Презентация по генно инженерство. "Методи на клетъчното и генно инженерство" (презентация)
Генното инженерство
Работата беше извършена от ученик от 10 клас - Роман Кирилов.
генното инженерство
Генното инженерство (генно инженерство) е набор от техники, методи и технологии за получаване на рекомбинантна РНК и ДНК, изолиране на гени от организъм (клетки), манипулиране на гени и въвеждането им в други организми.
Генното инженерство не е наука в широк смисъл, а е инструмент на биотехнологиите, използващ такива методи биологични наукикато молекулярна и клетъчна биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.
Кенийци тестват как расте нова трансгенна култура, устойчива на вредители
История на развитието и достигнато ниво на технологиите
През втората половина на 20 век няколко важни откритияи изобретения в основата на генното инженерство. Дългогодишните опити за "разчитане" на биологичната информация, която е "записана" в гените, приключиха успешно. Тази работа е започната от английския учен Ф. Сангер и американския учен У. Гилбърт ( Нобелова наградапо химия 1980). Както знаете, гените съдържат информация-инструкция за синтеза на РНК молекули и протеини в тялото, включително ензими. За да се принуди клетката да синтезира нови, необичайни за нея вещества, е необходимо в нея да се синтезират съответните набори от ензими. И за това е необходимо или целенасочено да се променят гените в него, или да се въведат нови, липсващи преди това гени в него. Промените в гените в живите клетки са мутации. Те възникват под въздействието например на мутагени - химически отрови или радиация.
Фредерик Сенгер
Уолтър Гилбърт
Генното инженерствочовек
Когато се прилага върху хора, генното инженерство може да се използва за лечение на наследствени заболявания. Технически обаче има значителна разлика между лечението на самия пациент и промяната на генома * на неговите потомци.
*Геном – съвкупността от всички гени на един организъм; пълния му набор от хромозоми.
нокаут мишки
Ген нокаут. Нокаутът на ген може да се използва за изследване на функцията на определен ген. Това е името на техниката за премахване на един или Повече ▼гени, което ни позволява да изследваме последствията от такава мутация. За нокаут се синтезира същият ген или негов фрагмент, модифициран така, че генният продукт да загуби своята функция.
Приложение в научните изследвания
изкуствен израз. Логично допълнение към нокаута е изкуствената експресия, тоест добавянето на ген към тялото, който преди това не е имало. Този метод на генно инженерство може да се използва и за изследване на функцията на гените. По същество процесът на въвеждане на допълнителни гени е същият като при нокаут, но съществуващите гени не се заменят или увреждат.
Приложение в научните изследвания
Визуализация на генни продукти. Използва се, когато задачата е да се изследва локализацията на генен продукт. Един от начините за маркиране е да се замени нормалният ген със сливане с репортерен елемент, например с гена на зеления флуоресцентен протеин.
Диаграма на структурата на зеления флуоресцентен протеин.
Текст за презентация "Генно инженерство".
Нашите знания за генетиката и молекулярна биологиярастат всеки ден. Това се дължи преди всичко на работата върху микроорганизмите.Терминът "генно инженерство" може да бъде напълно приписан на селекцията, но този термин възниква само във връзка с появата на възможността за директни манипулации с отделни гени.
По този начин генното инженерство е набор от методи, които позволяват прехвърлянето на ген чрез операции извън тялото. информация от един организъм към друг.
В клетките на някои бактерии, освен основната голяма молекула ДНК, има и малка кръгова молекула ДНК, плазмидът. В генното инженерство празмидите, използвани за въвеждане на необходимата информация в клетката гостоприемник, се наричат вектори - носители на нови гени. В ролята на вектори освен плазмидите могат да играят и вируси и бактериофаги.
Стандартната процедура е показана схематично на фиг.
Възможно е да се разграничат основните етапи в създаването на генетично модифицирани организми:
1. Получаване на ген, кодиращ интересна черта.
2. Изолиране на плазмида от бактериална клетка. Плазмидът се отваря (отрязва) от ензима, оставяйки "къси краища" - това са комплементарни базови последователности.
3. Двата гена с векторен плазмид.
4. Въвеждане на рекомбинантния плазмид в клетката гостоприемник.
5. Избор на клетки, получили допълнителен ген. знак и неговата практическа употреба. Такава нова бактерия вече ще синтезира нов протеин, може да се отглежда на ензими и да се получава биомаса в индустриални мащаби.
Едно от постиженията на генното инженерство е прехвърлянето на гени, кодиращи синтеза на инсулин при човека, в бактериална клетка. Откакто се оказа, че причината диабете липсата на хормона инсулин, пациентите с диабет са станали и инсулин, който е получен от панкреаса след клането на животни. Инсулинът е протеин и затова имаше много дебати за това дали гените за този протеин могат да бъдат вмъкнати в бактериална клетка и след това да се отглеждат в търговски мащаб, за да се използват като по-евтин и по-удобен източник на хормона. Понастоящем е възможно да се прехвърлят гените на човешкия инсулин и промишленото производство на този хормон вече е започнало.
Друг важен човешки протеин е интерферонът, който обикновено се образува в отговор на вирусна инфекция. генът на интерферон също може да бъде прехвърлен в бактериална клетка.
Поглеждайки към бъдещето, бактериите ще бъдат широко използвани като фабрики за производството на редица продукти от еукариотни клетки като хормони, антибиотици, ензими и селскостопански вещества.
Възможно е полезни прокариотни гени да бъдат включени в еукариотни клетки. Например, за въвеждане на гена на азотфиксиращите бактерии в клетките на полезни селскостопански растения. Това би било изключително голямо значениеза производството на продукти би намалило драстично или дори напълно да се откаже от внасянето на нитратни торове в почвата, за които се харчат огромни суми пари и с които се замърсяват близките реки и езера.
V модерен святгенното инженерство се използва и за създаване на модифицирани организми за естетически цели (този слайд е премахнат, но можете да вмъкнете снимки на сини рози и светещи риби, ако желаете).
слайд 1
Биотехнология Генно инженерство
слайд 2
Биотехнологията е интеграция на естествени и инженерни науки, която позволява напълно да се реализират възможностите на живите организми за производство на храна, лекарства, за решаване на проблеми в областта на енергетиката и опазването на околната среда.
слайд 3
Един вид биотехнология е генното инженерство. Генното инженерство се основава на получаването на хибридни ДНК молекули и въвеждането на тези молекули в клетките на други организми, както и на молекулярно-биологични, имунохимични и биохимични методи.
слайд 4
Генното инженерство започва да се развива през 1973 г., когато американските изследователи Стенли Коен и Енли Чанг вмъкват бартериалния плазмид в ДНК на жаба. След това този трансформиран плазмид се връща в бактериалната клетка, която започва да синтезира жабешки протеини, а също и да прехвърля жабешка ДНК на техните потомци. Така беше открит метод, който позволява в генома на определен организъм да бъдат вкарани чужди гени.
слайд 5
Генното инженерство намира широко практическа употребав индустрии Национална икономикакато микробиологичната индустрия, фармацевтичната индустрия, хранително-вкусовата промишлености селското стопанство.
слайд 6
Една от най-важните индустрии в генното инженерство е производството на лекарства. Съвременни технологиипроизводство различни лекарствапозволяват да се излекуват най-сериозните заболявания или поне да се забави тяхното развитие.
Слайд 7
Генното инженерство се основава на технологията за получаване на рекомбинантна ДНК молекула.
Слайд 8
Основната единица на последователност във всеки организъм е генът. Информацията в гените, кодиращи протеини, се декодира в хода на два последователни процеса: транскрипция (синтез на РНК) и транслация (синтез на протеини), които от своя страна осигуряват правилния превод на кодираната в ДНК генетична информация от езика на нуклеотидите в език на аминокиселините.
Слайд 9
С развитието на генното инженерство те все повече започват да провеждат различни експерименти върху животни, в резултат на което учените постигат своеобразна мутация на организми. Например, Lifestyle Pets са създали чрез генетично инженерство хипоалергенна котка на име Ashera GD. В тялото на животното беше въведен определен ген, който направи възможно „заобикалянето на болестите“.
слайд 11
Използвайки генно инженерство, представиха изследователи от Университета на Пенсилвания нов методпроизводство на ваксини: използване на генетично модифицирани гъби. В резултат на това е ускорено производството на ваксини, които според жителите на Пенсилвания могат да бъдат полезни в случай на биотерористична атака или избухване на птичи грип.
слайд 1
Описание на слайда:
слайд 2
Описание на слайда:
слайд 3
Описание на слайда:
слайд 4
Описание на слайда:
слайд 5
Описание на слайда:
слайд 6
Описание на слайда:
Слайд 7
Описание на слайда:
Слайд 8
Описание на слайда:
Слайд 9
Описание на слайда:
Слайд 10
Описание на слайда:
слайд 11
Описание на слайда:
слайд 12
Описание на слайда:
слайд 13
Описание на слайда:
Слайд 14
Описание на слайда:
слайд 15
Описание на слайда:
слайд 16
Описание на слайда:
Слайд 17
Описание на слайда:
Слайд 18
Описание на слайда:
Слайд 19
Описание на слайда:
Слайд 20
Описание на слайда:Описание на слайда:
Клониране на животни Овцата Доли, клонирана от клетките на вимето на друго, мъртво животно, наводни вестниците през 1997 г. Изследователи от университета в Рослин (САЩ) разказаха за успехите, без да фокусират обществеността върху стотиците провали, които са се случили преди. Доли не беше първият животински клонинг, но беше най-известният. Всъщност светът клонира животни през последното десетилетие. Рослин пазят успеха в тайна, докато не успяват да патентоват не само Доли, но и целия процес на нейното създаване. WIPO (Световната организация за интелектуална собственост) предостави на университета Рослин изключителни патентни права за клониране на всички животни, включително хора, до 2017 г. Успехът на Доли вдъхнови учени от цял свят да се занимават със сътворението и да играят на Бог въпреки Отрицателни последициза животните и околната среда. В Тайланд учени се опитват да клонират известния бял слон на крал Рама III, починал преди 100 години. От 50 хиляди диви слона, живели през 60-те години, в Тайланд са останали само 2000. Тайландците искат да възродят стадото. Но в същото време те не разбират, че ако съвременните антропогенни нарушения и унищожаването на местообитанията не спрат, същата съдба очаква и клонингите. Клонирането, както и цялото генно инженерство като цяло, е жалък опит за решаване на проблеми чрез игнориране на първопричините им.
слайд 22
Описание на слайда:
слайд 23
Описание на слайда:
слайд 2
Генното инженерство е набор от методи, които позволяват чрез ин витро операции (ин витро, извън тялото) да се прехвърлят генетична информацияот един организъм към друг.
слайд 3
Целта на генното инженерство е да се получат клетки (предимно бактериални), способни да произвеждат някои "човешки" протеини в индустриален мащаб; в способността за преодоляване на междувидови бариери и прехвърляне на индивидуални наследствени черти на едни организми към други (използване в растениевъдството и животновъдството)
слайд 4
Официалната дата на раждане на генното инженерство е 1972 г. Негов родоначалник е американският биохимик Пол Бърг.
слайд 5
Група изследователи, ръководени от Пол Берг, който е работил в Станфордския университет, близо до Сан Франциско в Калифорния, обяви създаването на първата рекомбинантна (хибридна) ДНК извън тялото. Първата рекомбинантна ДНК молекула се състои от фрагменти коли(Eschherihia coli), група от гени от самата тази бактерия и пълната ДНК на вируса SV40, който причинява развитието на тумори при маймуни. Такава рекомбинантна структура може теоретично да има функционална активност както в Е. coli, така и в маймунски клетки. Тя можеше, като совалка, да се "разхожда" между бактерия и животно. За тази работа Пол Берг получава Нобелова награда през 1980 г.
слайд 6
Вирус SV40
Слайд 7
Основни методи на генното инженерство.
Основните методи на генното инженерство са разработени в началото на 70-те години. Тяхната същност се състои в въвеждането на нов ген в тялото. За това се създават специални генетични конструкции - вектори, т.е. устройство за доставяне на нов ген в клетка Плазмидите се използват като вектор.
Слайд 8
Плазмидът е кръгла двойноверижна ДНК молекула, открита в бактериална клетка.
Слайд 9
ГМ картофи
Експерименталното създаване на генетично модифицирани организми започва през 70-те години на миналия век. В Китай се отглежда устойчив на пестициди тютюн. В САЩ се появиха: ГМ домати
Слайд 10
Днес в САЩ има повече от 100 вида генетично модифицирани продукти - "трансгени" - това са соя, царевица, грах, слънчоглед, ориз, картофи, домати и др. Соя Слънчоглед Грах
слайд 11
Генетично модифицирани животни:
Светеща в тъмното заешка сьомга
слайд 12
GMI се намират в много хранителни продукти:
ГМ царевица се добавя към сладкарски изделия и хлебни изделия, безалкохолни напитки.
слайд 13
ГМ соята се намира в рафинирани масла, маргарини, мазнини за печене, сосове за салати, майонези, паста, дори бебешка хранаи други продукти.
Слайд 14
ГМ картофите се използват за приготвяне на чипс
слайд 15
Чиито продукти съдържат трансгенни компоненти:
Nestle Hershey's Coca-Cola McDonald's