"Kaedah kejuruteraan sel dan genetik" (persembahan). Pembentangan mengenai topik: Kejuruteraan genetik Yang produknya mengandungi komponen transgenik

1 slaid

2 slaid

Rujukan sejarah Pada tahun 1953, J. Watson dan F. Crick mencipta model DNA rantai dua; pada permulaan 50-an dan 60-an abad ke-20, sifat-sifat kod genetik telah dijelaskan. Pada tahun 1970, G. Smith adalah orang pertama yang mengasingkan beberapa enzim - enzim sekatan, sesuai untuk tujuan kejuruteraan genetik. Gabungan enzim sekatan DNA (untuk memotong molekul DNA kepada serpihan tertentu) dan enzim, ligase DNA, yang diasingkan pada tahun 1967 (untuk "menghubungkan" serpihan dalam urutan sewenang-wenangnya) boleh dianggap sebagai pautan pusat dalam teknologi kejuruteraan genetik. Pada tahun 1972, P. Berg, S. Cohen, H. Boyer mencipta DNA rekombinan pertama. Sejak awal 1980-an. pencapaian kejuruteraan genetik mula digunakan dalam amalan. Sejak 1996, yang diubah suai secara genetik telah digunakan dalam pertanian. Watson dan Crick

3 slaid

Objektif kejuruteraan genetik: Memberi ketahanan terhadap racun perosak Memberi ketahanan terhadap perosak dan penyakit Meningkatkan produktiviti Memberi kualiti istimewa

4 slaid

Teknologi 1. Mendapatkan gen terpencil. 2. Pengenalan gen ke dalam vektor untuk integrasi ke dalam badan. 3. Pemindahan vektor dengan konstruk ke dalam organisma penerima yang diubah suai. 4. Pengklonan molekul. 5. Pemilihan GMO

5 slaid

Intipati teknologi adalah diarahkan, mengikut program tertentu, pembinaan sistem genetik molekul di luar badan dengan pengenalan seterusnya struktur yang dicipta ke dalam organisma hidup. Akibatnya, kemasukan dan aktiviti mereka dalam organisma tertentu dan keturunannya tercapai. Kemungkinan kejuruteraan genetik - transformasi genetik, pemindahan gen asing dan pembawa bahan keturunan lain ke dalam sel tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma, penghasilan organisma diubah suai kejuruteraan genetik dengan sifat dan ciri genetik, biokimia dan fisiologi yang unik, menjadikan strategik arah ini. Tikus transgenik

6 slaid

Pencapaian praktikal kejuruteraan genetik moden Clonotheques telah dicipta, yang merupakan koleksi klon bakteria. Setiap klon ini mengandungi serpihan DNA daripada organisma tertentu (Drosophila, manusia, dan lain-lain). Berdasarkan strain virus, bakteria dan yis yang telah diubah, pengeluaran industri insulin, interferon, ubat hormon. Pengeluaran protein yang membantu mengekalkan pembekuan darah dalam hemofilia dan ubat lain berada di peringkat ujian. Transgenik organisma yang lebih tinggi, dalam sel yang mana gen daripada organisma yang sama sekali berbeza berjaya berfungsi. Tumbuhan ubah suai genetik yang dilindungi secara genetik yang tahan terhadap dos tinggi racun herba dan perosak tertentu diketahui secara meluas. Antara tumbuhan transgenik, kedudukan utama diduduki oleh: kacang soya, jagung, kapas, dan biji sesawi. Dolly the Sheep

7 slaid

Risiko ekologi dan genetik teknologi GM Kejuruteraan genetik berkaitan dengan teknologi tahap tinggi. Bioteknologi tinggi dicirikan oleh keamatan sains yang tinggi. Teknologi GM digunakan dalam pengeluaran pertanian konvensional dan dalam bidang aktiviti manusia yang lain: dalam penjagaan kesihatan, industri, pelbagai bidang sains, dan dalam merancang dan melaksanakan langkah perlindungan alam sekitar. Mana-mana teknologi peringkat tinggi boleh membahayakan manusia dan persekitaran mereka, kerana akibat penggunaannya tidak dapat diramalkan. Untuk mengurangkan kemungkinan kesan buruk alam sekitar dan genetik penggunaan teknologi kejuruteraan genetik Pendekatan baru sentiasa dibangunkan. Sebagai contoh, transgenesis (pengenalan gen asing ke dalam genom organisma yang diubah suai secara genetik) mungkin dalam masa terdekat akan digantikan dengan cisgenesis (pengenalan gen daripada spesies yang sama atau berkait rapat ke dalam genom organisma yang diubah suai secara genetik).

Kejuruteraan genetik
Kerja itu telah disiapkan oleh pelajar gred 10 - Roman Kirillov.

Kejuruteraan genetik
Kejuruteraan genetik (kejuruteraan genetik) ialah satu set teknik, kaedah dan teknologi untuk mendapatkan RNA dan DNA rekombinan, mengasingkan gen daripada organisma (sel), memanipulasi gen dan memperkenalkannya ke dalam organisma lain.

Kejuruteraan genetik bukanlah sains dalam erti kata yang luas, tetapi merupakan alat bioteknologi, menggunakan kaedah sains biologi seperti biologi molekul dan selular, sitologi, genetik, mikrobiologi, virologi.
Rakyat Kenya menguji bagaimana varieti tanaman transgenik baharu yang tahan terhadap perosak serangga berkembang.

Sejarah pembangunan dan tahap pencapaian teknologi
Pada separuh kedua abad ke-20, beberapa penemuan penting dan ciptaan yang mendasari kejuruteraan genetik. Bertahun-tahun percubaan untuk "membaca" maklumat biologi yang "ditulis" dalam gen telah berjaya diselesaikan. Kerja ini dimulakan oleh saintis Inggeris F. Sanger dan saintis Amerika W. Gilbert ( hadiah Nobel dalam Kimia 1980). Seperti yang diketahui, gen mengandungi maklumat-arahan untuk sintesis molekul RNA dan protein, termasuk enzim, dalam badan. Untuk memaksa sel mensintesis bahan baru yang luar biasa untuknya, set enzim yang sepadan perlu disintesis di dalamnya. Dan untuk ini adalah perlu sama ada sengaja menukar gen yang terletak di dalamnya, atau memperkenalkan gen baru yang sebelum ini tidak hadir ke dalamnya. Perubahan dalam gen dalam sel hidup adalah mutasi. Mereka berlaku di bawah pengaruh, sebagai contoh, mutagen - racun kimia atau radiasi.
Frederick Sanger
Walter Gilbert

Kejuruteraan genetik manusia
Apabila digunakan pada manusia, kejuruteraan genetik boleh digunakan untuk merawat penyakit yang diwarisi. Walau bagaimanapun, secara teknikal, terdapat perbezaan yang ketara antara merawat pesakit itu sendiri dan menukar genom* keturunannya.
*Genom ialah keseluruhan semua gen sesuatu organisma; set kromosom lengkapnya.
Tikus kalah mati

kalah mati gen. Untuk mengkaji fungsi gen tertentu, kalah mati gen boleh digunakan. Ini adalah nama untuk teknik mengeluarkan satu atau lebih gen, yang membolehkan seseorang mengkaji akibat mutasi sedemikian. Untuk kalah mati, gen yang sama atau serpihannya disintesis, diubah suai supaya produk gen kehilangan fungsinya.

Aplikasi dalam penyelidikan saintifik
Ekspresi buatan. Penambahan logik kepada kalah mati ialah ungkapan buatan, iaitu penambahan gen pada badan yang tidak dimilikinya sebelum ini. Teknik kejuruteraan genetik ini juga boleh digunakan untuk mengkaji fungsi gen. Pada dasarnya, proses memperkenalkan gen tambahan adalah sama seperti kalah mati, tetapi gen sedia ada tidak diganti atau rosak.

Aplikasi dalam penyelidikan saintifik
Visualisasi produk gen. Digunakan apabila matlamatnya adalah untuk mengkaji penyetempatan produk gen. Salah satu kaedah penandaan adalah untuk menggantikan gen biasa dengan satu yang digabungkan dengan elemen wartawan, contohnya, dengan gen protein pendarfluor hijau
Skim struktur protein pendarfluor hijau.

Deeva Nelli - gred ke-11, sekolah menengah MAOU Ilyinskaya. Domodedovo

Pembentangan disediakan dalam rangka kerja isu kajian "Pencapaian baharu dalam bioteknologi"

Muat turun:

Pratonton:

Untuk menggunakan pratonton pembentangan, buat akaun untuk diri sendiri ( akaun) Google dan log masuk: https://accounts.google.com

Kapsyen slaid:

Kaedah kejuruteraan genetik dan selular Dilakukan oleh pelajar gred 11 Deeva Nelly Guru Nadezhda Borisovna Lobova

Kejuruteraan sel ialah satu bidang bioteknologi berasaskan penanaman sel dan tisu dalam media nutrien. Kejuruteraan sel

Di tengah abad XIX Theodor Schwann dirumuskan teori sel(1838). Beliau meringkaskan pengetahuan sedia ada tentang sel dan menunjukkan bahawa sel mewakili unit struktur asas semua organisma hidup, bahawa sel-sel haiwan dan tumbuhan adalah serupa dalam struktur. T. Schwann memperkenalkan ke dalam sains pemahaman yang betul tentang sel sebagai unit bebas hidup, unit terkecil kehidupan: di luar sel tidak ada kehidupan.

Sel tumbuhan dan tisu yang ditanam pada media nutrien tiruan menjadi asas kepada pelbagai teknologi dalam pertanian. Sebahagian daripadanya bertujuan untuk mendapatkan tumbuhan yang serupa dengan bentuk asal. Lain-lain adalah untuk mencipta tumbuhan yang berbeza secara genetik daripada yang asal, sama ada dengan memudahkan dan mempercepatkan proses pembiakan tradisional atau dengan mencipta kepelbagaian genetik dan mencari dan memilih genotip yang mempunyai ciri-ciri berharga. Penambahbaikan tumbuhan dan haiwan berdasarkan teknologi sel

Peningkatan genetik haiwan dikaitkan dengan pembangunan teknologi untuk pemindahan embrio dan kaedah manipulasi mikro dengan mereka (mendapatkan kembar seiras, pemindahan embrio interspesies dan mendapatkan haiwan chimeric, pengklonan haiwan dengan memindahkan nukleus sel embrio ke dalam enukleasi, iaitu, dengan nukleus dikeluarkan, telur). Pada tahun 1996, saintis Scotland dari Edinburgh buat pertama kali berjaya menghasilkan seekor kambing biri-biri daripada telur yang dienukleasi di mana nukleus telah dipindahkan sel somatik(ambing) haiwan dewasa.

Kejuruteraan genetik adalah berdasarkan penghasilan molekul DNA hibrid dan pengenalan molekul ini ke dalam sel organisma lain, serta kaedah biologi molekul, imunokimia dan biokimia. Kejuruteraan genetik

Kejuruteraan genetik mula berkembang pada tahun 1973, apabila penyelidik Amerika Stanley Cohen dan Anley Chang memasukkan plasmid bakteria ke dalam DNA katak. Plasmid yang telah diubah ini kemudiannya dikembalikan ke sel bakteria, yang mula mensintesis protein katak dan juga mewariskan DNA katak kepada keturunannya. Oleh itu, kaedah ditemui yang memungkinkan untuk mengintegrasikan gen asing ke dalam genom organisma tertentu.

Kejuruteraan genetik menemui aplikasi praktikal yang luas dalam industri ekonomi negara, seperti industri mikrobiologi, industri farmaseutikal, industri makanan dan pertanian.

Penambahbaikan tumbuhan dan haiwan berdasarkan teknologi selular Varieti ubi kentang, jagung, kacang soya, beras, biji serai dan timun yang belum pernah berlaku sebelum ini telah dibangunkan. Bilangan spesies tumbuhan yang kaedah kejuruteraan genetik telah berjaya digunakan melebihi 50. Buah transgenik mempunyai lebih banyak jangka panjang kematangan daripada tanaman konvensional. Faktor ini mempunyai kesan yang besar semasa pengangkutan, apabila tidak perlu takut bahawa produk akan terlalu masak. Kejuruteraan genetik boleh menyeberangi tomato dengan kentang, timun dengan bawang, anggur dengan tembikai - kemungkinan di sini sangat menakjubkan. Saiz dan penampilan segar yang menyelerakan dari produk yang dihasilkan boleh mengejutkan sesiapa sahaja.

Penternakan ternakan juga merupakan bidang yang diminati untuk kejuruteraan genetik. Penyelidikan tentang penciptaan biri-biri, babi, lembu, arnab, itik, angsa dan ayam transgenik dianggap sebagai keutamaan hari ini. Di sini perhatian yang besar diberikan khusus kepada haiwan yang boleh mensintesis ubat-ubatan: insulin, hormon, interferon, asid amino. Oleh itu, lembu dan kambing yang diubah suai secara genetik boleh menghasilkan susu yang mengandungi komponen yang diperlukan untuk merawatnya penyakit yang dahsyat seperti hemofilia. Seseorang tidak seharusnya menolak perjuangan dengan virus berbahaya. Haiwan yang secara genetik tahan terhadap pelbagai penyakit berjangkit sudah wujud dan berasa sangat selesa persekitaran. Tetapi mungkin perkara yang paling menjanjikan dalam kejuruteraan genetik ialah pengklonan haiwan. Istilah ini merujuk (dalam erti kata sempit) kepada penyalinan sel, gen, antibodi dan organisma multisel dalam keadaan makmal. Spesimen sedemikian adalah sama secara genetik. Kebolehubahan keturunan hanya mungkin jika mutasi rawak atau, jika dicipta secara buatan.

Contoh kejuruteraan genetik

Sebagai contoh, syarikat Lifestyle Pets mencipta kucing hypoallergenic yang dipanggil Asher GD menggunakan kejuruteraan genetik. Gen tertentu telah dimasukkan ke dalam badan haiwan, yang membolehkannya "mengelakkan penyakit." Asherah

Baka kucing hibrid. Dibiakkan di Amerika Syarikat pada tahun 2006, berdasarkan gen serval Afrika, kucing harimau Asia dan biasa kucing domestik. Kucing domestik terbesar, ia boleh mencapai berat 14 kg dan panjang 1 meter. Salah satu yang paling baka mahal kucing (harga anak kucing $22,000 - 28,000). Perwatakan yang suka mengadu dan pengabdian seperti anjing

Pada tahun 2007, seorang saintis Korea Selatan mengubah DNA kucing untuk menjadikannya bersinar dalam gelap, kemudian mengambil DNA itu dan mengklonkan kucing lain daripadanya, mencipta keseluruhan kumpulan kucing berbulu pendarfluor. Begini cara dia melakukannya: Penyelidik mengambil sel kulit daripada Angora Turki lelaki dan, menggunakan virus, memperkenalkan arahan genetik untuk menghasilkan protein pendarfluor merah. Dia kemudiannya meletakkan nukleus yang diubah secara genetik ke dalam telur untuk pengklonan, dan embrio ditanam semula ke dalam kucing penderma, menjadikan mereka pengganti ibu untuk klon mereka sendiri. Bercahaya dalam kucing gelap

Salmon AquaBounty yang diubah suai secara genetik tumbuh dua kali lebih cepat daripada salmon biasa. Foto menunjukkan dua ikan salmon yang sama umur. Syarikat itu berkata ikan itu mempunyai rasa, tekstur, warna dan bau yang sama seperti salmon biasa; namun, masih terdapat perdebatan tentang kebolehmakannya. Salmon Atlantik yang direka bentuk secara genetik mempunyai hormon pertumbuhan tambahan daripada salmon Chinook, yang membolehkan ikan menghasilkan hormon pertumbuhan sepanjang tahun. Para saintis dapat mengekalkan aktiviti hormon menggunakan gen yang diambil daripada ikan seperti belut yang dipanggil eelpout Amerika, yang bertindak sebagai suis untuk hormon tersebut. Salmon yang cepat membesar

Para saintis di Universiti Washington sedang berusaha untuk membangunkan pokok poplar yang boleh membersihkan kawasan tercemar dengan menyerap bahan cemar yang terdapat dalam air bawah tanah melalui sistem akar mereka. Tumbuhan kemudian memecahkan bahan pencemar kepada produk sampingan yang tidak berbahaya, yang diserap oleh akar, batang dan daun atau dilepaskan ke udara. Tumbuhan menentang pencemaran

Teks untuk pembentangan "Kejuruteraan genetik".

Pengetahuan kita tentang genetik dan biologi molekul semakin berkembang setiap hari. Ini terutamanya disebabkan oleh kerja pada mikroorganisma. Istilah "kejuruteraan genetik" boleh dikaitkan sepenuhnya dengan pemilihan, tetapi istilah ini timbul hanya berkaitan dengan kemunculan kemungkinan manipulasi langsung gen individu.

Oleh itu, kejuruteraan genetik adalah satu set kaedah yang memungkinkan untuk memindahkan gen melalui operasi di luar badan. maklumat daripada satu organisma kepada organisma yang lain.

Dalam sel beberapa bakteria, sebagai tambahan kepada molekul DNA utama yang besar, terdapat juga molekul plasmid DNA bulat kecil. Dalam kejuruteraan genetik, prasmid yang digunakan untuk memperkenalkan maklumat yang diperlukan ke dalam sel perumah dipanggil vektor - pembawa gen baru. Selain plasmid, virus dan bacteriophages boleh memainkan peranan vektor.

Prosedur standard ditunjukkan secara skematik dalam Rajah.

Kita boleh menyerlahkan peringkat utama mencipta organisma yang diubah suai secara genetik:

1. Mendapatkan gen yang mengekodkan sifat yang diminati.

2. Pengasingan plasmid daripada sel bakteria. Plasmid dibuka (dipotong) oleh enzim yang meninggalkan "hujung melekit" - ini adalah urutan asas pelengkap.

3. Kedua-dua gen dengan plasmid vektor.

4.Pengenalan plasmid yang digabungkan semula ke dalam sel perumah.

5. Pemilihan sel yang telah menerima gen tambahan. tanda dan kegunaan praktikalnya. Bakteria baru sedemikian akan mensintesis protein baru; ia boleh ditanam menggunakan enzim dan memperoleh biojisim dalam skala industri.

Salah satu pencapaian kejuruteraan genetik ialah pemindahan gen pengekodan sintesis insulin pada manusia ke dalam sel bakteria. Sejak ia menjadi jelas bahawa sebabnya kencing manis adalah kekurangan hormon insulin, pesakit diabetes mula menerima insulin, yang diperoleh daripada pankreas selepas penyembelihan haiwan. Insulin adalah protein, dan oleh itu terdapat banyak perdebatan tentang sama ada gen untuk protein ini boleh dimasukkan ke dalam sel bakteria dan kemudian ditanam dalam skala industri untuk digunakan sebagai sumber hormon yang lebih murah dan mudah. Pada masa ini, adalah mungkin untuk memindahkan gen insulin manusia, dan telah pun bermula pengeluaran industri hormon ini.

Satu lagi protein penting untuk manusia ialah interferon, yang biasanya terbentuk sebagai tindak balas kepada jangkitan virus. Gen interferon juga dipindahkan ke dalam sel bakteria.

Melihat ke masa hadapan, bakteria akan digunakan secara meluas sebagai kilang untuk penghasilan rangkaian produk sel eukariotik seperti hormon, antibiotik, enzim dan bahan yang diperlukan dalam pertanian.

Ada kemungkinan gen prokariotik yang berguna boleh dimasukkan ke dalam sel eukariotik. Contohnya, perkenalkan gen bakteria pengikat nitrogen ke dalam sel tumbuhan pertanian yang berguna. Ini akan menjadi sangat penting sangat penting untuk pengeluaran makanan, adalah mungkin untuk mengurangkan atau bahkan mengetepikan sepenuhnya dengan pengenalan baja nitrat ke dalam tanah, di mana sejumlah besar wang dibelanjakan dan yang mencemarkan sungai dan tasik berdekatan.

V dunia moden kejuruteraan genetik juga digunakan untuk mencipta organisma yang diubah suai untuk tujuan estetik (slaid ini telah dipadamkan, tetapi jika anda mahu, anda boleh memasukkan gambar dengan mawar biru dan ikan bercahaya).

Slaid 2

Kejuruteraan genetik ialah satu set kaedah yang membolehkan, melalui operasi in vitro (in vitro, di luar badan), untuk memindahkan maklumat genetik daripada satu organisma kepada organisma lain.

Slaid 3

Matlamat kejuruteraan genetik adalah untuk mendapatkan sel (terutamanya bakteria) yang mampu menghasilkan protein "manusia" tertentu pada skala industri; dalam keupayaan untuk mengatasi halangan interspesifik dan memindahkan ciri-ciri keturunan individu satu organisma kepada yang lain (digunakan dalam pemilihan tumbuhan dan haiwan)

Slaid 4

Tarikh rasmi kelahiran kejuruteraan genetik dianggap pada tahun 1972. Pengasasnya ialah ahli biokimia Amerika Paul Berg.

Slaid 5

Satu pasukan penyelidik yang diketuai oleh Paul Berg, yang bekerja di Universiti Stanford, berhampiran San Francisco di California, melaporkan penciptaan DNA rekombinan (hibrid) pertama di luar badan. Molekul DNA rekombinan pertama terdiri daripada serpihan coli(Eschherihia coli), sekumpulan gen daripada bakteria ini sendiri dan DNA lengkap virus SV40, yang menyebabkan perkembangan tumor pada monyet. Struktur rekombinan sedemikian secara teorinya boleh mempunyai aktiviti berfungsi dalam kedua-dua E. coli dan sel monyet. Dia boleh "berjalan" seperti pesawat ulang-alik antara bakteria dan haiwan. Untuk kerja ini, Paul Berg telah dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1980.

Slaid 6

virus SV40