Избор на микроорганизми. Микроорганизми Бактерии, микроскопски габи, протозои. Презентација „Основи на селекција на растенија, животни, микроорганизми“ Презентација на тема главни насоки на селекција на микроорганизми

ОТКРИТА ОД ОБЛАСТА НА БИОЛОГИЈАТА ВО ЕРАТА НА УЛ

Вовед
Тековна состојба на биотехнологијата
Биотехнологијата и нејзината улога во практичните човечки активности
Биотехнологијата во растителното производство

Метод на ткивна култура

Клонирање

Нови откритија во областа на медицината

Генетски инженеринг

Трансгенски производи: добрите и лошите страни
Генетски модифицирани производи

Последици од развојот на биотехнологијата во ерата на научна и технолошка револуција

Вовед

Биотехнологијата е индустриска употреба на биолошки процеси и системи засновани на одгледување на високо ефективни форми на микроорганизми, култури на клетки и ткива на растенија и животни со својства неопходни за луѓето. Одредени биотехнолошки процеси (печење, винарство) се познати уште од античко време. Но, биотехнологијата го постигна својот најголем успех во втората половина на 20 век и станува сè поважна за човечката цивилизација.

Тековна состојба на биотехнологијата

Од античките времиња, познато е дека индивидуалните биотехнолошки процеси се користат во областите на практична човечка активност. Тие вклучуваат печење, производство на вино, варење, подготовка на ферментирани млечни производи итн. Нашите предци немаа поим за суштината на процесите во основата на таквите технологии, но во текот на илјадници години, користејќи обиди и грешки, тие ги подобруваа. Биолошката суштина на овие процеси беше откриена дури во 19 век. благодарение на научните откритија на Л. Пастер. Неговата работа послужи како основа за развој на производството со користење на различни видови микроорганизми. Во првата половина на 20 век. микробиолошките процеси почнаа да се користат за индустриско производство на ацетон и бутанол, антибиотици, органски киселини, витамини и протеини за добиточна храна.
Напредокот постигнат во втората половина на 20 век. во областа на цитологијата, биохемијата, молекуларната биологија и генетиката, создаде предуслови за контролирање на елементарните механизми на животот на клетките, што придонесе за брзиот развој на биотехнологијата. Благодарение на изборот на високопродуктивни соеви на микроорганизми, ефикасноста на биотехнолошките процеси се зголеми десетици и стотици пати.

Биотехнологијата и нејзината улога во практичните човечки активности

Особеноста на биотехнологијата е тоа што ги комбинира најнапредните достигнувања на научниот и технолошкиот напредок со акумулираното искуство од минатото, изразено во употребата на природни извори за создавање производи корисни за луѓето. Секој биотехнолошки процес вклучува голем број фази: подготовка на објектот, негово одгледување, изолација, прочистување, модификација и употреба на добиените производи. Повеќестепеноста и сложеноста на процесот бара вклучување на различни специјалисти во неговата имплементација: генетичари и молекуларни биолози, цитолози, биохемичари, виролози, микробиолози и физиолози, процесни инженери и дизајнери на биотехнолошка опрема.

Биотехнологијата во растителното производство

Метод на ткивна култура

Биотехнологија во сточарството

Во последниве години, се зголемува интересот за дождовните црви како извор на животински протеини за да се балансира исхраната со добиточна храна на животните, птиците, рибите, животните со крзно, како и протеински додаток со терапевтски и профилактички својства.
За да се зголеми продуктивноста на животните, потребна е целосна храна. Микробиолошката индустрија произведува протеин за добиточна храна врз основа на различни микроорганизми - бактерии, габи, квасец, алги. Како што покажаа индустриските тестови, биомасата богата со протеини на едноклеточните организми се апсорбира со висока ефикасност од животните на фармата. Така, 1 тон добиточен квасец ви овозможува да заштедите 5-7 тони жито. Ова е значајно бидејќи 80% од светското земјоделско земјиште е посветено на производство на добиточна храна и живина.

Клонирање

Клонирањето на овцата Доли во 1996 година од страна на Иан Вилмут и неговите колеги од Институтот Рослин во Единбург предизвика бурни реакции ширум светот. Доли била зачната од млечната жлезда на овца која одамна умрела, а нејзините клетки биле складирани во течен азот. Техниката со која е создадена Доли е позната како нуклеарен трансфер, што значи дека јадрото на неоплодената јајце клетка се отстранува и на негово место се става јадро од соматска клетка. Од 277 нуклеарни трансплантирани јајца, само едно се развило во релативно здраво животно. Овој метод на репродукција е „асексуален“ бидејќи не бара еден од половите за да создаде дете. Успехот на Вилмут стана меѓународна сензација.
Во декември 1998 година, стана познато за успешните обиди за клонирање на говеда, кога Јапонецот I. Kato, T. Tani et al. успеал да добие 8 здрави телиња откако префрлил 10 реконструирани ембриони во матката на кравите приматели.

Слајд бр. 10

Нови откритија
во областа на медицината Успесите на биотехнологијата се особено широко користени во медицината. Во моментов, антибиотиците, ензимите, амино киселините и хормоните се произведуваат со помош на биосинтеза.
На пример, хормоните обично се добивале од животински органи и ткива. Дури и за да се добие мала количина на медицински лек, потребно е многу почетен материјал. Следствено, беше тешко да се добие потребната количина на лекот и беше многу скап.
Така, инсулинот, хормонот на панкреасот, е главниот третман за дијабетес мелитус. Овој хормон мора постојано да се администрира на пациентите. Неговото производство од панкреасот на свиња или говеда е тешко и скапо. Покрај тоа, молекулите на животинскиот инсулин се разликуваат од молекулите на човечкиот инсулин, што често предизвикува алергиски реакции, особено кај децата. Во моментов, воспоставено е биохемиско производство на хуман инсулин. Добиен е ген кој синтетизира инсулин. Користејќи генетски инженеринг, овој ген беше воведен во бактериска клетка, која како резултат се здоби со способност да синтетизира човечки инсулин.
Покрај добивањето терапевтски агенси, биотехнологијата овозможува рано дијагностицирање на заразни болести и малигни неоплазми врз основа на употреба на антигенски препарати и примероци од ДНК/РНК.
Со помош на нови препарати за вакцини е можно да се спречат заразни болести.

Слајд бр. 11

Метод на матични клетки: лекува или осакатува?

Јапонските научници предводени од професорката Шинја Јаманака од Универзитетот во Кјото за прв пат изолираа матични клетки од човечка кожа, откако претходно воведоа збир на одредени гени во нив. Според нивното мислење, ова може да послужи како алтернатива на клонирањето и ќе овозможи да се создадат лекови споредливи со оние добиени со клонирање човечки ембриони. Американските научници речиси истовремено добија слични резултати. Но, тоа не значи дека за неколку месеци ќе биде можно целосно да се напушти клонирањето на ембрионот и да се врати функционалноста на телото користејќи матични клетки добиени од кожата на пациентот.
Прво, специјалистите ќе треба да се уверат дека ќелиите на масата „кожа“ се всушност толку мултифункционални колку што изгледаат, дека можат да се вградат во различни органи без страв за здравјето на пациентот и дека ќе функционираат. Главната грижа е дека таквите клетки претставуваат ризик за развој на рак. Бидејќи главната опасност од ембрионските матични клетки е тоа што тие се генетски нестабилни и имаат способност да се развијат во некои тумори по трансплантацијата во телото.

Слајд бр. 12

Генетски инженеринг

Техниките на генетски инженеринг овозможуваат да се изолира потребниот ген и да се воведе во нова генетска средина со цел да се создаде организам со нови, однапред одредени карактеристики.
Методите на генетско инженерство остануваат многу сложени и скапи. Но, веќе сега, со нивна помош, индустријата произведува такви важни лекови како што се интерферон, хормони за раст, инсулин итн.
Изборот на микроорганизми е најважната област во биотехнологијата.
Развојот на биониката овозможува ефективно да се применат биолошки методи за решавање на инженерските проблеми и да се користи искуството на живата природа во различни области на технологијата.

Слајд бр. 13

Трансгенски производи:
добрите и лошите страни Неколку десетици јастиви трансгенски растенија веќе се регистрирани низ светот. Станува збор за сорти на соја, ориз и шеќерна репка кои се отпорни на хербициди; пченка отпорна на хербициди и штетници; компири отпорни на Колорадо компир бубачки; тиквички, речиси без семки; домати, банани и дињи со продолжен рок на траење; семе од репка и соја со модифициран состав на масни киселини; ориз со висока содржина на витамин А.
Генетски модифицирани извори може да се најдат во колбаси, франкфуртери, конзервирано месо, кнедли, сирење, јогурти, храна за бебиња, житарки, чоколадо и бонбони од сладолед.

Слајд бр. 14

Генетски модифицирани производи

Список на производи кои може да содржат генетски модифицирани производи: рибофлавини E 101, E 101A, карамела E 150, ксантан E 415, лецитин E 322, E 153, E160d, E 161c, E 308q, E 471, E 472f, 475, E 476b, E 477, E 479a, E 570, E 572, E 573, E 620, E 621, E 622, E 623, E 623, E 624, E 625.
Генетски модифицирани производи: чоколаден овошен орев, Kit-kat, Milky Way, Twix; пијалоци: Nesquik, Coca-Cola, Sprite, Pepsi, Pringles чипс, Danon јогурт.
Генетски модифицираните производи ги произведуваат следните компании: Новартис, Монсанто (новото име на компанијата Фармација, која ја вклучува Кока-Кола, како и Нестле, Данон, Хенц, Хип, Универ ( Униливер), Јунајтед бисквити, рестораните на Мекдоналдс.
Во светот не е забележан ниту еден факт дека трансгенско растение предизвикало штета на луѓето. Но, не треба да ја изневерувате вашата стража. Се уште не е разјаснето дали овие растенија ќе влијаат на потомството или ќе ја загадуваат животната средина.

Слајд бр. 15

Изгледи за развој на биотехнологијата

На индустриска основа се повеќе се користи методот на вегетативно размножување на земјоделските растенија со ткивна култура. Овозможува не само брзо размножување на нови перспективни растителни сорти, туку и да се добие саден материјал без вируси.
Биотехнологијата овозможува да се добијат еколошки горива преку биопреработка на индустриски и земјоделски отпад. На пример, создадени се инсталации кои користат бактерии за обработка на ѓубриво и друг органски отпад. Од 1 тон ѓубриво се добива до 500 m3 биогас што е еквивалентно на 350 литри бензин, додека се подобрува квалитетот на ѓубривото како ѓубриво.
Биотехнолошкиот развој се повеќе се користи во екстракција и преработка на минерали.

Повторете го материјалот и проверете го знаењето на учениците за темата „избор на животни“
Да се формира кај учениците идеја за основните методи на размножување на работа со микроорганизми.
Да се научи како да се потврди важноста на методот на вештачка мутагенеза за процесот на размножување на нови соеви на микроорганизми.
Воведување на главните области на биотехнологијата.
Да се убедат студентите дека биотехнологијата е хармоничен спој на современи научни сознанија и практични активности насочени кон оптимално решавање на националните економски проблеми и задачи.
Да се продолжи со развојот на когнитивниот интерес кај средношколците за проучување на проблемите на современата селекција.

Напредокот на лекцијата:

Јас. Организациски момент

II. Ажурирање на референтното знаење

III. Учење нова тема

IV. Зајакнување на научениот материјал

В. Домашна задача

ОСНОВНИ МЕТОДИ НА СЕЛЕКЦИЈА НА ЖИВОТНИТЕ

хибридизација

НЕВРЗАНИ

ИНДИВИДУАЛЕН

МАСА

ПОВРЗАНИ

ИНТРАСОВНИ

МЕЃУСЛОЖУВАЊЕ

ДАЛЕЧНА ХИБРДИЗАЦИЈА

Со кој метод на селекција се добиени овие животни?
Со какви знаци се карактеризираат?
Кој е недостатокот на овие хибриди?

Хини = магаре x пастув
Бестер = белуга х стерлет
Мазга = кобила х магаре
Хонорик = поро x визон
Архаромеринос = аргали х овци
Лигер = лав + тигар
Турција = мисирка + патка
Кама = лама + камила
Зеброид = зебра + пони (коњ, магаре)

КОЈ Е предок на различните раси крави?
ИМЕТЕ ГИ РАСИТЕ НА КРАВИТЕ КОИ СЕ РАЗАТ ВО НАШАТА РЕПУБЛИКА?

КОЈ Е предок на различните раси на коњи?
ИМЕНЕТЕ ГИ РАСИТЕ НА РАСТА НА КОЊИ ВО НАШАТА РЕПУБЛИКА?

КОЈ Е предок на различните раси на свињи?
ИМЕНЕТЕ ГИ РАСИТЕ НА СВИЊИ КОИ СЕ РАЗААТ ВО НАШАТА РЕПУБЛИКА?

КОЈ Е ПРЕДОК НА РАЗЛИЧНИ РАСИ ОВЦИ?
ИМЕНИ ГИ РАСИТЕ НА СВИЊИ КОИ СЕ РАЗААТ ВО НАШАТА РЕПУБЛИКА

ИМЕНЕТЕ ГИ ПРЕДЦИТЕ НА РАСИТЕ НА ОВИЕ ЖИВОТНИ?
ИМЕНЕТЕ ГИ РАСИТЕ ВО НАШАТА РЕПУБЛИКА?

15. Мисирки

17. Ноеви

Крави
елени
Свињи
биволи
Коњи
Зајаци
Нутриум

Прочитајте го текстот и посочете ги грешките

Во 1973 година Н.И. Вавилов, користејќи го методот на самоопрашување, разви сорта на овци од фина волна, од која подоцна академик Цицин создаде чиста линија користејќи го методот на хетероза.

Големината на популацијата на кој било вид на живи организми останува приближно на исто ниво бидејќи тие се предмет на ограничувачки фактори.

Фактори

Уред

Прехранбени ресурси

Одгледување земјоделски животни и растенија, производство на конзервирана храна и други прехранбени производи

Територијални ресурси

Изградба на катни згради

Лекови, вакцини, хирургија

Климатски услови

Сезонска облека, загреана просторија

Контрола на раѓање

Специјални алатки и други карактеристики

ДВОЈНИ ГО БРОЈОТ НА ЧОВЕКОТО НАСЕЛЕНИЕ СПОРЕД ЕРА:

Палеолит

Нов палеолит

за 170.000 години

Лов и собирање

за 15.000 години

По почетокот на нашата ера

Од 1830 година

Припитомување

Одгледување

Избор

Во 1980 година на Земјата имало 4,5 милијарди луѓе, од кои годишно се раѓаат 80 милиони деца.

Во моментов има 6 милијарди луѓе на планетата.

Земјата нема да нахрани 10 милијарди луѓе, а ќе се постави прашањето за регулирање на населението!

За да се спречи тоа да се случи, неопходно е да се задоволат зголемените потреби на луѓето за храна.

Наука за користење на живите организми, нивните биолошки карактеристики, како и виталните процеси во производството на супстанции неопходни за луѓето

Микроорганизмите се група на прокариотски и еукариотски едноклеточни организми.

Науката која ги проучува микроорганизмите е микробиологијата.

Микроорганизми

Бактерии

Протозои

Сино-зелени алги

Микроорганизмите се мали организми кои можат да се видат само под микроскоп.

1 ПЕЧУРКИ - себореја, краста, рингворм
2 ПРОТОЗООВИ - дизентерија, токсоплазмоза, трихомонијаза, џардијаза, маларија, трихомонијаза итн.
БАКТЕРИИ - ботулизам, антракс, туберкулоза, колера, дифтерија, тифус, чума, сифилис, тетанус итн.
ВИРУСИ - грип, хепатитис, СИДА, енцефалитис, жолта треска, сипаници, сипаници, беснило, палеомелитис, акутни респираторни инфекции, шап и лигавка итн.

Карактеристики на микроорганизми

1. Сеприсутно

2. Високи стапки на раст и репродукција

3. Висок степен на преживување во услови кои се несоодветни за живот на други организми (t = 70-105 C, зрачење, NaCl = 25-30%, сушење, недостаток на кислород, t = (-) итн.

4. Нутриционистички методи: автотрофи (фото- и хемо-), хетеротрофи (ги разложуваат сите видови органски материи, неприродни соединенија, нитрати, водород сулфид и други токсични материи)

5. Неверојатна продуктивност. На пример: крава со тежина од 500 кг. дневно формира 0,5 кг. протеини, а 500 кг растенија од соја произведуваат 5 кг во истиот период. протеин, истата маса на квасец е способна да произведе 50 тони протеин во биореактор дневно, што е 100 пати поголемо од нивната сопствена маса и еднакво на масата на 5 возрасни слонови).

6. Екстремната приспособливост на микробите овозможува нивно избирање лесно и брзо. Потребни се стотици години за да се размножи животинска раса или растителна сорта, но за да се размножи вид на микроорганизам потребни се неколку години.

Употреба на микроорганизми

Добивање синтетички вакцини

Развој на нови методи за преработка и складирање на храна со користење на микроорганизми

Производство на протеини за добиточна храна

За домашни миленици

Добивање органски киселини, користење ензими во детергентите, создавање лепила, влакна, желатинизирачки агенси, згуснувачи, ароми итн.

Отстранување на соединенијата што содржат сулфур од јаглен

Исцедување на рудата

Употреба на микроорганизми во нафтената индустрија

Употреба на ензимски препарати за подобрување на дијагностиката, создавање на нови лекови и терапевтски агенси. Микробиолошка синтеза на ензими, антибиотици, интерферон, хормони (инсулин, соматотропин, итн.)

Подобрување на методите за преработка на индустриски и отпад од домаќинствата

Употреба на клеточна технологија во земјоделството

Добивање бактериски ѓубрива

Карактеристики на селекција на микроорганизми

Одгледувачот има неограничено количество материјал за работа: за неколку дена, милијарди клетки може да се одгледуваат во петриеви садови или епрувети на хранливи подлоги;

Поефикасно користење на процесот на мутација, бидејќи геномот на микроорганизмите е хаплоиден, што овозможува да се идентификуваат какви било мутации веќе во првата генерација;

Едноставност на генетската организација на бактериите: значително помал број на гени, нивната генетска регулација е поедноставна, генските интеракции се едноставни или отсутни.

Избор на микроорганизми

Традиционални методи

Најнови методи

Вештачки

мутагенеза

Избор по продуктивност

Генетски инженеринг

Врз основа на изолирање на саканиот ген од геномот на еден организам и негово воведување во геномот на друг организам

Синтеза на вештачки гени и воведување во бактерискиот геном

Експериментална мутагенеза е ефектот врз телото на различни

мутагени, со цел да се произведат мутации (хемикалии и зрачење)

На пример:

Видот на пеницилиумската габа ја зголеми својата продуктивност 1000 пати.
Видот што ја произведува аминокиселината е 300 пати.

Но, можностите за традиционална селекција се ограничени.

Напредокот во науките како што се молекуларната биологија и генетиката во проучувањето на микроорганизмите, како и зголемените потреби за практична употреба на микробни производи, доведоа до создавање на нови методи за насочено и контролирано производство на микроорганизми со посакувани својства.

Проучете го текстот на параграфот.
Составете кинески збор користејќи ги термините од ставовите 34 - 37.

1 слајд

2 слајд

Традиционалниот избор на микроорганизми (главно бактерии и габи) се заснова на експериментална мутагенеза и избор на најпродуктивните соеви. Но, и овде има некои особености. Бактерискиот геном е хаплоиден, сите мутации се појавуваат веќе во првата генерација. Иако веројатноста за појава на природна мутација кај микроорганизмите е иста како и кај сите други организми (1 мутација на 1 милион индивидуи за секој ген), многу високиот интензитет на репродукција овозможува да се најде корисна мутација за генот од интерес за истражувачот.

3 слајд

Како резултат на вештачка мутагенеза и селекција, продуктивноста на соевите на пеницилиум габа беше зголемена за повеќе од 1000 пати. Производите од микробиолошката индустрија се користат во печење, варење, производство на вино и подготовка на многу млечни производи. Со помош на микробиолошката индустрија се произведуваат антибиотици, амино киселини, протеини, хормони, разни ензими, витамини и многу повеќе.

4 слајд

Микроорганизмите се користат за биолошки третман на отпадни води и подобрување на квалитетот на почвата. Во моментов, развиени се методи за производство на манган, бакар и хром преку развивање на стари рудници со користење на бактерии, каде што конвенционалните методи на рударство не се економски исплатливи.

5 слајд

Биотехнологија Употреба на живи организми и нивните биолошки процеси во производството на супстанции неопходни за луѓето. Предмет на биотехнологијата се бактерии, габи, клетки од растителни и животински ткива. Тие се одгледуваат на хранливи подлоги во специјални биореактори.

6 слајд

7 слајд

Најновите методи на селекција на микроорганизми, растенија и животни се клеточниот, хромозомскиот и генетскиот инженеринг.

8 слајд

Генетски инженеринг Генетскиот инженеринг е збир на техники кои овозможуваат да се изолира саканиот ген од геномот на еден организам и да се воведе во геномот на друг организам. Растенијата и животните во чиј геном се внесени „туѓи“ гени се нарекуваат трансгенски, а бактериите и габите се нарекуваат трансформирани. Традиционална цел на генетскиот инженеринг е ешерихија коли, бактерија која живее во човечкото црево. Со негова помош се добива хормонот за раст - соматотропин, хормонот инсулин, кој претходно се добиваше од панкреасот на кравите и свињите и протеинот интерферон, кој помага во справувањето со вирусна инфекција.

Слајд 9

Процесот на создавање трансформирани бактерии ги вклучува следните фази: Ограничување - „отсекување“ на саканите гени. Се изведува со помош на специјални „генетски ножици“, ензими за ограничување. Создавање вектор - специјален генетски конструкт во кој наменетиот ген ќе се внесе во геномот на друга клетка. Основата за создавање на вектор се плазмидите. Генот се спојува во плазмидот користејќи друга група ензими - лигази. Векторот мора да содржи сè што е потребно за контрола на работата на овој ген - промотор, терминатор, ген на операторот и регулатор ген, како и гени за маркери кои на клетката примател и даваат нови својства што овозможуваат да се разликува оваа клетка од оригиналните клетки. Трансформацијата е воведување на вектор во бактерија. Скрининг е избор на оние бактерии кај кои успешно функционираат воведените гени. Клонирање на трансформирани бактерии.

10 слајд

Формирање на рекомбинантни плазмиди: 1 - клетка со оригиналниот плазмид 2 - изолиран плазмид 3 - создавање на вектор 4 - рекомбинантен плазмид (вектор) 5 - клетка со рекомбинантен плазмид

11 слајд

Еукариотските гени, за разлика од прокариотските гени, имаат мозаична структура (егзони, интрони). Во бактериските клетки нема обработка, а транслацијата во времето и просторот не е одвоена од транскрипцијата. Во овој поглед, поефикасно е да се користат вештачки синтетизирани гени за трансплантација. Шаблонот за оваа синтеза е mRNA. Со помош на ензимот реверзна транскриптаза, од оваа mRNA најпрво се синтетизира ДНК влакно. Потоа на него се комплетира втората влакно со помош на ДНК полимераза.

12 слајд

Хромозомско инженерство Хромозомското инженерство е збир на техники кои овозможуваат манипулација со хромозомите. Една група методи се заснова на воведување во генотипот на растителниот организам на пар странски хомологни хромозоми кои го контролираат развојот на саканите карактеристики (зголемени линии) или замена на еден пар хомологни хромозоми со друг (заменети линии ). Во заменетите и дополнетите линии добиени на овој начин, се собираат особини кои ги доближуваат растенијата до „идеалната сорта“.

Слајд 13

Хаплоиден метод се заснова на одгледување хаплоидни растенија и потоа удвојување на хромозомите. На пример, хаплоидните растенија кои содржат 10 хромозоми (n = 10) се одгледуваат од зрна полен од пченка, а потоа хромозомите се удвојуваат за да се добијат диплоидни (n = 20), целосно хомозиготни растенија за само 2-3 години наместо 6-8 години. инбродирање. Ова го вклучува и методот за добивање полиплоидни растенија.

Слајд 1

Избор на микроорганизми Биотехнологија

Слајд 2

Слајд 3

Слајд 4

Слајд 5

Биотехнологија

Употребата на живи организми и нивните биолошки процеси во производството на супстанции неопходни за луѓето. Предмет на биотехнологијата се бактерии, габи, клетки од растителни и животински ткива. Тие се одгледуваат на хранливи подлоги во специјални биореактори.

Слајд 6

Апликации

Слајд 7

Слајд 8

Генетски инженеринг

Генетскиот инженеринг е збир на техники кои овозможуваат да се изолира саканиот ген од геномот на еден организам и да се воведе во геномот на друг организам. Растенијата и животните во чиј геном се внесени „туѓи“ гени се нарекуваат трансгенски, а бактериите и габите се нарекуваат трансформирани. Традиционална цел на генетскиот инженеринг е ешерихија коли, бактерија која живее во човечкото црево. Со негова помош се добива хормонот за раст - соматотропин, хормонот инсулин, кој претходно се добиваше од панкреасот на кравите и свињите и протеинот интерферон, кој помага во справувањето со вирусна инфекција.

Слајд 9

Процесот на создавање трансформирани бактерии ги вклучува следните чекори:

Ограничувањето е „отсекување“ на саканите гени. Се изведува со помош на специјални „генетски ножици“, ензими за ограничување. Создавање вектор - специјален генетски конструкт во кој наменетиот ген ќе се внесе во геномот на друга клетка. Основата за создавање на вектор се плазмидите. Генот се спојува во плазмидот користејќи друга група ензими - лигази. Векторот мора да содржи сè што е потребно за контрола на работата на овој ген - промотор, терминатор, ген на операторот и регулатор ген, како и гени за маркери кои на клетката примател и даваат нови својства што овозможуваат да се разликува оваа клетка од оригиналните клетки. Трансформацијата е воведување на вектор во бактерија. Скрининг е избор на оние бактерии кај кои успешно функционираат воведените гени. Клонирање на трансформирани бактерии.

Слајд 10

Слајд 11

Слајд 12

Хромозомски инженеринг

Хромозомското инженерство е збир на техники кои овозможуваат манипулација со хромозомите. Една група методи се заснова на воведување во генотипот на растителниот организам на пар странски хомологни хромозоми кои го контролираат развојот на саканите карактеристики (зголемени линии) или замена на еден пар хомологни хромозоми со друг (заменети линии ). Во заменетите и дополнетите линии добиени на овој начин, се собираат особини кои ги доближуваат растенијата до „идеалната сорта“.

Слајд 13

Слајд 14

Клеточно инженерство

Клеточното инженерство е изградба на нов тип на клетки врз основа на нивното одгледување, хибридизација и реконструкција. Клетките на растенијата и животните, сместени во хранлива средина што ги содржи сите супстанции неопходни за живот, се способни да се делат, формирајќи клеточни култури. Растителните клетки исто така имаат својство на тотипотенција, односно под одредени услови тие можат да формираат полноправно растение. Затоа, можно е да се размножуваат растенијата во епрувети со ставање на клетките во специфични хранлива средина. Ова е особено точно за ретки или вредни растенија.

Слајд 15

Со помош на клеточни култури, можно е да се добијат вредни биолошки активни супстанции (женшен клеточна култура). Добивањето и проучувањето на хибридни клетки овозможува да се решат многу прашања од теоретската биологија (механизми на клеточна диференцијација, клеточна репродукција итн.). Клетките добиени како резултат на фузија на протопласти на соматски клетки кои припаѓаат на различни видови (компир и домат, јаболко и цреша итн.) се основа за создавање на нови форми на растенија. Во биотехнологијата, хибридомите, хибрид на лимфоцити со канцерогени клетки, се користат за производство на моноклонални антитела. Хибридомите произведуваат антитела, како лимфоцитите, и имаат способност да се репродуцираат неограничено во културата, како клетките на ракот.

Слајд 16

Методот на трансплантација на јадра на соматски клетки во јајца овозможува да се добие генетска копија на животно, односно овозможува клонирање на животни. Во моментов се добиени клонирани жаби, а добиени се и првите резултати од клонирање на цицачи.

SGBOU PA

Медицинскиот колеџ во Севастопол

именувана по Жења Деријугина“

Избор на микроорганизми. Биотехнологија

Наставничката Смирнова З.М.

Избор на микроорганизми

Селекцијата на микроорганизми (бактерии, сино-зелени алги и габи) се врши со цел да се добијат продуктивни соеви и нивна последователна употреба во индустријата, земјоделството и медицината.

Вирус- популација на микроорганизми кои се карактеризираат со слични наследни карактеристики и одредени карактеристики, добиени како резултат на вештачка селекција.

Методи за избор на микроорганизми

Вештачки

Откривање

избор:

продуктивни

по стапка на раст;
по продуктивност;
по боја, итн.

вирус

Индуцирана

(вештачки)

мутагенеза

Карактеристики на микроорганизми

Бактерискиот геном е хаплоиден, сите мутации се појавуваат веќе во првата генерација.

Генетскиот апарат на бактериите е претставен со еден

хромозом (1n) - џиновска кружна молекула на ДНК и мали кружни молекули на ДНК - плазмиди.

Многу високата стапка на репродукција гарантира дека има неограничено количество материјал за работа.

Плазмиди

Нуклеоид со генофор

Микробиолошка синтеза

Микробиолошката синтеза е индустриски метод за добивање хемиски соединенија и производи (на пример, протеини, антибиотици, витамини), извршени поради виталната активност на микробните клетки.

Микроорганизмите служат како важен извор на протеини, кои ги синтетизираат 10-100 илјади пати побрзо од животните.

Така, кравата тешка 400 килограми дневно произведува 400 грама протеини, а 400 килограми бактерии произведуваат 40 илјади тони.

Резултати од изборот

микроорганизми

Резултати од изборот

микроорганизми

Продуктивноста на соеви на пеницилиум габа е зголемена

1000 пати.

Со помош на микробиолошка синтеза се добиваат антибиотици, аминокиселини, протеини, хормони, ензими, витамини и многу повеќе.
Се користат производи од микробиолошка индустрија

во печење, подготовка, производство на вино, готвење многу млечни производи.

Микроорганизмите се користат за биолошки третман на отпадни води и подобрување на квалитетот на почвата.
Развиени се методи за добивање на манган, бакар, хром при развој на депонии на стари рудници со користење на бактерии, каде што конвенционалните методи на екстракција не се економски исплатливи.

Биотехнологија

Биотехнологијата е производство на производи и материјали потребни на луѓето со користење на живи организми, култивирани клетки и биолошки процеси.

Биотехнолошки методи

Хромозомски инженеринг

Клеточно инженерство

Генетски инженеринг

Микробиолошка синтеза

(избор

микроорганизми)

Развојот на биотехнологијата е поврзан со решавање на проблеми за обезбедување на населението со храна, минерални ресурси и енергија (биогас), заштита на животната средина (биолошко прочистување на водата) итн.

Биотехнологија

Биотехнолошки објекти:

вируси,
бактерии,

печурки,
клетките и ткивата на растенијата, животните и луѓето.

Тие се одгледуваат на хранливи подлоги во биореакторски ферментатори.

Генетски инженеринг

Генетскиот инженеринг е збир на техники кои ви овозможуваат да го изолирате саканиот ген од геномот на еден организам и да го воведете

во геномот на друг организам.

Успешно се спроведуваат две насоки:

Трансплантација на природни гени во ДНК на бактерии или габи;

Вградување на вештачки создадени гени кои носат одредени информации во плазмидите.

Во моментов, главните објекти на биотехнологијата се прокариотите.

Генетски инженеринг

Растенијата и животните во чиј геном се внесени „туѓи“ гени се нарекуваат трансгенски,

бактерии и габи – трансформирани ,

Трансдукција е пренос на ген од една бактерија во друга со помош на бактериофаги.

Класична цел на генетскиот инженеринг е ешерихија коли.

Генетски инженеринг

Процесот на создавање трансформирани бактерии ги вклучува следните чекори:

Ограничување – „отсекување“ на потребните гени. Спроведено од

користејќи специјални „генетски ножици“, ензими -

рестриктивен ензим

2. Создавање вектор– посебен генетски конструкт во кој наменетиот ген ќе се внесе во геномот на друга клетка.

Генот е „зашиен“ во вектор – плазмид, со чија помош генот се внесува во бактеријата. „Поврзувањето“ се врши со помош на друга група ензими - лигази.

3. Трансформација – внесување на векторот во бактеријата.

4. Скрининг – избор на оние бактерии кај кои успешно функционираат воведените гени.

5. Клонирање трансформирани бактерии.

Процесот на создавање трансформирани бактерии

Вештачки ДНК прајмер за синтеза на комплементарна ДНК (cDNA)

Изолација на mRNA

Клетките кои го произведуваат потребниот протеин

mRNA

Ограничување

Хибридизација

синтеза на cDNA

ДНК-РНК хибрид

Едножилна cDNA

Отстранување на РНК

Синтеза на втора жичка cDNA

Екстрахромозомска ДНК (плазмид)

Плазмидно сечење

Двоверижна cDNA – ген за потребниот протеин

Вкрстено поврзување со ДНК лигаза

Бактерии

Клонирање

Колонии на бактерии

Рекомбинантен плазмид

Вградување

во бактерија

Избирање на потребните

верверица

Трансформација

(вектор)

Процесот на создавање трансформирани бактерии:

Од еукариотските клетки, на пример, човечките клетки на панкреасот, се изолира производот на mRNA од саканиот ген и со користење на ензимот реверзна транскриптаза (ревертаза) - ензим кој се наоѓа во вирусите што содржат РНК, се синтетизира комплементарна ДНК-низа.

Се формира хибридна молекула на ДНК-РНК.
mRNA се отстранува со хидролиза.
Преостанатата нишка на ДНК се реплицира со помош на ДНК полимераза.
Добиената ДНК двојна спирала се состои само од транскрибирани делови од генот и не содржи интрони. Тоа се нарекува комплементарна ДНК (cDNA)
Создавање вектор - генетски конструкт кој содржи таргетираниот ген ќе биде вметнат во геномот на друга клетка. Основа за создавање на векторот се плазмиди.

Генот се вметнува во плазмид користејќи ензими наречени лигази.
Трансформацијата е воведување на вектор (плазмид) во бактерија.
Бактериските клетки стекнуваат способност да синтетизираат протеини кодирани од саканиот ген.

Достигнувања на генетскиот инженеринг

Повеќе од 350 лекови и вакцини развиени со користење

биотехнологиите се широко користени во медицината, на пример:

- соматотропин – хормон за раст, кој се користи во третман на џуџест раст;

- инсулинот е хормон на панкреасот кој се користи за лекување

дијабетес мелитус;

- Интерферон е антивирусен лек кој се користи за лекување

некои форми на рак;

Создавање на генетски модифицирани растенија. Лидер меѓу ГМО растенијата е сојата - евтин извор на нафта и протеини;

- генот за фиксација на азот беше пренесен во генотипот на вредни земјоделски растенија;

Производство на трансгенски растенија со bt ген кој носи отпорност на инсекти

Бактеријата Bacillus thuringiensis произведува ендотоксин, кој е токсичен за инсектите и безопасен за цицачите.

Овој беше изолиран од бактерија

ген и го вовел во плазмид бактерии на почвата Agrobacterium tumefaciens.

Оваа бактерија беше заразено растително ткиво,

расте на хранливи

животната средина.

Трансгенски растенија создадени со употреба на агробактерии

Дикотиледони растенија:

ноќници (компир, домати), мешунки (соја), крстовиден зеленчук

(зелка, ротквици, семе од репка) итн.

Моноколи:

житарки,

банана

Првиот трансгенски производ (домати) се појави на пазарот во 1994 година.

Денес, повеќе од 150 сорти на ГМ растенија се одобрени во светот

на индустриското производство.

Резултати од генетска модификација:

Отпорност на хербициди;
Отпорност на болести и штетници;
Промени во морфологијата на растенијата;
Промени во големината, обликот и бројот на плодовите;
Зголемување на ефикасноста на фотосинтезата;
Отпорност на климатски фактори и соленоста на почвата.

Хромозомски инженеринг

Хромозомското инженерство е збир на техники кои овозможуваат манипулација со хромозомите.

Една група методи се заснова на воведување во генотипот на растителниот организам на пар странски хомологни хромозоми, кои го контролираат развојот на саканите карактеристики ( зголемени линии ),

или замена на еден пар хомологни хромозоми со друг ( заменети линии ).

Во заменетите и дополнетите линии добиени на овој начин, се собираат особини кои ги доближуваат растенијата до „идеалната сорта“.

Хромозомски инженеринг.

Хаплоиден метод

врз основа на одгледување на хаплоидни растенија проследено со удвојување на хромозомите.

На пример, хаплоидните растенија кои содржат 10 хромозоми се одгледуваат од полен од пченка ( n = 10), тогаш хромозомите се удвојуваат и се добиваат диплоидни ( n = 20), потполно хомозиготни растенија за само 2-3 години наместо 6-8 години оплодување помеѓу крвни сродници.

Ова го вклучува и методот за добивање полиплоидни растенија.

Клеточно инженерство

Клеточното инженерство е изградба на нов тип на клетки врз основа на нивно одгледување, хибридизација и реконструкција.

Методи на клеточно инженерство

Одгледување -

Клонирање (реконструкција) -методи за воведување на поединечни клеточни органели, јадро, цитоплазма во соматска клетка (делумна хибридизација)

метод на зачувување (ин витро) и растење на клетки, ткива, мали органи или нивни делови во специјални хранливи подлоги

Хибридизација - метод за производство на хибриди на соматски клетки од неповрзани и филогенетски далечни видови

Одгледување

Метод на култура на клетки и ткива - растечки парчиња органи, ткива или поединечни клетки надвор од телото под вештачки услови;

Фази на одгледување растенија од клетки:

Одвојување на клетките едни од други и сместување во хранлив медиум.
Интензивна репродукција и развој на клетките и појава на калус.
Поставување на калусот на друг хранлив медиум и формирање на пука.
Трансплантација на ново пукање во почвата.

На пример, одгледувањето на женшен во вештачки услови трае 6 недели, на плантажи - 6 години, во природна средина - 50 години.

Хибридизација

Сеење на селективен медиум, на кој можете да преживеете само ако имате одреден човечки ген (на пример, ген А)

спојување

Човечка клетка

Кафез за глувци

За време на клеточната делба во хибридна клетка, сите човечки хромозоми се губат освен еден (на пример, бр. 17)

Клетките преживеале, што значи генот А лежи на хромозомот 17

Хибридна клетка (хетерокарион)

Метод на хибридизација на соматски клетки

Под одредени услови, две различни ќелии се спојуваат

во еден хибрид кој ги содржи двата генома на обединетите клетки.

Хибриди помеѓу туморските клетки и лимфоцитите (хибридоми)

способни да се делат на неодредено време (т.е. се „бесмртни“), како

клетките на ракот и, како и лимфоцитите, можат да произведуваат антитела.

Таквите антитела се користат за терапевтски и дијагностички цели.

Шема за клонирање (реконструкција).

Клонирање - прецизно репродукција на кој било предмет. Објектите добиени како резултат на клонирање се нарекуваат клонови (види Одгледување животни).

Прочитајте исто така