"Metody buněčného a genetického inženýrství" (prezentace). Prezentace na téma: Genetické inženýrství Čí produkty obsahují transgenní složky

1 snímek

2 snímek

Historický odkaz V roce 1953 vytvořili J. Watson a F. Crick model dvouvláknové DNA na přelomu 50. a 60. let 20. století byly objasněny vlastnosti genetického kódu. V roce 1970 G. Smith jako první izoloval řadu enzymů – restrikčních enzymů, vhodných pro účely genetického inženýrství. Kombinaci DNA restrikčních enzymů (pro štěpení molekul DNA na specifické fragmenty) a enzymů, DNA ligáz, izolovaných již v roce 1967 (pro „spojování“ fragmentů v libovolné sekvenci) lze právem považovat za centrální článek v technologii genetického inženýrství. V roce 1972 vytvořili P. Berg, S. Cohen, H. Boyer první rekombinantní DNA. Od počátku 80. let 20. století. výdobytky genového inženýrství se začínají využívat v praxi. Od roku 1996 se v zemědělství používají geneticky modifikované. Watsona a Cricka

3 snímek

Cíle genetického inženýrství: Poskytnutí odolnosti vůči pesticidům Poskytnutí odolnosti vůči škůdcům a chorobám Zvýšení produktivity Poskytnutí zvláštních vlastností

4 snímek

Technologie 1. Získání izolovaného genu. 2. Zavedení genu do vektoru pro integraci do těla. 3. Přenos vektoru s konstruktem do modifikovaného organismu příjemce. 4. Molekulární klonování. 5. Výběr GMO

5 snímek

Podstatou technologie je řízená, podle daného programu, výstavba molekulárně genetických systémů mimo tělo s následným zavedením vytvořených struktur do živého organismu. Tím je dosaženo jejich začlenění a aktivity v daném organismu a jeho potomstvu. Možnosti genetického inženýrství - genetická transformace, přenos cizích genů a dalších hmotných nositelů dědičnosti do buněk rostlin, živočichů a mikroorganismů, produkce geneticky modifikovaných organismů s novými unikátními genetickými, biochemickými a fyziologickými vlastnostmi a charakteristikami, tento směr strategický. Transgenní myš

6 snímek

Praktické výdobytky moderního genetického inženýrství Byly vytvořeny Clonotheques, což jsou sbírky bakteriálních klonů. Každý z těchto klonů obsahuje fragmenty DNA ze specifického organismu (Drosophila, člověk a další). Na základě transformovaných kmenů virů, bakterií a kvasinek, průmyslová produkce inzulín, interferon, hormonální léky. Produkce proteinů, které pomáhají zachovat srážlivost krve u hemofilie a dalších léků, jsou ve fázi testování. Transgenní vyšší organismy, v jejichž buňkách úspěšně fungují geny zcela jiných organismů. Všeobecně známé jsou geneticky chráněné geneticky modifikované rostliny, které jsou odolné vůči vysokým dávkám některých herbicidů a škůdců. Mezi transgenními rostlinami zaujímají přední místa: sója, kukuřice, bavlník a řepka. Ovečka Dolly

7 snímek

Ekologická a genetická rizika GM technologií Genetické inženýrství se týká technologie vysoká úroveň. Vysoké biotechnologie se vyznačují vysokou vědeckou náročností. GM technologie se využívají jak v konvenční zemědělské výrobě, tak i v dalších oblastech lidské činnosti: ve zdravotnictví, průmyslu, různých vědních oborech i při plánování a realizaci opatření na ochranu životního prostředí. Jakékoli technologie na vysoké úrovni mohou být nebezpečné pro lidi a jejich životní prostředí, protože důsledky jejich použití jsou nepředvídatelné. Snížit pravděpodobnost nepříznivých environmentálních a genetických důsledků užívání technologie genetického inženýrství Neustále se vyvíjejí nové přístupy. Například transgeneze (zavedení cizích genů do genomu geneticky modifikovaného organismu) může být v blízké budoucnosti nahrazena cisgenezí (zavedení genů ze stejného nebo blízce příbuzného druhu do genomu geneticky modifikovaného organismu).

Genetické inženýrství
Dílo dokončil žák 10. třídy - Roman Kirillov.

Genetické inženýrství
Genetické inženýrství (genetické inženýrství) je soubor technik, metod a technologií pro získávání rekombinantní RNA a DNA, izolaci genů z organismu (buněk), manipulaci s geny a jejich zavádění do jiných organismů.

Genetické inženýrství není věda v širokém slova smyslu, ale je nástrojem biotechnologie, využívající metody biologických věd, jako je molekulární a buněčná biologie, cytologie, genetika, mikrobiologie, virologie.
Keňané testují, jak roste nová transgenní odrůda plodin, která je odolná vůči hmyzím škůdcům.

Historie vývoje a dosažená úroveň technologie
Ve druhé polovině 20. století několik důležité objevy a vynálezy, které jsou základem genetického inženýrství. Mnohaleté pokusy „přečíst“ biologickou informaci, která je „zapsána“ v genech, byly úspěšně dokončeny. Tuto práci zahájili anglický vědec F. Sanger a americký vědec W. Gilbert ( Nobelova cena v chemii 1980). Jak známo, geny obsahují informace-instrukce pro syntézu molekul RNA a proteinů, včetně enzymů, v těle. Abychom buňku přinutili syntetizovat nové látky, které jsou pro ni neobvyklé, je nutné, aby v ní byly syntetizovány odpovídající sady enzymů. A k tomu je nutné buď cíleně změnit geny v něm umístěné, nebo do něj zavést nové, dříve nepřítomné geny. Změny v genech v živých buňkách jsou mutace. Vznikají pod vlivem například mutagenů – chemických jedů nebo radiace.
Frederick Sanger
Walter Gilbert

Lidské genetické inženýrství
Při aplikaci na lidi by se genetické inženýrství dalo použít k léčbě dědičných chorob. Technicky je však podstatný rozdíl mezi léčbou samotného pacienta a změnou genomu* jeho potomků.
Genom je souhrn všech genů organismu; jeho kompletní chromozomovou sadu.
Knockout myši

Vyřazení genu. Ke studiu funkce konkrétního genu lze použít genový knockout. Toto je název pro techniku ​​odstranění jednoho nebo více genů, která umožňuje studovat důsledky takové mutace. Pro knockout je stejný gen nebo jeho fragment syntetizován, modifikován tak, že genový produkt ztrácí svou funkci.

Aplikace ve vědeckém výzkumu
Umělý výraz. Logickým přídavkem k knockoutu je umělá exprese, tedy přidání genu do těla, které předtím nemělo. Tato technika genetického inženýrství může být také použita ke studiu funkce genu. V podstatě je proces zavádění dalších genů stejný jako u knockoutu, ale existující geny nejsou vyměněny ani poškozené.

Aplikace ve vědeckém výzkumu
Vizualizace genových produktů. Používá se, když je cílem studovat lokalizaci genového produktu. Jednou z metod značení je nahrazení normálního genu genem fúzovaným s reportérovým prvkem, například s genem zeleného fluorescenčního proteinu
Schéma struktury zeleného fluorescenčního proteinu.

Deeva Nelli - 11. třída, MAOU Ilyinskaya střední škola. Domodědovo

Prezentace byla připravena v rámci studijní problematiky "Nové úspěchy v biotechnologiích"

Stažení:

Náhled:

Chcete-li používat náhledy prezentací, vytvořte si účet ( účet) Google a přihlaste se: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

Metoda genetického a buněčného inženýrství Účinkuje studentka 11. třídy Deeva Nelly Učitelka Nadezhda Borisovna Lobova

Buněčné inženýrství je obor biotechnologie založený na kultivaci buněk a tkání v živných médiích. Buněčné inženýrství

Uprostřed XIX století Theodor Schwann formuloval buněčná teorie(1838). Shrnul dosavadní poznatky o buňce a ukázal, že buňka představuje základní stavební jednotku všech živých organismů, že buňky živočichů a rostlin jsou si svou stavbou podobné. T. Schwann zavedl do vědy správné chápání buňky jako samostatné jednotky života, nejmenší jednotky života: mimo buňku není život.

Rostlinné buňky a tkáně pěstované na umělých živných půdách tvoří základ různých technologií v zemědělství. Některé z nich jsou zaměřeny na získání rostlin identických s původní formou. Jiné mají vytvářet rostliny, které jsou geneticky odlišné od těch původních, a to buď usnadněním a urychlením tradičního šlechtitelského procesu nebo vytvořením genetické diverzity a hledáním a výběrem genotypů s cennými vlastnostmi. Zdokonalování rostlin a živočichů na základě buněčných technologií

Genetické zdokonalování zvířat je spojeno s rozvojem technologie transplantace embryí a metod mikromanipulace s nimi (získávání jednovaječných dvojčat, mezidruhové embryotransfery a získávání chimérických zvířat, klonování zvířat transplantací jader embryonálních buněk do enukleovaných, tzn. s odstraněným jádrem, vajíčky). V roce 1996 se skotským vědcům z Edinburghu poprvé podařilo vyrobit ovci z enukleovaného vajíčka, do kterého bylo jádro transplantováno. somatická buňka(vemeno) dospělého zvířete.

Genetické inženýrství je založeno na produkci hybridních molekul DNA a zavádění těchto molekul do buněk jiných organismů a také na molekulárně biologických, imunochemických a biochemických metodách. Genetické inženýrství

Genetické inženýrství se začalo rozvíjet v roce 1973, kdy američtí vědci Stanley Cohen a Anley Chang vložili bakteriální plazmid do DNA žáby. Tento transformovaný plazmid byl následně vrácen bakteriální buňce, která začala syntetizovat žabí proteiny a také předávat žabí DNA svým potomkům. Byla tak nalezena metoda, která umožňuje integrovat cizí geny do genomu určitého organismu.

Genetické inženýrství nachází široké praktické uplatnění v průmyslu národní ekonomika, jako je mikrobiologický průmysl, farmaceutický průmysl, potravinářský průmysl a zemědělství.

Zlepšení rostlin a živočichů na základě buněčných technologií Byly vyvinuty bezprecedentní odrůdy brambor, kukuřice, sóji, rýže, řepky a okurek. Počet rostlinných druhů, na které byly úspěšně aplikovány metody genového inženýrství, přesahuje 50. Transgenní plody mají více dlouhodobý zrání než konvenční plodiny. Tento faktor má velký vliv při přepravě, kdy není třeba se bát, že bude výrobek přezrálý. Genetické inženýrství dokáže zkřížit rajčata s bramborami, okurky s cibulí, hrozny s vodními melouny – možnosti jsou zde prostě úžasné. Velikost a chutný svěží vzhled výsledného produktu může každého mile překvapit.

Chov hospodářských zvířat je také oblastí zájmu pro genetické inženýrství. Výzkum tvorby transgenních ovcí, prasat, krav, králíků, kachen, hus a kuřat je dnes považován za prioritu. Tady velká pozornost se podává speciálně zvířatům, která by se mohla syntetizovat léky: inzulín, hormony, interferon, aminokyseliny. Geneticky modifikované krávy a kozy by tak mohly produkovat mléko, které by obsahovalo potřebné složky k léčbě hrozná nemoc jako hemofilie. Člověk by neměl podceňovat boj s nebezpečné viry. Zvířata, která jsou geneticky odolná vůči různým infekčním chorobám, již existují a cítí se v nich velmi příjemně životní prostředí. Ale pravděpodobně nejslibnější věcí v genetickém inženýrství je klonování zvířat. Tento termín označuje (v užším slova smyslu) kopírování buněk, genů, protilátek a mnohobuněčné organismy v laboratorních podmínkách. Takové vzorky jsou geneticky identické. Dědičná variabilita je možná pouze tehdy, pokud náhodné mutace nebo pokud byly vytvořeny uměle.

Příklady genetického inženýrství

Například společnost Lifestyle Pets vytvořila pomocí genetického inženýrství hypoalergenní kočku s názvem Asher GD. Do těla zvířete byl zaveden určitý gen, který mu umožnil „vyhýbat se nemocem“. Asherah

Hybridní kočičí plemeno. Vyšlechtěno v USA v roce 2006, založené na genech afrického servala, asijské leopardí kočky a běžné domácí kočka. Největší z domácích koček, může dosáhnout hmotnosti 14 kg a délky 1 metru. Jeden z nejvíce drahá plemena kočky (cena kotěte 22 000 - 28 000 $). Stížný charakter a psí oddanost

V roce 2007 jeden jihokorejský vědec upravil kočičí DNA tak, aby ve tmě svítila, pak tuto DNA vzal a naklonoval z ní další kočky, čímž vytvořil celou skupinu chlupatých, fluorescenčních kočkovitých šelem. Udělal to takto: Výzkumník odebral kožní buňky samcům tureckých angor a pomocí viru zavedl genetické instrukce k výrobě červeného fluorescenčního proteinu. Poté umístil geneticky pozměněná jádra do vajíček pro klonování a embrya byla implantována zpět do dárcovských koček, čímž se staly náhradními matkami pro jejich vlastní klony. Září ve tmě kočky

Geneticky modifikovaný losos AquaBounty roste dvakrát rychleji než běžný losos. Na fotografii jsou dva lososi stejného věku. Společnost tvrdí, že ryba má stejnou chuť, texturu, barvu a vůni jako běžný losos; stále se však vedou diskuse o jeho poživatelnosti. Geneticky upravený losos atlantický má další růstový hormon z lososa Chinook, který rybám umožňuje produkovat růstový hormon po celý rok. Vědcům se podařilo udržet aktivitu hormonu pomocí genu odebraného z ryby podobné úhořovi zvanému úhoř americký, který funguje jako spínač hormonu. Rychle rostoucí losos

Vědci z Washingtonské univerzity pracují na vývoji topolů, které dokážou vyčistit kontaminované oblasti absorbováním kontaminantů nacházejících se v podzemních vodách prostřednictvím jejich kořenových systémů. Rostliny pak rozkládají škodliviny na neškodné vedlejší produkty, které jsou absorbovány kořeny, kmenem a listy nebo se uvolňují do ovzduší. Rostliny bojující se znečištěním

Text k prezentaci "Genetické inženýrství".

Naše znalosti genetiky a molekulární biologie každým dnem rostou. Je to dáno především prací na mikroorganismech Termín „genetické inženýrství“ lze plně připsat selekci, tento termín však vznikl až v souvislosti s nástupem možnosti přímé manipulace s jednotlivými geny.

Genové inženýrství je tedy soubor metod, které umožňují přenést gen operacemi mimo tělo. informace z jednoho organismu do druhého.

V buňkách některých bakterií se kromě hlavní velké molekuly DNA nachází také malá kruhová molekula plazmidu DNA. V genetickém inženýrství se prasmidy používané k zavedení potřebné informace do hostitelské buňky nazývají vektory – nositelé nových genů. Kromě plazmidů mohou hrát roli vektorů viry a bakteriofágy.

Standardní postup je schematicky znázorněn na Obr.

Můžeme zdůraznit hlavní fáze vytváření geneticky modifikovaných organismů:

1. Získání genu kódujícího požadovaný znak.

2. Izolace plazmidu z bakteriální buňky. Plazmid je otevřen (rozříznut) enzymem, který zanechává „lepivé konce“ - to jsou komplementární sekvence bází.

3. Oba geny s vektorovým plazmidem.

4. Zavedení rekombinovaného plazmidu do hostitelské buňky.

5. Selekce buněk, které obdržely další gen. znak a jeho praktické využití. Taková nová bakterie bude syntetizovat nový protein, lze ji pěstovat pomocí enzymů a získávat biomasu v průmyslovém měřítku.

Jedním z úspěchů genetického inženýrství je přenos genů kódujících syntézu inzulínu u lidí do bakteriální buňky. Od té doby se ukázalo, že důvod diabetes mellitus je nedostatek hormonu inzulínu, diabetici začali dostávat inzulín, který se získával ze slinivky po porážce zvířat. Inzulín je protein, a tak se hodně diskutovalo o tom, zda by geny pro tento protein mohly být vloženy do bakteriálních buněk a poté pěstovány v průmyslovém měřítku, aby byly použity jako levnější a pohodlnější zdroj hormonu. V současné době bylo možné přenést geny lidského inzulínu a již se s tím začalo průmyslová produkce tento hormon.

Dalším důležitým proteinem pro člověka je interferon, který se obvykle tvoří jako odpověď na virovou infekci. Interferonový gen byl také přenesen do bakteriální buňky.

Při pohledu do budoucnosti budou bakterie široce využívány jako továrny na výrobu řady produktů eukaryotických buněk, jako jsou hormony, antibiotika, enzymy a látky potřebné v zemědělství.

Je možné, že užitečné prokaryotické geny mohou být začleněny do eukaryotických buněk. Například zavést gen pro bakterie fixující dusík do buněk užitečných zemědělských rostlin. To by bylo nesmírně důležité velká důležitost pro výrobu potravin by bylo možné výrazně omezit nebo dokonce úplně upustit od zavádění dusičnanových hnojiv do půdy, na která se vynakládají obrovské finanční prostředky a která znečišťují blízké řeky a jezera.

PROTI moderní svět genetické inženýrství se také používá k vytváření modifikovaných organismů pro estetické účely (tento snímek byl smazán, ale pokud chcete, můžete vložit obrázky s modrými růžemi a světélkujícími rybami).

Snímek 2

Genetické inženýrství je soubor metod, které umožňují prostřednictvím operací in vitro (in vitro, mimo tělo) přenášet genetickou informaci z jednoho organismu do druhého.

Snímek 3

Cílem genetického inženýrství je získat buňky (především bakteriální) schopné produkovat určité „lidské“ proteiny v průmyslovém měřítku; ve schopnosti překonávat mezidruhové bariéry a přenášet jednotlivé dědičné vlastnosti jednoho organismu na druhý (využití při selekci rostlin a živočichů)

Snímek 4

Za formální datum narození genetického inženýrství je považován rok 1972. Jejím zakladatelem byl americký biochemik Paul Berg.

Snímek 5

Tým výzkumníků pod vedením Paula Berga, který pracoval na Stanfordské univerzitě poblíž San Francisca v Kalifornii, oznámil vytvoření první rekombinantní (hybridní) DNA mimo tělo. První rekombinantní molekula DNA se skládala z fragmentů coli(Eschherihia coli), skupina genů z této samotné bakterie a kompletní DNA viru SV40, který způsobuje vývoj nádorů u opic. Taková rekombinantní struktura by teoreticky mohla mít funkční aktivitu jak v E. coli, tak v buňkách opic. Mohla „chodit“ jako raketoplán mezi bakterií a zvířetem. Za tuto práci byl Paul Berg oceněn v roce 1980 Nobelovou cenou.

Snímek 6

virus SV40