"Metode ćelijskog i genetskog inženjeringa" (prezentacija). Prezentacija na temu: Genetski inženjering čiji proizvodi sadrže transgene komponente

1 slajd

2 slajd

Istorijska referenca Godine 1953., J. Watson i F. Crick su stvorili dvolančani DNK model na prijelazu iz 50-ih u 60-e 20. vijeka, razjašnjena su svojstva genetskog koda. G. Smith je 1970. godine prvi izolovao niz enzima - restrikcijskih enzima, pogodnih za potrebe genetskog inženjeringa. Kombinacija DNK restrikcijskih enzima (za rezanje molekula DNK na specifične fragmente) i enzima, DNK ligaza, izolovanih još 1967. godine (za „vezivanje” fragmenata u proizvoljnom nizu) s pravom se može smatrati središnjom karikom u tehnologiji genetskog inženjeringa. 1972. P. Berg, S. Cohen, H. Boyer su stvorili prvu rekombinantnu DNK. Od ranih 1980-ih. dostignuća genetskog inženjeringa počinju da se koriste u praksi. Od 1996. godine genetski modifikovani se koriste u poljoprivredi. Watson i Crick

3 slajd

Ciljevi genetskog inženjeringa: Pružanje otpornosti na pesticide Pružanje otpornosti na štetočine i bolesti Povećanje produktivnosti Davanje posebnih kvaliteta

4 slajd

Tehnologija 1. Dobivanje izolovanog gena. 2. Uvođenje gena u vektor za integraciju u tijelo. 3. Transfer vektora sa konstruktom u modifikovani organizam primaoca. 4. Molekularno kloniranje. 5. GMO selekcija

5 slajd

Suština tehnologije je usmjerena, prema zadatom programu, izgradnja molekularno genetskih sistema izvan tijela sa naknadnim unošenjem stvorenih struktura u živi organizam. Kao rezultat, postiže se njihova uključenost i aktivnost u datom organizmu i njegovom potomstvu. Mogućnosti genetskog inženjeringa – genetska transformacija, prijenos stranih gena i drugih materijalnih nosilaca nasljeđa u ćelije biljaka, životinja i mikroorganizama, proizvodnja genetski modificiranih organizama s novim jedinstvenim genetskim, biohemijskim i fiziološkim svojstvima i karakteristikama, čine ovaj pravac je strateški. Transgeni miš

6 slajd

Stvorena su praktična dostignuća savremenog genetskog inženjeringa Klonoteke, koje su zbirke bakterijskih klonova. Svaki od ovih klonova sadrži fragmente DNK iz određenog organizma (Drosophila, human i drugi). Na osnovu transformisanih sojeva virusa, bakterija i kvasca, industrijska proizvodnja insulin, interferon, hormonalni lekovi. Proizvodnja proteina koji pomažu u očuvanju zgrušavanja krvi kod hemofilije i drugih lijekova su u fazi testiranja. Transgenic viših organizama, u čijim ćelijama uspješno funkcionišu geni potpuno različitih organizama. Genetski zaštićene genetski modificirane biljke koje su otporne na visoke doze određenih herbicida i štetočina su nadaleko poznate. Među transgenim biljkama vodeće pozicije zauzimaju: soja, kukuruz, pamuk, uljana repica. Ovca Dolly

7 slajd

Ekološki i genetski rizici GM tehnologija Genetski inženjering odnosi se na tehnologiju visoki nivo. Visoke biotehnologije karakteriše visok naučni intenzitet. GM tehnologije se koriste kako u okviru konvencionalne poljoprivredne proizvodnje, tako iu drugim oblastima ljudske djelatnosti: u zdravstvu, industriji, raznim oblastima nauke, te u planiranju i provođenju mjera zaštite životne sredine. Bilo koja tehnologija visokog nivoa može biti opasna za ljude i njihovu okolinu, jer su posljedice njihove upotrebe nepredvidive. Kako bi se smanjila vjerovatnoća štetnih ekoloških i genetskih posljedica korištenja tehnologije genetskog inženjeringa Novi pristupi se stalno razvijaju. Na primjer, transgeneza (unošenje stranih gena u genom genetski modificiranog organizma) bi u bliskoj budućnosti mogla biti zamijenjena cisgenezom (unošenje gena iste ili blisko srodne vrste u genom genetski modificiranog organizma).

Genetski inženjering
Rad je završio učenik 10. razreda - Roman Kirillov.

Genetski inženjering
Genetski inženjering (genetski inženjering) je skup tehnika, metoda i tehnologija za dobijanje rekombinantne RNK i DNK, izolovanje gena iz organizma (ćelija), manipulaciju genima i njihovo unošenje u druge organizme.

Genetski inženjering nije nauka u širem smislu, već je alat biotehnologije, koristeći metode bioloških nauka kao što su molekularna i ćelijska biologija, citologija, genetika, mikrobiologija, virologija.
Kenijci testiraju kako raste nova transgena sorta usjeva koja je otporna na štetočine insekata.

Istorija razvoja i dostignuti nivo tehnologije
U drugoj polovini 20. vijeka nekoliko važna otkrića i pronalasci koji su u osnovi genetskog inženjeringa. Višegodišnji pokušaji da se “čitaju” biološke informacije koje su “zapisane” u genima uspješno su završene. Ovaj rad započeli su engleski naučnik F. Sanger i američki naučnik W. Gilbert ( nobelova nagrada u hemiji 1980). Kao što je poznato, geni sadrže informacije-instrukcije za sintezu RNK molekula i proteina, uključujući enzime, u tijelu. Da bi se stanica prisilila da sintetizira nove tvari koje su za nju neuobičajene, potrebno je da se u njoj sintetiziraju odgovarajući skupovi enzima. A za to je potrebno ili namjerno promijeniti gene koji se nalaze u njemu, ili u njega uvesti nove, ranije odsutne gene. Promjene gena u živim stanicama su mutacije. Nastaju pod utjecajem, na primjer, mutagena - hemijskih otrova ili zračenja.
Frederick Sanger
Walter Gilbert

Humani genetski inženjering
Kada se primjenjuje na ljudima, genetski inženjering bi se mogao koristiti za liječenje nasljednih bolesti. Međutim, tehnički, postoji značajna razlika između liječenja samog pacijenta i promjene genoma* njegovih potomaka.
*Genom je ukupnost svih gena jednog organizma; njegov kompletan hromozomski set.
Nokaut miševi

Gene nokaut. Za proučavanje funkcije određenog gena može se koristiti nokaut gena. Ovo je naziv za tehniku ​​uklanjanja jednog ili više gena, koja omogućava proučavanje posljedica takve mutacije. Za nokaut se sintetizira isti gen ili njegov fragment, modificira se tako da genski proizvod gubi svoju funkciju.

Primjena u naučnim istraživanjima
Veštačko izražavanje. Logičan dodatak nokautu je umjetna ekspresija, odnosno dodavanje gena u tijelo koje ono ranije nije imalo. Ova tehnika genetskog inženjeringa može se koristiti i za proučavanje funkcije gena. U suštini, proces uvođenja dodatnih gena je isti kao kod nokauta, ali postojećih gena nisu zamijenjeni ili oštećeni.

Primjena u naučnim istraživanjima
Vizualizacija genskih proizvoda. Koristi se kada je cilj proučavanje lokalizacije genskog proizvoda. Jedna od metoda označavanja je zamjena normalnog gena onim spojenim s reporterskim elementom, na primjer, sa zelenim fluorescentnim proteinskim genom
Shema strukture zelenog fluorescentnog proteina.

Deeva Nelli - 11. razred, MAOU Ilyinskaya srednja škola. Domodedovo

Prezentacija je pripremljena u okviru studijskog broja "Nova dostignuća u biotehnologiji"

Skinuti:

Pregled:

Da biste koristili preglede prezentacija, kreirajte račun za sebe ( račun) Guglajte i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Metoda genetskog i ćelijskog inženjeringa Izvodi učenica 11. razreda Deeva Nelly Učiteljica Nadežda Borisovna Lobova

Ćelijski inženjering je oblast biotehnologije koja se zasniva na uzgoju ćelija i tkiva u hranljivim medijima. Cell engineering

U sredini XIX vijeka Formulisao je Theodor Schwann ćelijska teorija(1838). On je sumirao postojeća saznanja o ćeliji i pokazao da ćelija predstavlja osnovnu strukturnu jedinicu svih živih organizama, da su ćelije životinja i biljaka slične po građi. T. Schwann je u nauku uveo ispravno poimanje ćelije kao samostalne jedinice života, najmanje jedinice života: izvan ćelije nema života.

Biljne ćelije i tkiva uzgojena na umjetnim hranjivim podlogama čine osnovu različitih tehnologija u poljoprivredi. Neki od njih imaju za cilj dobivanje biljaka identičnih izvornom obliku. Drugi su stvaranje biljaka koje se genetski razlikuju od originalnih, bilo olakšavanjem i ubrzavanjem tradicionalnog procesa uzgoja ili stvaranjem genetske raznolikosti i traženjem i odabirom genotipova s ​​vrijednim osobinama. Unapređenje biljaka i životinja zasnovano na ćelijskim tehnologijama

Genetsko unapređenje životinja povezano je sa razvojem tehnologije transplantacije embrija i metoda mikromanipulacije sa njima (dobivanje jednojajčanih blizanaca, međuvrstni embriotransferi i dobijanje himernih životinja, kloniranje životinja presađivanjem jezgra embrionalnih ćelija u enukleirane, tj. sa uklonjenim nukleusom, jaja). Škotski naučnici iz Edinburgha su 1996. godine prvi put uspjeli proizvesti ovcu iz enukleiranog jajeta u koje je presađeno nukleus somatska ćelija(vimena) odrasle životinje.

Genetski inženjering se zasniva na proizvodnji hibridnih molekula DNK i uvođenju ovih molekula u ćelije drugih organizama, kao i na molekularno-biološkim, imunohemijskim i biohemijskim metodama. Genetski inženjering

Genetski inženjering je počeo da se razvija 1973. godine, kada su američki istraživači Stanley Cohen i Anley Chang ubacili bakterijski plazmid u DNK žabe. Ovaj transformirani plazmid je zatim vraćen u bakterijsku ćeliju, koja je počela sintetizirati proteine ​​žabe i također prenositi DNK žabe svojim potomcima. Tako je pronađena metoda koja omogućava integraciju stranih gena u genom određenog organizma.

Genetski inženjering nalazi široku praktičnu primjenu u industriji Nacionalna ekonomija, kao što su mikrobiološka industrija, farmaceutska industrija, prehrambena industrija i poljoprivreda.

Unapređenje biljaka i životinja zasnovano na ćelijskim tehnologijama Razvijene su neviđene sorte krompira, kukuruza, soje, pirinča, uljane repice i krastavaca. Broj biljnih vrsta na koje su metode genetskog inženjeringa uspješno primijenjene prelazi 50. Transgenični plodovi imaju više dugoročno sazrevanja od konvencionalnih useva. Ovaj faktor ima veliki uticaj tokom transporta, kada se ne treba bojati da će proizvod biti prezreo. Genetski inženjering može ukrstiti paradajz sa krompirom, krastavce sa lukom, grožđe sa lubenicom - mogućnosti su ovde jednostavno neverovatne. Veličina i ukusan svježi izgled dobivenog proizvoda mogu svakoga ugodno iznenaditi.

Stočarstvo je također područje od interesa za genetski inženjering. Istraživanje o stvaranju transgenih ovaca, svinja, krava, zečeva, pataka, gusaka i pilića danas se smatra prioritetom. Evo velika pažnja daje se posebno životinjama koje mogu sintetizirati lijekovi: insulin, hormoni, interferon, aminokiseline. Tako bi genetski modificirane krave i koze mogle proizvesti mlijeko koje bi sadržavalo potrebne komponente za liječenje takvih strašna bolest poput hemofilije. Ne treba zanemariti borbu sa opasni virusi. Životinje koje su genetski otporne na razne zarazne bolesti već postoje i u njima se osjećaju vrlo ugodno okruženje. Ali vjerovatno najperspektivnija stvar u genetskom inženjeringu je kloniranje životinja. Ovaj izraz se odnosi (u užem smislu riječi) na kopiranje ćelija, gena, antitijela i višećelijskih organizama u laboratorijskim uslovima. Takvi primjerci su genetski identični. Nasljedna varijabilnost je moguća samo ako nasumične mutacije ili, ako je stvorena umjetno.

Primjeri genetskog inženjeringa

Na primjer, kompanija Lifestyle Pets stvorila je, koristeći genetski inženjering, hipoalergenu mačku po imenu Asher GD. Određeni gen je uveden u tijelo životinje, što joj je omogućilo da "izbjegne bolesti". Asherah

Hibridna rasa mačaka. Uzgajan u SAD-u 2006. godine, na osnovu gena afričkog servala, azijske leopard mačke i običnog domaća mačka. Najveća od domaćih mačaka, može doseći težinu od 14 kg i dužinu od 1 metar. Jedan od mnogih skupe rase mačke (cijena mačića 22.000 - 28.000 dolara). Popustljiv karakter i pseća odanost

2007. godine, južnokorejski naučnik izmijenio je DNK mačke kako bi svijetlio u mraku, a zatim je uzeo taj DNK i iz njega klonirao druge mačke, stvarajući cijelu grupu krznenih, fluorescentnih mačaka. Evo kako je to uradio: Istraživač je uzeo ćelije kože od mužjaka turske angore i, koristeći virus, uveo genetske instrukcije za proizvodnju crvenog fluorescentnog proteina. Zatim je genetski izmijenjena jezgra stavio u jajne stanice radi kloniranja, a embrioni su implantirani natrag u mačke donore, čineći ih surogat majkama za svoje klonove. Mačke koje svijetle u mraku

AquaBountyjev genetski modificirani losos raste dvostruko brže od običnog lososa. Na fotografiji su dva lososa istih godina. Kompanija kaže da riba ima isti ukus, teksturu, boju i miris kao i obični losos; međutim, još uvijek se vodi debata o njegovoj jestivosti. Genetski modificirani atlantski losos ima dodatni hormon rasta iz Chinook lososa, koji omogućava ribama da proizvode hormon rasta tijekom cijele godine. Naučnici su uspjeli održati aktivnost hormona koristeći gen uzet iz ribe nalik jegulji zvane američka jegulja, koja djeluje kao prekidač za hormon. Losos koji brzo raste

Naučnici sa Univerziteta u Washingtonu rade na razvoju stabala topola koje mogu očistiti kontaminirana područja apsorbirajući zagađivače koji se nalaze u podzemnim vodama kroz svoj korijenski sistem. Biljke zatim razgrađuju zagađivače u bezopasne nusproizvode, koje upijaju korijenje, stablo i lišće ili se ispuštaju u zrak. Postrojenja za borbu protiv zagađenja

Tekst za prezentaciju "Genetski inženjering".

Naše znanje o genetici i molekularnoj biologiji raste svakim danom. To je prvenstveno zbog rada na mikroorganizmima. Pojam “genetski inženjering” može se u potpunosti pripisati selekciji, ali je ovaj termin nastao tek u vezi s pojavom mogućnosti direktne manipulacije pojedinačnim genima.

Dakle, genetski inženjering je skup metoda koje omogućavaju prijenos gena kroz operacije izvan tijela. informacije od jednog organizma do drugog.

U ćelijama nekih bakterija, pored glavne velike molekule DNK, postoji i mali kružni DNK plazmid molekul. U genetskom inženjeringu, prazmidi koji se koriste za uvođenje potrebnih informacija u ćeliju domaćina nazivaju se vektori - nosioci novih gena. Pored plazmida, virusi i bakteriofagi mogu igrati ulogu vektora.

Standardna procedura je šematski prikazana na Sl.

Možemo istaknuti glavne faze stvaranja genetski modificiranih organizama:

1. Dobivanje gena koji kodira osobinu od interesa.

2. Izolacija plazmida iz bakterijske ćelije. Plazmid se otvara (presijeca) enzimom koji ostavlja "ljepljive krajeve" - ​​to su komplementarne bazne sekvence.

3. Oba gena sa vektorskim plazmidom.

4.Uvođenje rekombinovanog plazmida u ćeliju domaćina.

5. Selekcija ćelija koje su dobile dodatni gen. znak i njegovu praktičnu upotrebu. Takva nova bakterija će sintetizirati novi protein, može se uzgajati pomoću enzima i dobiti biomasu u industrijskim razmjerima.

Jedno od dostignuća genetskog inženjeringa je prijenos gena koji kodiraju sintezu inzulina kod ljudi u bakterijsku ćeliju. Otkad je postalo jasno da je razlog dijabetes melitus je nedostatak hormona inzulina, dijabetičari su počeli da primaju insulin, koji se dobija iz gušterače nakon klanja životinja. Inzulin je protein, pa je bilo mnogo debata o tome da li se geni za ovaj protein mogu ubaciti u bakterijske ćelije i potom uzgajati u industrijskim razmjerima kako bi se koristili kao jeftiniji i pogodniji izvor hormona. Trenutno je moguć prijenos gena humanog inzulina, a to je već počelo industrijska proizvodnja ovaj hormon.

Drugi važan protein za ljude je interferon, koji se obično formira kao odgovor na virusnu infekciju. Gen za interferon je također prebačen u bakterijsku ćeliju.

Gledajući u budućnost, bakterije će se naširoko koristiti kao fabrike za proizvodnju niza eukariotskih ćelijskih proizvoda kao što su hormoni, antibiotici, enzimi i supstance potrebne u poljoprivredi.

Moguće je da se korisni prokariotski geni mogu ugraditi u eukariotske ćelije. Na primjer, uvesti gen za bakterije koje fiksiraju dušik u ćelije korisnih poljoprivrednih biljaka. Ovo bi bilo izuzetno važno veliki značaj za proizvodnju hrane bilo bi moguće naglo smanjiti ili čak potpuno odustati od unošenja nitratnih đubriva u zemljište, na koje se troše ogromne svote novca i koje zagađuju obližnje rijeke i jezera.

V savremeni svet genetski inženjering se također koristi za stvaranje modificiranih organizama u estetske svrhe (ovaj slajd je obrisan, ali ako želite, možete umetnuti slike sa plavim ružama i luminiscentnim ribama).

Slajd 2

Genetski inženjering je skup metoda koje omogućavaju, kroz in vitro operacije (in vitro, izvan tijela), prijenos genetske informacije iz jednog organizma u drugi.

Slajd 3

Cilj genetskog inženjeringa je da se dobiju ćelije (prvenstveno bakterijske) sposobne da proizvode određene "ljudske" proteine ​​u industrijskom obimu; u sposobnosti prevladavanja međuvrsnih barijera i prenošenja individualnih nasljednih karakteristika jednog organizma na drugi (upotreba u selekciji biljaka i životinja)

Slajd 4

Formalnim datumom rođenja genetskog inženjeringa smatra se 1972. Njegov osnivač bio je američki biohemičar Paul Berg.

Slajd 5

Tim istraživača predvođen Paulom Bergom, koji je radio na Univerzitetu Stanford, u blizini San Francisca u Kaliforniji, izvijestio je o stvaranju prve rekombinantne (hibridne) DNK izvan tijela. Prvi rekombinantni molekul DNK sastojao se od fragmenata coli(Eschherihia coli), grupa gena iz same ove bakterije i kompletan DNK virusa SV40, koji uzrokuje razvoj tumora kod majmuna. Takva rekombinantna struktura bi teoretski mogla imati funkcionalnu aktivnost i u E. coli i u stanicama majmuna. Mogla je da "hoda" poput šatla između bakterije i životinje. Za ovo djelo Paul Berg je dobio Nobelovu nagradu 1980.

Slajd 6

SV40 virus