Достижения генной инженерии

1. Презентация на тему: Достижения генной инженерии

Подготовила
Вараксина М.
11 «А»

2.

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.

3.

1. Обработка кольцевой векторной молекулы рестриктазой с образованием линейной формы ДНК.
2. Формирование гибридной структуры путем слияния ее с фрагментом чужеродной ДНК.
3. Введение гибрида в клетку реципиента.
4. Отбор клонов трансформированных клеток на селектив-ных средах.
5. Доказательство присутствия рекомбинантной ДНК в этих клонах путем ее выделения из клеток, обработки
соответству-ющими рестриктазами и анализа образовавшихся фрагментов методом электрофореза.
Известно несколько методов объединения фрагментов ДНК из разных источников, позволяющих включить
клонируемую донорную ДНК в состав вектора.

4.

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

5.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. В 1982-1985гг. стало возможно создать прибор для автоматического анализа
нуклеиновых кислот (а значит и генов).

6.

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 генырегуляторы, 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.

7.

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.

8.

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.

9.

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

10.

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.

11.

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 искусственно 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.

12.

Генная инженерия — одна из наиболее загадочных, а потому
интересных наук современности.