Головна
Реферати » Реферати з біології » Генна інженерія

Генна інженерія

Генна інженерія - це метод біотехнології, який займається дослідженнями з перебудови генотипів. Генотип є не просто механічна сума генів, а складна, що склалася в процесі еволюції організмів система. Генна інженерія дозволяє шляхом операцій в пробірці переносити генетичну інформацію з одного організму в інший. Перенесення генів дає можливість долати міжвидові бар'єри і передавати окремі спадкові ознаки одних організмів іншим.

Носіями матеріальних основ генів служать хромосоми, до складу яких входять ДНК і білки. Але гени освіти не хімічні, а функціональні. З функціональної точки зору ДНК складається з безлічі блоків, що зберігають певний обсяг інформації - генів. В основі дії гена лежать його здатність за посередництвом РНК визначати синтез білків. У молекулі ДНК як би записана інформація, що визначає хімічну структуру білкових молекул. Ген - ділянка молекули ДНК, в якому знаходиться інформація про первинну структуру якого-небудь одного білка (один ген - один білок).
Оскільки в організмах присутні десятки тисяч білків, існують і десятки тисяч генів. Сукупність усіх генів клітини складає її геном.
Всі клітини організму містять однаковий набір генів, але в кожній з них реалізується різна частина зберігається. Тому, наприклад, нервові клітини і за структурно-функціональним, і за біологічними особливостями відрізняються від клітин печінки.

Перебудова генотипів, при виконанні завдань генної інженерії, являє собою якісні зміни генів не зв'язані з видимими в мікроскопі змінами будови хромосом. Зміни генів насамперед пов'язано з перетворенням хімічної структури ДНК. Інформація про структуру білка, записана у вигляді послідовності нуклеотидів, реалізується у вигляді послідовності амінокислот у синтезируемой молекулі білка. Зміна послідовності нуклеотидів в хромосомної ДНК, випадання одних і включення інших нуклеотидів змінюють склад утворюються на ДНК молекули
РНК, а це, в свою чергу, обумовлює нову послідовність амінокислот при синтезі. У результаті в клітині починає синтезуватися новий білок, що призводить до появи у організму нових властивостей. Сутність методів генної інженерії полягає в тому, що в генотип організму вбудовуються або виключаються з нього окремі гени чи групи генів. В результаті вбудовування в генотип раніше відсутнього гена можна змусити клітину синтезувати білки, які раніше вона не синтезувала.

Найбільш поширеним методом генної інженерії є метод отримання рекомбінантних, тобто містять чужорідний ген, плазмід. Плазміди являють собою кільцеві двухцепочние молекули ДНК, що складаються з декількох тисяч пар нуклеотидів. Цей процес складається з декількох етапів.
1. Рестрикція - розрізання ДНК, наприклад, людини на фрагменти.
2. Лигирование - фрагмент з потрібним геном включають в плазміди і зшивають їх.
3. Трансформація-введення рекомбінантних плазмід в бактеріальні клітини.
Трансформовані бактерії при цьому набувають певні властивості.
Кожна з трансформованих бактерій розмножується і утворює колонію з багатьох тисяч нащадків - клон.
4. Скринінг - відбір серед клонів трансформованих бактерій тих, які плазміди, що несуть потрібний ген людини.

Весь цей процес називається клонуванням. За допомогою клонування можна отримати більше мільйона копій будь-якого фрагмента ДНК людини або іншого організму. Якщо клонований фрагмент кодує білок, то експериментально можна вивчити механізм, що регулює транскрипцію цього гена, а також напрацювати цей білок у потрібній кількості. Крім того, клонований фрагмент ДНК одного організму можна ввести в клітини іншого організму. Цим можна домогтися, наприклад, високі і стійкі врожаї завдяки введеному гену, що забезпечує стійкість до ряду хвороб.
Якщо ввести в генотип грунтових бактерій гени інших бактерій, що володіють здатністю зв'язувати атмосферний азот, то грунтові бактерії зможуть переводити цей азот в зв'язаний азот грунту. Ввівши в генотип бактерії кишкової палички ген з генотипу людини, що контролює синтез інсуліну, вчені домоглися отримання інсуліну за допомогою такої кишкової палички.
При подальшому розвитку науки стане можливим введення в зародок людини відсутніх генів, і тим самим дозволить уникнути генетичних хвороб.

Експерименти з клонування тварин ведуться давно. Досить прибрати з яйцеклітини ядро, імплантувати в неї ядро ??іншої клітини, взятої з ембріональної тканини, і виростити її - або в пробірці, або в утробі прийомної матері. Клонована овечка Долі була створена нетрадиційним шляхом. Ядро з клітини вимені 6-річної дорослої вівці однієї породи пересадили в без'ядерна яйце вівці іншої породи. Розвивається зародок помістили в вівцю третин породи. Так як народилася овечка отримала всі гени від першої вівці - донора, то є її точною генетичною копією. Цей експеримент відкриває масу нових можливостей для клонування елітних порід, натомість багаторічної селекції.

Вчені Техаського університету змогли продовжити життя декількох типів людських клітин. Звичайно клітина вмирає, переживши близько 7-10 процесів ділення, а вони домоглися сто поділів клітини. Старіння, на думку вчених, відбувається через те, що клітини при кожному діленні втрачають теломери, молекулярні структури, які розташовуються на кінцях всіх хромосом.
Вчені імплантували в клітини відкритий ними ген, відповідальний за вироблення теломерази і тим самим зробили їх безсмертними. Можливо це майбутній шлях до безсмертя.

Ще з 80-х років з'явилися програми з вивчення геному людини. У процесі виконання цих програм вже прочитано близько 5 тисяч генів (повний геном людини містить 50-100 тисяч). Виявлено ряд нових генів людини.
Генна інженерія набуває все більшого значення в генотерапіі. Тому, що багато хвороб закладені на генетичному рівні. Саме в геномі закладена схильність до багатьох хвороб або стійкість до них. Багато вчених вважають, що в XXI столітті буде функціонувати геномна медицина та генна інженерія.

 
Подібні реферати:
Біотехнологія
- це використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві, тобто виробництво необхідних для людини речовин з використанням досягнень мікробіології, біохімії і технології.
Генетична інженерія
Що таке генетична інженерія? Генетична інженерія - це розділ молекулярної генетики, пов'язані з цілеспрямованим створенням нових комбінацій генетичного матеріалу. Основа прикладної генетичної інже
Генна інженерія
Генна інженерія виникає в70-ті рр.. як нова галузь молекулярної біології, головне завдання якої - активна і цілеспрямована перебудова генрв живих істот, їх конструювання, тобто управління спадковістю.
Селекція
Слово "селекція" походить від лат. "Selectio", 4ro в перекладі означає "вибір, відбір". Селекція це наука, яка розробляє нові шляхи і методи отримання сортів рослин та їх гібридів, порід тварин
Контрольна робота з біології
Гени розташовані в молекулі ДНК лінійно, один за іншим, вони не коли не перекриваються. Іншими словами, не існує ділянок ДНК, що належать одночасно двом генам. Крім генів, що кодують білки (структур
Центральна догма молекулярної біології
Один ген молекули ДНК кодує один білок, що відповідає за одну хімічну реакцію в клітці.
Cинтез білка
Первинна структура білка (порядок розташування амінокислот у білку) закодована в молекулах ДНК. Кожен триплет (група з трьох сусідніх нуклеотидів) кодує на нитки ДНК одну певну амінокислоту з д
Фізичні та хімічні основи явищ спадковості
Основним в цій революції було розкриття молекулярних основ спадковості. Виявилося, що порівняно прості молекули кислот (ДНК) несуть у своїй структурі запис генетичної інформ
Біотехнології
Біотехнологія - це використання живих організмів (або їх складових частин) у практичних цілях. Коли говорять про сучасної біотехнології, то подібне визначення доповнюють словами: на базі досягнень молекулярної біології.
Генна інженерія
Генна інженерія - напрям досліджень в молекулярній біології та генетиці, кінцевою метою яких є отримання за допомогою лабораторних прийомів організмів з новими, в тому числі і не зустрічаються в п
Досягнення генетики
Отримала розвиток клінічна генетика - один з найважливіших напрямків сучасної медицини, які купують реальне профілактичне значення. З'ясувалося, що безліч хронічних хвороб людини є прояв
Досягнення генетики
Досягнення генетики Якщо століття 19-й по праву увійшов в історію світової цивілізації як Століття Фізики, то стрімко що завершується століттю 20-му, в якому нам щасливо жити, цілком ймовірно, приготоване місце Століття Біології, а може бути, і Века Генетики.
Терміни з біології
Розшифровка основних термінів і понять.
Генетичний код
Три пари основ молекули ДНК кодують одну амінокислоту в білці.
Біологія
У природі постійно відбувається коливання чисельності популяцій: число особин в популяції то скорочується, то збільшується.
ДНК і РНК
Принцип комплементарності підстав. Інформаційна РНК. Рибосомная РНК. Транспортна РНК.
Рекомбінантні вакцини (Генна інженерія)
Існуючі традиційні вакцини, незважаючи на очевидний позитивний ефект їх широкого застосування, мають низку недоліків. До них відносяться: наявність небажаних біологічно активних і баластних компо
Мутації
Великий внесок у комбинативную мінливість вносить саме кроссинговер, що приводить до утворення нових груп зчеплення завдяки рекомбінації алелів. При цьому можливе число генотипів (g) дорівнює:
Теорія еволюційного розвитку. Матеріальні основи спадковості
Основні положення вчення Дарвіна. Еволюційні уявлення до Чарльза Дарвіна. Виникнення вчення Дарвіна. Основні положення вчення Дарвіна. Вплив дарвінізму на розвиток біології. Фізичні та хімічні основи явищ спадковості
Біотехнології
БІОТЕХНОЛОГІЯ, використання живих організмів і біологічних процесів у промисловому виробництві. Розвивається мікробіологічний синтез ферментів, вітамінів, амінокислот, антибіотиків і т. п. Перспективно пр