Реферати » Реферати з біології » Біотехнології

Біотехнології

активного гена на місце відсутнього або пошкодженого відкриває шлях для лікування генетичних захворювань людини. Змінювати властивості кліток можна, вводячи клітинні органели (ядра, хлоропласти), ізольовані з одних кліток, в протопласти інших клітин. Так, одним з шляхів активізації фотосинтезу рослинної клітини може служити введення в неї високоефективних хлоропластів. Штучні асоціації рослинних кліток з мікроорганізмами використовують для моделювання на клітинному рівні природних симбіотичних відносин, що грають важливу роль в забезпеченні рослин азотним живленням в природних екосистемах. Розглядається можливість додання рослинам здібності до фіксації молекулярного азоту при введенні в них цілих клітин азотфіксірущіх мікроорганізмів. Реконструкцію кліток проводять також при злитті клітинних фрагментів (без'ядерних, каріопласти з ядром, мікрокліток, що містять лише частину генома інтактної клітки) один з одним або з інтактними (непошкодженими) клітками. У результаті одержують клітини з різними властивостями, наприклад, цибріди, або клітки з ядром і цитоплазмою від різних батьків. Такі конструкції використовують для вивчення впливу цитоплазми в регулюванні активності ядра.

Е) поліпшення рослин і тварин на основі клітинних технологій


Вирощувані на штучних поживних середовищах клітини і тканини рослин складають основу різноманітних технологій в сільському господарстві. Одні з них направлені на отримання ідентичних вихідній формі рослин
(оздоровлення і клонального мікророзмноження на основі меристемних культур, створення штучних насіння, кріозбереження генофонду при глибокому заморожуванні меристем і кліток пилка). Інші - на створення рослин, генетично відмінних від вихідних, шляхом або полегшення і прискорення традиційного селекційного процесу або створення генетичної різноманітності і пошуку і відбору генотипів з цінними ознаками. У першому випадку використовують штучне запліднення, культуру незрілих гібридних семяпочек і зародків, регенерацію рослин з тканин летальних гібридів, гаплоїдні рослини, отримані при культивуванні пиляків або микроспор. У другому - нові форми рослин створюються на основі мутантів, що утворюються in vitro, і трансгенних рослин. Таким шляхом отримані рослини, стійкі до вірусів і інших патогенів, гербіцидів, рослини, здатні синтезувати токсини, патогенні для комах-шкідників, рослини з чужорідними генами, контролюючими синтез білків холодостійкості і білків з поліпшеним амінокислотним складом, рослини із зміненим балансом фітогормонів і т. д.

Важливу роль в тваринництві зіграла розробка методів тривалого зберігання сперми в замороженому стані і штучного запліднення.
Реально ж розвернулися дослідження по клітинній і генній інженерії на ссавцях тільки з освоєнням техніки запліднення in vitro, що забезпечила отримання достатньої кількості зародків на ранніх стадіях розвитку. Генетичне поліпшення тварин пов'язане з розробкою технології трансплантації ембріонів і методів мікроманіпуляцій з ними (отримання однояйцевих близнюків, міжвидові пересадки ембріонів і отримання химерних тварин, клонування тварин при пересадці ядер ембріональних клітин венуклеірованние, т. е. з видаленим ядром, яйцеклітини). У 1996 шотландським вченим з Едінбурга уперше вдалося отримати вівцю з енуклійованої яйцеклітини, в яку було пересаджено ядро ??соматичної клітини (вимені) дорослої тварини. Ця робота відкриває широкі перспективи в області клонування тварин і принципову можливість клонування в майбутньому і людину. У цій же лабораторії було отримано ще п'ять клонованих ягнят, в геном одного з яких був вбудований ген білка людини. Клітинна інженерія дозволяє конструювати клітини нового типу з допомогою мутаційного процесу гібридизації і, більше того, комбінувати окремі фрагменти різних клітин, клітини різних видів відносяться не тільки до різних родів, сімейств, а й царствам. Це полегшує вирішення багатьох теоретичних проблем і має практичне значення. Клітинна інженерія - широко використовується в селекції рослин. Виведено гібриди томата і картоплі, яблуні і вишні. Регенеровані з таких клітин рослини із зміненою спадковістю дозволяють синтезувати нові форми, сорти, що володіють корисними властивостями і стійкі до несприятливих умов і хвороб. Цей метод і широко використовується для «порятунку» цінних сортів, уражених вірусними хворобами. З їх паростків у культурі виділяють кілька верхівкових клітин, ще не уражених вірусом, і домагаються регенерації з них здорових рослин, спочатку в пробірці, а потім пересаджують в грунт і розмножують.

1. Клонування

а) введення

Клонування - "отримання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноження" По-іншому визначення клонування звучить так "Клонування - це процес виготовлення генетично ідентичних копій окремої клітини або організму". Тобто ці організми схожі не тільки зовні, але і генетичний код, закладений у них, однаковий.
Можливості клонування відкривають нові перспективи для садівників-городників, фермерів-тваринників, а також для його медичного застосування. "Одним з головних завдань в даній галузі є створення корів, в молоці яких міститиметься сироватка людського алгаоміна. Ця сироватка використовується для лікування опіків і інших травм, і світова потреба в ній складає від 500 до 600 тон на рік ". Це один напрямок. Друге - створення органів тварин, які можна буде використовувати для трансплантації людині. "У всіх країнах існує серйозний недолік донорських органів - нирок, сердець, підшлункової залози, печінки. Тому ідея, що можна створити практично конвеєрне виробництво трансгенетіческіх свиней, за графіком постачають такі органи для пацієнтів, спеціально підготовлених для прийому цих органів, замість того, щоб відчайдушно намагатися знайти відповідну тканину у донора-людини - така ідея є хвилюючої перспективою ". Шляхом клонування можна отримувати тварин з високою продуктивністю яєць, молока, вовни або таких тварин, які виділяють потрібні людині ферменти (інсулін, інтерферон, химозин). "Людські ферменти можна отримувати і більш простим способом: взявши потрібну клітину крові людини, клонувати її і виростити клітинну культуру, яка в лабораторних умовах буде виробляти потрібний фермент.
Комбінуючи методи генної інженерії з клонуванням, можна вивести трансгенні сільськогосподарські рослини, які зможуть самі себе захищати від шкідників або будуть стійкі до певних хвороб. "Б) способи клонування
Як вже говорилося вище, отримання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноження називається клонуванням. Цей метод виник в результаті спроб довести, що ядра зрілих клітин, які закінчили свій розвиток, містять всю інформацію, необхідну для кодування всіх ознак організму, спеціалізація кожної клітини обумовлена ??включенням певних генів або їх виключенням, а не втратою деяких з них. Перший успіх був досягнутий професором Корнельського університету Стюардом. Він довів, що, вирощуючи окремі клітини їстівної частини моркви в середовищі, що містить потрібні поживні речовини і гормони, можна індукувати процеси клітинного ділення, що призводять до утворення нових клітин моркви.
"Першим, хто довів можливість штучного одержання близнюків, був німецький ембріолог Дріш. Розділивши клітини двуклеточного зародка морського їжака, він отримав два генетично ідентичних організму.

Перші успішні досліди з трансплантації ядер клітин тіла в яйцеклітину здійснили в 1952 році Бріге і Кінг, які проводили досліди з амебами. А в 1979 році англієць Віладсен розробив метод отримання однояйцевих близнюків з ембріонів вівці та корови. Однак розвитку ембріонів домогтися не вдалося "
А в 1976 році Дж. Гердон довів можливість клонування на жабах.
Проте лише в 1983 році вченим вдалося отримати серійні клони дорослих амфібій
Як же, всупереч суворої закономірності, можна змусити клітину розвиватися тільки з материнським диплоїдні набором хромосом? Теоретично вирішення цієї проблеми можливе двома способами: хірургічним і "терапевтичним".
Хронологічно другий метод винайдений набагато раніше. Сто років тому зоолог
Московського університету А. А. Тихомиров відкрив, що яйця тутового шовкопряда під впливом різних хімічних і фізичних реакцій можуть розвиватися без запліднення. Такий розвиток було названо партеногенезом.
Але воно рано зупинялося: партеногенетические ембріони гинули ще до вилуплення личинок з яєць.
Б. Л. Астауров в 30-і роки в результаті тривалих досліджень підібрав термічне вплив, який одночасно блокувало стадію мейозу, тобто перетворення диплоїдного ядра яйцеклітини в гаплоїдний, і активувало неоплодотворенное яйце до розвитку. З ядром, що залишилися диплоїдні, розвиток закінчувалося вилуплення личинок, повторюють генотип матері, включаючи підлогу.
Клонувати ссавців можна, як згадувалося, і іншим способом - хірургічним. Він заснований на заміні гаплоидного ядра яйцеклітини на диплоидное ядро, взяте з клітин ембріонів. Ці клітини ще не диференційовані, тобто не почалася закладка органів, тому їх ядра легко замінюють функцію диплоїдного ядра щойно заплідненої кліті.
Таким методом у США (1952) У. Р. Бріггс і Т. Дж. Кінг, в Англії Д. Б.
Гордон (1960) отримали генетичні копії жаби, а в 1997 році шотландець
І. Уилмут отримує хірургічним шляхом знамениту вівцю Доллі - генетичну копію матері. Для цього з клітин її вимені було взято ядро ??для пересадки в яйцеклітину іншої вівці. Успіху сприяло те, що взамін ін'єктованість нового ядра застосовувалися впливу, що призводять до злиття позбавленої ядра яйцеклітини зі звичайною нестатевий кліткою. Після цього яйцеклітина із заміненим ядром розвивалася як запліднена. Дуже важливо, що цей метод дозволяє взяти ядро ??клонованої особини в зрілому віці, коли вже відомі її важливі для людини господарські ознаки. Але у Доллі були не дуже вдалі попередники. Її творець, Ян Уилмут, справив 277 ядерних трансплантацій: отримав 277 ембріонів, з яких тільки 29 прожили довше шести днів, і один з яких розвинувся в повноцінного ягняти, названого Доллі.
"Професор Нейфах і його колеги з Інституту біології розвитку Російської недавно скопіювали каспійського осетра. Технологія тут приблизно така. У клітці осетра вбивають ядро, на його місце вводять два сперматозоїди і тепловим ударом змушують їх злитися воєдино. Процес злиття був необхідний потім, щоб подвоїти набір хромосом в

Сторінки: 1 2 3 4 5 6