Достижения генной инженерии

Содержание

Слайд 2

Генная инженерия -- экспериментальная наука. Возникла на стыке молекулярной биологии и

Генная инженерия -- экспериментальная наука. Возникла на стыке молекулярной биологии и генетики

официально в 1972 г., когда в лаборатории П. Берга (Стенфордский университет, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК на базе объединения генетического материала, полный геном вируса обезьян 40, часть генома измерного бактериофага и гены галактозного оперона.
Слайд 3

Схема, используемая в генной инженерии

Схема, используемая в генной инженерии

Слайд 4

Достижения генетики и химии нуклеиновых кислот позволили разработать методологию генной инженерии:

Достижения генетики и химии нуклеиновых кислот позволили разработать методологию генной инженерии:
-открытие явления

рестрикции - модификации ДНК и выделение ферментов рестриктаз для получения специфических ферментов;
-создание методов химического и ферментативного синтеза генов;
-выявление векторных молекул ДНК,
способных перенести в клетку чужеродную ДНК и обеспечить там экспрессию соответствующих генов;
- разработка методов трансформации у различных организмов и отбор клонов, несущих рекомбинантные ДНК.
Слайд 5

С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям,

С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям,

а также породы животных с полезными для человека признаками. Например, микроинъекция рекомбинантной ДНК, содержавшей ген соматотропина быка в зиготу кролика позволила получить трансгенное животное с гиперпродукцией этого гормона. Полученные животные обладали ярко выраженной акромегалией.
Генная инженерия открыла путь для производства продуктов белковой природы путем введения в клетки микроорганизмов, искусственно синтезированных генов, где они могут экспрессироваться (встраиваться) в состав гибридных молекул. Первой удачной попыткой такого рода стала работа К. Итакуры и Г. Бойера с соавторами (1977г.) по экспрессии в Е. coil химически синтезированного гена, кодирующего гормон млекопитающих - соматостатин. Ген соматостатина был получен на основе сведений о первичном строении этого пептидного гормона, состоящего всего из 14 аминокислот. Использованный в этой работе подход оказался весьма перспективным для получения и многих других пептидных гормонов. В различных лабораториях в СССР и за рубежом были созданы штаммы Е. coli, синтезирующие в составе гибридных белков гормон роста человека (соматотропин), пептидные гормоны — брадикинин и ангиотензин, нейропептид лей-энкефалин и др.
Ген гормона роста человека длиной 584 п.н.— наиболее длинный из искусственно синтезированных в настоящее время. Он был встроен в плазмиду, реплицирующуюся в Е. coli под контролем промотора триптофанового оперона.
Трансформированные полученной химерной плазмидой клетки Е. coli продуцировали при индукции промотора около 3 млн. молекул гормона роста человека в расчете на клетку. Этот полипептид, как было установлено в экспериментах на крысах с удаленным гипофизом, по функциям оказался полностью идентичен гормону роста человека.
В 1976г. Гилберт и Максам в Гарвардском университете, а также Сэнгер разработали быстрый метод химического анализа ДНК. Появилась реальная возможность определять последовательность до 1000 нуклеотидов в неделю силами одного исследователя.
В 1982-1985гг. стало возможно создать прибор для автоматического анализа нуклеиновых кислот (а значит и генов).
Слайд 6

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. Эмбриогенез -- это феноменальный процесс, при котором

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
Эмбриогенез -- это феноменальный процесс, при котором информация, заложенная в линейной

структуре ДНК, реализу-ется в трехмерный организм.
ДНК представляет запись после-довательности аминокислот для построения молекул различных белков. В эмбриональном развитии в разное время появляются разные белки. Существуют гены-регуляторы, которые опреде-ляют время и скорость синтеза. Установлены состав и структу-ра гена, но неизвестно как кодируется форма организма и, соот-ветственно, как линейные спирали цепочной структуры белков соединяются в объемные структуры.
Клонирование есть воспроизведение живого существа из его неполовых клеток. Это попытка прорыва сквозь запреты При-роды.
Клонирование органов и тканей -- это задача номер один в области трансплантологии, травматологии и др. областях меди-цины и биологии.
При пересадке клонированных органов не возникает реакции отторжения и возможных последствий (например, рака, развивающегося на фоне иммунодефицита).
Трансгеноз — экспериментальный перенос генов, выделенных из определенного генома или искусственно синтезированных, в другой геном. Животные, в геном которых интегрируют чуже­родные гены, называют трансгенными. В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в кото­рую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов. 
Слайд 7

морковь, которая теперь приобрела свойства иммуномодулятора. Считается, что употребление в пищу

морковь, которая теперь приобрела свойства иммуномодулятора. Считается, что употребление в пищу

такой моркови сделает серьезный прорыв в борьбе против рака, СПИДа и др. иммунозависимых болезней.

Морковь, которая теперь приобрела свойства иммуномодулятора. Считается, что употребление в пищу такой моркови сделает серьезный прорыв в борьбе против рака, СПИДа и др. иммунозависимых болезней.

Слайд 8

Интересна работа российских и белорусских ученых, которые пересадили человеческий ген, отвечающий

Интересна работа российских и белорусских ученых, которые пересадили человеческий ген, отвечающий

за выработку белка лактоферрина . Этот белок, который будет в большом количестве содержаться в козьем молоке, станет незаменим для детей, находящихся на искусственном вскармливании, для формирования у них иммунитета.
Слайд 9

Очень важна генная инженерия для решения проблем трансплантологии, поскольку человеческих донорских

Очень важна генная инженерия для решения проблем трансплантологии, поскольку человеческих донорских

органов катастрофически не хватает. Но при пересадке органов от свиньи к человеку происходит отторжение. Чтобы этого не происходило, в Австралии свиньям пересадили целых 5 человеческих генов, и уже есть положительные результаты
Слайд 10

В дерево был вживлен ген умершего человека. В дальнейшем планируется коммерческое

В дерево был вживлен ген умершего человека. В дальнейшем планируется коммерческое

использование этой затеи под названием «Биоприсутствие», основанное на чистой психологии – людской тяге увековечивать память близких, в надежде, что в будущем можно будет их клонировать.
Слайд 11

ВЫВОД: Применение методов клеточной инженерии позволяет существенно интенсифицировать процесс создания новых

ВЫВОД:

Применение методов клеточной инженерии позволяет существенно интенсифицировать процесс создания новых форм

организмов. Метод гибридизации соматических клеток - новый метод, дающий возможность получать межвидовые гибриды, т.е. преодолевать естественный барьер межвидовой нескрещиваемости, чего нельзя было достичь традиционными методами селекции. Для этого в искусственно созданных условиях выделяют и сливают протопласты - клетки, лишенные стенок, -- обоих родительских растений и получают гибридные клетки, которые могут затем регенерировать целое гибридное растение с признаками обоих родителей. Это позволяет получать совершенно новые организмы, не существовавшие в природе. Но при этом возникает опасность, что искус-ственно созданные организмы могут вызвать непредсказуемые и необратимые последствия для всего живого на Земле, в том числе, и для человека.
Генная и клеточная инженерия обратили внимание человечества на необходимость общественного контроля за всем, что происходит в науке.