъти по-бързо от обикновената сьомга. На снимката са две сьомги на същата възраст. Компанията казва, че рибата има същия вкус, текстура, цвят и миризма като обикновената сьомга; въпреки това все още има дебат относно годността му за консумация. Генетично модифицираната атлантическа сьомга има допълнителен растежен хормон от чинук сьомга, който позволява на рибата да произвежда растежен хормон през цялата година. Учените успяха да поддържат активността на хормона, използвайки ген, взет от подобна на змиорка риба, наречена американска змиорка, който действа като превключвател за хормона. Бързо растяща сьомга

Учени от Университета на Вашингтон работят за разработването на тополови дървета, които могат да почистват замърсени зони, като абсорбират замърсители, намиращи се в подпочвените води чрез техните коренови системи. След това растенията разграждат замърсителите до безвредни странични продукти, които се абсорбират от корените, ствола и листата или се отделят във въздуха. Растения за борба със замърсяването

Текст към презентацията "Генетично инженерство".

Познанията ни по генетика и молекулярна биология нарастват всеки ден. Това се дължи преди всичко на работата върху микроорганизмите, която може да бъде напълно приписана на селекцията, но този термин възниква само във връзка с появата на възможността за директна манипулация на отделни гени.

По този начин генното инженерство е набор от методи, които правят възможно прехвърлянето на ген чрез операции извън тялото. информация от един организъм към друг.

В клетките на някои бактерии, в допълнение към основната голяма ДНК молекула, има и малка кръгова ДНК плазмидна молекула. В генното инженерство празмидите, използвани за въвеждане на необходимата информация в клетката гостоприемник, се наричат ​​вектори - носители на нови гени. В допълнение към плазмидите, вирусите и бактериофагите могат да играят ролята на вектори.

Стандартната процедура е показана схематично на фиг.

Можем да подчертаем основните етапи на създаване на генетично модифицирани организми:

1. Получаване на ген, кодиращ интересната черта.

2. Изолиране на плазмид от бактериална клетка. Плазмидът се отваря (отрязва) от ензим, който оставя "лепкави краища" - това са комплементарни базови последователности.

3. Двата гена с векторен плазмид.

4. Въвеждане на рекомбинирания плазмид в клетката гостоприемник.

5. Избор на клетки, които са получили допълнителен ген. знак и неговата практическа употреба. Такава нова бактерия ще синтезира нов протеин; той може да бъде отгледан с помощта на ензими и получена биомаса в индустриални мащаби.

Едно от постиженията на генното инженерство е прехвърлянето на гени, кодиращи синтеза на инсулин при човека, в бактериална клетка. Откакто стана ясно, че причината захарен диабете липса на хормона инсулин, пациентите с диабет започват да получават инсулин, който се получава от панкреаса след клането на животни. Инсулинът е протеин и затова има много дебати за това дали гените за този протеин могат да бъдат вмъкнати в бактериални клетки и след това да се отглеждат в индустриални мащаби, за да се използват като по-евтин и по-удобен източник на хормона. Понастоящем е възможно да се прехвърлят гените на човешки инсулин и това вече е започнало промишлено производствотози хормон.

Друг важен протеин за хората е интерферонът, който обикновено се образува в отговор на вирусна инфекция. Генът на интерферона също беше прехвърлен в бактериалната клетка.

Поглеждайки към бъдещето, бактериите ще бъдат широко използвани като фабрики за производството на редица продукти от еукариотни клетки като хормони, антибиотици, ензими и вещества, необходими в селското стопанство.

Възможно е полезни прокариотни гени да бъдат включени в еукариотни клетки. Например, въведете гена за азотфиксиращи бактерии в клетките на полезни селскостопански растения. Това би било изключително важно голямо значениеза производството на храни би било възможно рязко да се намали или дори напълно да се откаже от въвеждането на нитратни торове в почвата, за които се харчат огромни суми пари и които замърсяват близките реки и езера.

V модерен святгенното инженерство се използва и за създаване на модифицирани организми за естетически цели (този слайд е изтрит, но ако искате, можете да вмъкнете снимки със сини рози и луминесцентни риби).

Слайд 2

Генното инженерство е набор от методи, които позволяват чрез ин витро операции (ин витро, извън тялото) да се прехвърли генетична информация от един организъм в друг.

Слайд 3

Целта на генното инженерство е да се получат клетки (предимно бактериални), способни да произвеждат определени „човешки“ протеини в индустриален мащаб; в способността за преодоляване на междувидови бариери и прехвърляне на индивидуални наследствени характеристики на един организъм в друг (използване при селекцията на растения и животни)

Слайд 4

Официалната дата на раждане на генното инженерство се счита за 1972 г. Негов основател е американският биохимик Пол Бърг.

Слайд 5

Екип от изследователи, ръководен от Пол Берг, който е работил в Станфордския университет, близо до Сан Франциско в Калифорния, съобщава за създаването на първата рекомбинантна (хибридна) ДНК извън тялото. Първата рекомбинантна ДНК молекула се състои от фрагменти коли(Eschherihia coli), група гени от самата тази бактерия и пълната ДНК на вируса SV40, който причинява развитието на тумори при маймуни. Такава рекомбинантна структура може теоретично да има функционална активност както в Е. coli, така и в маймунски клетки. Тя можеше да „ходи“ като совалка между бактерия и животно. За тази работа Пол Берг получава Нобелова награда през 1980 г.

Слайд 6

Вирус SV40