Трансплантация целых ядер микроклональное размножение растений использование рекомбинантных плазмид

Обновлено: 28.09.2024

Это использование биологических систем и процессов в сельском хозяйстве и промышленности. Изначально биотехнологией называли микробиологическое производство – промышленное культивирование бактерий и грибов для получения продуктов их жизнедеятельности (например, антибиотиков). Сейчас биотехнология включает в себя генную и клеточную инженерию.

Генная инженерия

Это перенос генов в клетки другого организма (получение трансгенных организмов). Техпроцесс:
1) Получение гена. Из клетки выделяют иРНК, затем получают из них ДНК путем обратной транскрипции.
2) Получение рекомбинантной плазмиды. Плазмида – небольшая кольцевая молекула ДНК, характерная для прокариот. В неё вставляют ген, который необходимо перенести.
3) Перенос. Бактерии, например, сами поглощают ДНК из окружающей среды. В природе это является одним из механизмов изменчивости у бактерий.
4) Отбор. Отбирают организмы, в которых пересаживаемый ген содержится и работает.

Примеры использования генной инженерии:

Инсулин получают из бактерии кишечной палочки с пересаженным человеческим геном инсулина.
В культурное растение пересаживают ген устойчивости к гербициду, при обработке поля гербицидом все сорняки погибают, а культурное растение – нет.
В культурное растение пересаживают ген яда, убивающего некоторые виды насекомых. Поле, засеянное этими растениями, не нужно обрабатывать инсектицидами.
В рапс пересажен ген устойчивости к засолению почвы из другого растения.

Клеточная инженерия

Еще можно почитать

Задания части 1

БИОТЕХНОЛОГИЯ
1. Выберите два верных ответа. Методы биотехнологии позволяют
1) изучить превращение веществ в процессе жизнедеятельности организмов
2) получить растения с генетически изменёнными признаками
3) обнаружить изменения, возникшие в организме в результате онтогенеза
4) изучить микроскопические структуры клеток
5) изменить наследственность микроорганизмов путём клеточной инженерии

4. Выберите два верных результата из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Вклад биотехнологии в медицину состоит в
1) использовании химического синтеза для получения лекарственных препаратов
2) создании лечебных сывороток на основе плазмы крови иммунизированных животных
3) синтезе гормонов человека в бактериальных клетках
4) изучении родословных человека для выявления наследственных заболеваний
5) культивировании штаммов бактерий и грибков для производства антибиотиков в промышленных масштабах

МИКРОБИОЛОГИЯ
Выберите два верных ответа. Микробиологическое производство как область биотехнологии занимается
1) созданием генетически модифицированных растений
2) изучением клеток бактерий
3) получением антибиотиков и витаминов
4) систематикой вирусов
5) синтезом кормового белка

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генная инженерия, в отличие от клеточной, включает исследования, связанные с
1) культивированием клеток высших организмов
2) гибридизацией соматических клеток
3) пересадкой генов
4) пересадкой ядра из одной клетки в другую
5) получение рекомбинантных (модифицированных) молекул РНК и ДНК

ГЕННАЯ - ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
Установите последовательность этапов получения штамма бактерий, содержащих ген животного, с использованием метода генной инженерии. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) встраивание фрагмента ДНК в плазмиду
2) подбор животного, содержащего необходимый аллель
3) размножение прокариотической клетки с гибридной плазмидой
4) введение гибридной плазмиды в клетку бактерии
5) выделение нужного фрагмента ДНК из клетки животного

Установите последовательность этапов генноинженерного получения животного белка в бактериальных клетках. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) встраивание фрагмента ДНК (гена) в плазмиду
2) разрушение клеточных мембран животных клеток, выделение молекул ДНК
3) синтез животного белка
4) разрезание молекул ДНК на отдельные фрагменты, выделение гена
5) внедрение плазмид со вставкой в бактериальную клетку

Установите последовательность действий исследователя, получающего бактериальные клетки методом рекомбинантных плазмид. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) введение рекомбинантной плазмиды в бактериальную клетку
2) получение фрагмента молекулы ДНК с нужным геном
3) деление бактериальных клеток с рекомбинантной плазмидой
4) внедрение гена в плазмидную ДНК
5) получение нового штамма бактерий

ГЕННАЯ - КЛЕТОЧНАЯ
1. Установите соответствие между достижениями и направлением биологии: 1) клеточная инженерия, 2) генная инженерия. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) Клонирование
Б) Получение вакцин в культуре клеток
В) Отдаленная гибридизация растений
Г) Трансгенные организмы
Д) Создание банков генов
Е) Получение безвирусного посадочного материала

2. Установите соответствие между характеристиками и методами биотехнологии: 1) генная инженерия, 2) клеточная инженерия. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) использование рекомбинантных плазмид
Б) гибридизация протопластов
В) трансплантация ядер
Г) выращивание культуры клеток
Д) соматическая гибридизация

СОБИРАЕМ
1) изменение участка ДНК, кодирующего первичную структуру белка
2) микроклональное размножение растений

КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. В клеточной инженерии используют следующие методы:
1) клонирование
2) культура клеток и тканей
3) микробиологический синтез
4) пересадка природных генов в ДНК бактерий или грибов
5) центрифугирование

3. Выберите два верных ответа. Какие приёмы используют в клеточной инженерии?
1) слияние соматических клеток
2) скрещивание организмов
3) пересадка хлоропластов из клетки в клетку
4) синтез гена инсулина в пробирке
5) получение рекомбинантной ДНК

КУЛЬТУРА ТКАНИ
Установите последовательность этапов размножения растений с помощью культуры ткани. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) деление выделенных клеток и получение клеточной массы
2) отделение клеток образовательной ткани растения и помещение их в питательную среду
3) пересадка молодого растения в грунт
4) дифференцировка тканей и органов
5) обработка клеточной массы фитогормонами для дифференцировки клеток

Клеточная технология и инженерия

Ключевые слова: клеточная технология и инженерия, клеточная инженерия, метод культуры клеток и тканей, тотипотентностъ, микроклоналъное размножение растений, соматическая гибридизация, гибридомы, моноклональные антитела, метод трансплантации ядер, клонирование.
Раздел ЕГЭ: 3.9. Биотехнология, ее направления. Клеточная и генная инженерия, клонирование…

Клеточной инженерией называют эксперименты с изолированными клетками организмов, которые позволяют конструировать клетки нового типа путём гибридизации и слияния клеточных структур (ядер, митохондрий, хлоропластов) для получения организмов с заданными свойствами. Предпосылкой к развитию клеточной инженерии стала клеточная технология, использующая методы выращивания клеток и тканей на питательных средах (in vitro).

Микроклональное размножение растений

Выращивание клеток и тканей на питательных средах получило название метода культуры клеток и тканей. Его создание связано с работами американского и французского учёных

Ф. Уайта и Р. Готре, проводившимися в начале XX в. Положительные результаты впервые были получены на моркови. Кусочек растительной ткани — эксплант — был выделен из корнеплода растения и помещён на питательную среду, содержащую минеральные соли, аминокислоты, гормоны и другие необходимые для роста и развития вещества. В результате митотического деления эксплант образовал однородную неспециализированную клеточную массу — каллус, клетки которого обладали тотипотентностью (от лат. totus — целый и potentia — сила) — способностью давать начало любому типу клеток. При разделении клеток и добавлении в питательную среду фитогормонов ауксинов и кининов, обеспечивающих рост и дифференцировку клеток, были получены небольшие по размеру растения-регенеранты, похожие на проростки. Эти растения отмыли от питательной среды и пересадили на поле, где они развились в полноценные экземпляры моркови.

Микроклональное размножение моркови

Таким образом, метод культуры клеток и тканей позволяет размножить какое-либо растение в искусственно созданных условиях, т. е. создать его клон. Главное преимущество микроклонального размножения растении по сравнению с семенным размножением состоит в том, что с его помощью можно за короткое время получить большое число генетически однородных особей, способных к быстрому росту, обладающих калиброванными качествами и не заражённых возбудителями болезней. В настоящее время в некоторых европейских странах, например Голландии и Финляндии, весь посадочный материал получают с помощью метода культуры клеток и тканей. В России существуют питомники микроклонального размножения овощных, плодовых и декоративных культур, в которых производят посадочный материал для выращивания картофеля, томатов, смородины, яблони, земляники, роз, гвоздик и др.

Соматическая гибридизация

Искусственное объединение целых клеток с образованием гибридных геномов называют соматической гибридизацией. С помощью метода клеточной технологии были созданы отдалённые гибриды соматических клеток не только растений, но и животных.

Путём соматической гибридизации клеток культурного картофеля (Solarium tuberosum) и дикого (Solarium chacoense) был выведен новый сорт, отличающийся необычайной мощностью куста и устойчивый к ряду заболеваний. Для гибридизации использовались протопласты клеток двух видов картофеля, лишённые клеточной стенки и имеющие только наружную плазматическую мембрану. Они выращивались на питательной среде, где и происходило их слияние с образованием гибридного каллуса и дальнейшее развитие из него соматического гибридного растения. Благодаря хозяйственно ценным признакам полученный соматический гибрид картофеля стал затем широко использоваться в практической селекции. Половой же гибрид этих двух видов картофеля такими признаками не обладает.

Гибридизация картофеля: 1 — родительская форма S. tuberosum; 2 — соматический гибрид; 3 — родительская форма S. chacoense; 4 — половой гибрид

Иные задачи стоят перед клеточной инженерией в отношении работы с животными клетками. Например, важным вопросом иммунологии является регуляция иммунного ответа организма на конкретный антиген. Его решение позволит преодолеть проблемы трансплантационного (при пересадке органов и тканей), противоопухолевого и противовирусного иммунитета. Разработка направления клеточной инженерии, связанного с созданием антител определённой специфичности, приближает решение этих проблем.

Для получения таких антител конструируют гибридомы (от лат. hybrida — помесь и ота — опухоль) — гибридные клетки, образованные из протопластов лимфоцитов селезёнки иммунизированных животных и раковых клеток. Гибридомы производят один вид антител — моноклональные антитела (свойство, характерное для лимфоцитов) и способны неограниченно размножаться (свойство раковых клеток). В 1975 г. немецкий и английский учёные Г. Кёллер и Ц. Милыитейн описали методику получения моноклональных антител от гибридомы В-лимфоцитов селезёнки мышей и опухолевых клеток мышиной плазмоцитомы (рис. 269). За эту работу они были удостоены Нобелевской премии.

В настоящее время получено большое разнообразие моноклональных антител (от разных гибридом). Их используют в медицине для нейтрализации дифтерийного и столбнячного токсинов, змеиных ядов, для распознавания антител и антигенов, а также биологически активных веществ (гормонов, ферментов), находящихся в крови, плазме и лимфе. Моноклональные антитела обладают преимуществом перед кровяными сыворотками, так как по специфичности действия служат идеальными реагентами на конкретный антиген. Введённые в организм моноклональные антитела блокируют антигены, поэтому их применяют с целью ранней диагностики онкологических заболеваний. Моноклональные антитела способны доставлять к клеткам опухоли радиоактивные вещества, позволяющие точно обнаружить её местонахождение в организме, а также лекарственные препараты, обеспечивающие разрушение опухоли.

Реконструкция яйцеклеток и клонирование животных

В 1952 г. американские учёные Р. Бриггс и Т. Кинг разработали хирургический метод трансплантации ядер эмбриональных клеток лягушки. Осуществляли такую трансплантацию с помощью микропипетки. Учёные установили, что если брать ядра из клеток зародыша на стадии бластулы, то примерно в 80 % случаях зародыши благополучно развиваются и превращаются в нормальных головастиков. Реконструированные таким способом яйцеклетки давали начало новому полноценному организму, причём его признаки полностью определялись генами, содержащимися в хромосомах пересаженных в яйцеклетки ядер.

Результатом этих работ стало открытие способности соматических ядер обеспечивать нормальное развитие яйцеклеток в зародыши. Эксперименты доказали, что наследственный материал соматических клеток способен сохраняться полноценным в функциональном отношении, а дифференцировка клеток является результатом активности и блокировки определённых генов. Методом трансплантации ядер соматических клеток в яйцеклетки получены клоны амфибий, рыб, мышей, кроликов, овец и др.

Развитие взрослой лягушки из реконструированной яйцеклетки

Уникален опыт по клонированию домашних овец. В 1997 г. была опубликована статья шотландского учёного Яна Уилмута, в которой сообщалось, что в результате использования донорского ядра клетки молочной железы овцы породы Финский дорсет было получено клональное животное — овца по кличке Долли. В эксперименте использовались не только эмбриональные клетки, но и фибробласты (клетки соединительной ткани) плода, а также клетки молочной железы взрослой овцы. Все три типа клеток принадлежали разным породам овец и имели одинаковое число хромосом — 54. Деление клеток всех трёх типов на определённой стадии останавливали и ядра клеток овцы-донора пересаживали в ооциты овцы-реципиента.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Производство ферментов, витаминов Антибиотики,вакцины Белки и аминокислоты в добавках Биологическая очистка почвы и воды Защита растений от вредителей селекция Биотехнология – это промышленное использование биологических процессов и систем на основе выращивания высокоэффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с необходимыми человеку свойствами.

Основная задача современной биотехнологии СОЗДАВАТЬ новые сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов, имеющие хозяйственно ценные признаки,стабильно передающиеся по наследству. Устойчиво переносят неблагоприятные условия, Могут эффективно используют солнечную энергию Позволяют получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды Более приспособлены к промышленным условиям

Биотехнология основана на: Генетике; Молекулярной биологии; Биохимии; Эмбриологии и клеточной биологии; Прикладных дисциплинах: химической и информационных технологиях и робототехнике.

Использование микроорганизмов Большая скорость размножения Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам Очень продуктивны 500 кг дрожжей- 50 т белка! (10 слонов) Чрезвычайная приспособляемость

Методы биотехнологии клеточная инженерии: Культивирование Реконструкция клонирование генная инженерия: выделение или искусственный синтез нужного вида из генома одного организма и введение его в геном другого Хромосомная инженерия: Метод гаплоидов Метод полиплоидов Замена хромосом в геноме

1 метод- культивирование (метод культуры тканей) Клеточная инженерия Метод основан на способности клеток делиться при помещении в питательную среду. Клетки при определённых условиях формируют полноценное растение. Культура клеток женьшеня вырабатывает ценные для человека вещества; Клетки кожи используют для лечения ожогов.

3 метод- клонирование Клеточная инженерия Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки. Позволяет получать генетические копии организма.

Клонирование. Клон – группа генетически идентичных клеток. 1997 год. Шотландский ученый Ян Вильмут с коллегами провели успешное клонирование овцы. Началась эра клонирования животных. Клонирование может позволить реставрировать давно погибшие виды. Воспроизвести копии выдающихся по продуктивности животных-рекордистов. Почему этот метод вызывает большое количество вопросов этического плана?

А А вот как это было… овца породы финский дорсет (из клеток тканей молочной железы этой взрослой овцы извлекли соматические ядра) овца породы шотландская черномордая (от которой взяли яйцеклетку, удалив из неё гаплоидное ядро) 2n 0n Б В овца породы шотландская черномордая (ей трансплантировали образовавшуюся диплоидную зиготу, которую предварительно стимулировали к дроблению электрошоком)

Хромосомная инженерия Метод гаплоидов. Выращивание гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Полностью гомозиготное растение получают за 2-3 года (при инбридинге- 6-8 лет!) Метод полиплоидов. Кратное увеличение хромосом. Метод- замена некоторых хромосом в геноме одного организма на сестринские хромосомы другого.

Генная инженерия Основана на выделении (или на искусственном синтезе) нужного гена из генома одного организма и введение его в геном другого организма зачастую далёкому по происхождению (впервые процесс был проведён в 1969 году) Кишечная палочка-излюбленный объект микробиологов Формальная дата рождения – 1972 год. Стэнфордский университет Пол Берг и группа биохимиков синтезировали рекомбинантную ДНК.

Современная лаборатория генной инженерии

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ

Для этого надо осуществить 4 стадии трансгенеза (переноса генов) … Клетка А имеет какой-то признак, который мы хотим получить в клетке В Допустим, что… А В

Участок ДНК Клетка А Идентификация и выделение интересующих исследователей генов из клетки А Стадия 1 рестрикция Выделение плазмид из клеток бактерий Бактериальная клетка рестриктазы

Стадия 2 лигирование Соединение отдельных фрагментов ДНК в единую молекулу в составе плазмиды лигазы Гибридная плазмидная ДНК

Клетка В Стадия 3 трансформация Введение гибридной плазмидной ДНК в клетку В

Клетка В получила новый ген, а вместе с ним и новый признак В Стадия 4 скрининг Копирование нужного гена в новой клетке с обеспечением его работы

Томатная паста Помидоры содержат ген, замедляющий действие фермента полигалактуроназы, расщепляющего пектин. Такие помидоры не гниют в полтора раза дольше обычных Вечносвежие помидоры Кроме устойчивых к гниению ученые разработали морозоустойчивые помидоры, - в их ДНК внедрен ген холодноводной рыбы Трансгенные организмы

Инструкция по проведению практической работы Тема: Моделирование элементов вектора Цель: проработать операции в создании вектора Оборудование: веревочная модель рекомбинантной ДНК и веревочная модель плазмиды (тесьма разного цвета) Ход работы Выделяем участок ДНК (ген), который отвечает за синтез инсулина. Выделяем плазмиду (кольцевую двуцепочечную молекулу ДНК бактериальной клетки). Разрезаем плазмиду и вшиваем ген. Получили рекомбинантную плазмиду, она несет человеческий ген. Встраиваем ее в бактерию. Бактерии размножаются и производят инсулин. Выделяем и очищаем инсулин.

Плазмида Тотопотентность Рестриктаза Лигаза Клонирование Культивирование Метод полиплоидов Трансгенные организмы Повторим Продолжите фразу: биотехнология в современном мире…

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Сейчас обучается 952 человека из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Курс добавлен 23.11.2021
Сейчас обучается 49 человек из 30 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 32 человека из 18 регионов

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 561 547 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Глава 8. Бионика

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

29.08.2016 5789
PPTX 4.3 мбайт
215 скачиваний
Рейтинг: 3 из 5
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Андреевских Ольга Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Время чтения: 3 минуты

В России могут объявить Десятилетие науки и технологий

Время чтения: 1 минута

Тринадцатилетняя школьница из Индии разработала приложение против буллинга

Время чтения: 1 минута

Онлайн-конференция о создании школьных служб примирения

Время чтения: 3 минуты

ЕГЭ в 2022 году будут сдавать почти 737 тыс. человек

Время чтения: 2 минуты

Полный перевод школ на дистанционное обучение не планируется

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Задания Д8 № 8205

Направление биотехнологии, в котором используются микроорганизмы для получения антибиотиков, витаминов, называют

Микробиологический синтез — промышленный способ получения химических соединений и продуктов (например, дрожжей кормовых), осуществляемый благодаря жизнедеятельности микробных клеток.

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ(генетическая инженерия) — совокупность методов молекулярной генетики, направленных на искусственное создание новых, не встречающихся в природе сочетаний генов.

Задания Д8 № 22291

Установите соответствие между приёмами и методами биотехнологии: для этого к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

А) работа с каллусной тканью

Б) введение плазмид в бактериальные

В) гибридизация соматических клеток

Г) трансплантация ядер клеток

1) клеточная инженерия

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами:

1) клеточная инженерия

Регенерации полноценных растений из каллуса добиваются в принципе двумя путями: дифференциацией побегов и корней посредством изменения соотношения гормонов цитокинина и ауксина или образованием эмбриоидов. Этот соматический (асексуальный) эмбриогенез впервые был прослежен к 1959 г. у моркови; со временем его стали применять при производстве жизнеспособных растений у разных видов.

В) Гибридизация соматических клеток

Создание неполовых гибридов путем слияния изолированных протопластов, полученных из соматических клеток. Этот метод позволяет скрещивать филогенетически отдаленные виды растений, которые невозможно скрестить обычным половым путем, вызывать слияние трех и более родительских клеток, получать асимметричные гибриды, несущие весь генный набор одного из родителей наряду с несколькими хромосомами или генами, или только органеллами и цитоплазмой другого. Гибридизация соматических клеток дает возможность не только соединить в одном ядре гены далеких видов растений, но и сочетать в гибридной клетке цитоплазматические гены партнеров.

Г) Трансплантация ядер клеток

В последнее время разработано несколько эффективных методов, позволяющих изучать взаимоотношения ядра и цитоплазмы.

Наиболее важное значение, по-видимому, имеет метод пересадки ядра одной клетки в цитоплазму другой клетки, из которой предварительно удалили собственное ядро. Наблюдения за поведением таких клеток позволяют изучать влияние объединения ядра и цитоплазмы разных клеток на поведение обоих компонентов.

Хотя большинство признаков ядерно-цитоплазматических гибридов, несомненно, определяется ядром, некоторые из них в отдельных случаях могут контролироваться цитоплазмой и сохраняться в ряду многих клеточных поколений.

2) генная инженерия

Б) введение плазмид в бактериальные клетки.

По размеру плазмиды меньше бактериальных хромосом и содержат от 8 до 200 тыс. нуклеотидных пар. В одной клетке может находиться от 1—2 до нескольких десятков плазмид. Это число постоянно. Плазмиды реплицируются (размножаются) независимо от бактериальной хромосомы. Но некоторые плазмиды, так называемые эписомы, могут встраиваться в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Транскрипция и трансляция генетического материала плазмид идут с помощью клеточных механизмов, т. е. так же, как у вирусов. Плазмиды передаются при делении дочерним клеткам, а также могут попадать в бактерии при клеточных контактах. Плазмиды несут от 2—3 до 90 генов, которые придают клеткам характерные свойства, например: способность передавать хромосомную ДНК от одной бактерии к другой, вырабатывать белки−яды, губительные для других бактерий. Ученые разработали методы выделения и введения плазмид в бактериальные клетки. Можно, используя специальные ферменты, разрезать плазмиды, встраивать в них новые гены и сшивать молекулы. Такие плазмиды служат для переноса генетической информации (т. е. являются векторами), в генной инженерии.

Д) Получение рекомбинантной ДНК и РНК.

Суть конструирования рекомбинантных ДНК заключается во встраивании фрагментов ДНК, среди которых находится интересующий нас участок ДНК, в так называемые векторные молекулы ДНК (или просто векторы) - плазмидные или вирусные ДНК, которые могут быть перенесены в клетки про- или эукариот и там автономно репли-цироваться. На следующем этапе проводится отбор тех клеток, которые несут в себе рекомбинантные ДНК (с помощью маркерных признаков, которыми обладает сам вектор), и затем индивидуальных клонов с интересующим нас сегментом ДНК (используя признаки или пробы, специфичные для данного гена или участка ДНК).

Получение рекомбинантных РНК обычно осуществляют методами ферментативного или химического лигирования РНК.

Задания Д8 № 9508

В биотехнологии применяют способы получения антибиотиков, используя микроорганизмы, что называется микробиологическим синтезом.

Задания Д8 № 9510

Производство гормона инсулина с помощью бактерий стало возможно благодаря

При пересадке гена инсулина от человека в бактерии позволило быстро получать дорогостоящий препарат, это стало возможным при развитии генной инженерии.

Задания Д8 № 14126

В клеточной инженерии проводят исследования, связанные с

Введение генов человека в клетки бактерий, пересадка генов от бактерий в клетки злаковых — генная инженерия.

Задание 7 № 46184

1) получение рекомбинантной ДНК

2) гибридизация клеток

3) клонирование переносом ядра из соматической клетки в половую

4) создание генно-модифицированного организма путём редактирования генома

5) введение рекомбинантной плазмиды в клетку

6) выращивание растений из культуры клеток

1) получение рекомбинантной ДНК; 4) создание генно-модифицированного организма путём редактирования генома; 5) введение рекомбинантной плазмиды в клетку — методы генной инженерии. Методы генной инженерии заключаются в использовании лабораторных методов переноса генетической информации из одного организма в другой.

Клеточной инженерией называют генетические эксперименты с изолированными клетками многоклеточных организмов, которые позволяют переносить в них гены других организмов и получать новые генотипы с заданными свойствами.

Задания Д1 № 305

Генная инженерия, в отличие от клеточной, включает исследования, связанные с

1) культивированием клеток высших организмов	2) гибридизацией соматических клеток
3) пересадкой генов	4) пересадкой ядра из одной клетки в другую

Генная инженерия включает исследования, связанные с пересадкой генов. А остальные перечисленные исследования идут в области клеточной инженерии.

Задания Д8 № 18428

Использование микроорганизмов для получения кормов относится к

3) генной инженерии

4) клеточной инженерии

Использование микроорганизмов для получения кормов относится к биотехнологии.

Задания Д34 № 20652

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генная инженерия, в отличие от клеточной, включает исследования, связанные с

1) культивированием клеток высших организмов

2) гибридизацией соматических клеток

3) пересадкой генов

4) пересадкой ядра из одной клетки в другую

5) получение рекомбинантных (модифицированных) молекул РНК и ДНК

Задания Д7 № 28366

1) отбор родителей для скрещивания

2) гибридизация клеток

3) гетерозис у гибридных клеток

4) внедрение плазмиды в клетку эукариот

5) перенос ядра из соматической клетки в яйцеклетку

2) и 3) Гибридизация соматических клеток и гетерозис у гибридных клеток -

5) Перенос ядра из соматической клетки в яйцеклетку

1 (селекция) и 4 — "выпадают", поскольку не относятся к клеточной инженерии.

4 - Генная инженерия — совокупность методов получения рекомбинантных ДНК и РНК, в том числе путем встраивания генов одних организмов в геном других организмов. Для переноса генов от одного микроорганизма к другому используется плазмида — дополнительная бактериальная ДНК.

Задания Д8 № 21898

Установите соответствие между методами и областями науки и производства, в которых эти методы используются: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) получение полиплоидов

Б) метод культуры клеток и тканей

В) использование дрожжей для производства белков и витаминов

Г) метод рекомбинантных плазмид

Д) испытание по потомству

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Биотехнология — это производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов.

Селекция: получение полиплоидов; испытание по потомству; гетерозис. Биотехнология: метод культуры клеток и тканей; использование дрожжей для производства белков и витаминов; метод рекомбинантных плазмид.

Плазмиды – мелкие кольцевые молекулы ДНК, присутствующие в клетках бактерий. Они содержат дополнительную генетическую информацию, способны автономно, независимо от ДНК хромосом, реплицироваться; некоторые плазмиды обладают способностью встраиваться в хромосому бактерии и выходить из нее; некоторые могут переходить из одной клетки в другую. В генетической инженерии наиболее широко используется три типа плазмид F, P и Col. Метод создания рекомбинантных плазмид был разработан П.Бергом в 1972г. Ими была создана рекомбинантная плазмида, содержащая галактозный оперон E.coli. В плазмиду могут быть включены природные или синтезированные гены. После проникновения в клетку бактерии рекомбинантная плазмида может функционировать и размножаться автономно, либо включаться в ДНК хромосомы бактерии. Таким методом в клетки бактерии были введены гены человека и созданы штаммы бактерий-суперпродуценто соматостатина, интерферона, инсулина, гормоны роста человека, быка, глобин животных и человека.

Вначале выделенную из крови доноров и находящуюся в культуре суспензию лейкоцитарных клеток обрабатывают вирусом, оказывающим индуцирующий эффект на биосинтез интерферона. В дальнейшем из лейкоцитов получают иРНК, программирующую биосинтез интерферона. Даже в индуцированных вирусом Сендай лейкоцитах иРНК содержится не более 0,1% (Смородинцев А. А., 1985).

С помощью фермента обратной трансриптазы (ревертазы) на полинуклеотидной основе иРНК синтезируют комплементарную ей одноцепочечную копию ДНК (кДНК). Этому этапу предшествует синтез дезоксирибонуклеотида – затравки, состоящей из 32 мононуклеотидов, которая при гибридизации взаимодействует с соответствующим комплементарным участком выделенной из лейкоцитов иРНК и в дальнейшем выступает в качестве стартовой отметки, от которой начинается РНК-зависимый синтез одной из цепей ДНК (кДНК).

На следующем этапе на отделенной от гибридной структуры ДНК –РНК одноцепочечной кДНК осуществляется биосинтез второй комплементарной цепи ДНК. Чтобы обеспечить в синтезированной к ДНК комплементарность липких концов, к ним присоединяются линкеры (переходники). Они являются синтезированными химическим путем короткими участками ДНК, имеющими разные липкие концы. Обработка рестрикционной эндонуклеазой концов кДНК, а также подобранной плазмиды вектора. Которая в результате ферментативного гидролиза расщепляется рестриктазой с образованием линейной молекулы ДНК с липкими концами, позволяет соединить кДНК с плазмидой и благодаря липким концам и с помощью ДНК-лигазы образовать кольцевидную рекомбинантную плазмиду с синтезированной кДНК, в которой находится ген, кодирующий биосинтез а-интерферона.

Читайте также: