Zanimljive činjenice o genetičkom inženjeringu. Stanični i genetski inženjering. Biotehnologija Genetski modificirano drveće

Fakultet Biotehnologija i Veterina

odjelu IBZ i VSE

Specijalitet Veterinarski

Oblik studija puno vrijeme

Dobro II

SAMOSTALNI RAD STUDENATA

Disciplina Veterinarska virologija i biotehnologijaAnatomija životinja

Studentica Fazylova Mavludabonu Izatulloevna

Nadglednik:

Kbn, izv. prof
Nikolajeva Oksana Nikolajevna
(akademska titula, naslov, puno ime)

Stupanj zaštite:

____________________________

____________________________

(potpis)

"____" _________________ 20__

1. Genetski inženjering u mikrobiologiji i virologiji…………………3

1.1 Metode genetskog inženjeringa…………………………………………………….…5

1.2 Zanimljivosti genetski inženjering………………………………..…..12

2. Dinamički (metoda valjka) uzgoj stanične kulture.…13

3. Priprema dijagnostičkih seruma i njihova kontrola………………16

3.1 Kontrola dijagnostičkih seruma……………………………………19

Bibliografski popis……………………………………………………….21

Genetski inženjering u mikrobiologiji i virologiji

Genetski inženjering je skup metoda koje omogućuju prijenos gena iz jednog organizma u drugi ili je to tehnologija za usmjerenu konstrukciju novih bioloških objekata. Genetski inženjering nije znanost - to je samo skup alata koji koriste moderna dostignuća stanična i molekularna biologija, genetika, mikrobiologija i virologija. Rad na promjeni postojećih organskih oblika postao je moguć tek nakon što je 1953. godine dešifrirana molekula DNK. Napokon smo shvatili bit gena, njegov značaj za proteine, pročitali šifru genoma živih organizama i naravno da naši znanstvenici nisu stali na tome. Naučili smo kako izolirati gen iz tijela i sintetizirati ga u laboratoriju. Ovladao tehnologijom modifikacije gena kako bi dobio željenu strukturu; pronašao načine za uvođenje transformiranog gena u staničnu jezgru i pričvršćivanje na postojeće genetske formacije.

Genetski inženjering je u srcu biotehnologije. U biti se svodi na genetska rekombinacija, tj. izmjena gena između dvaju kromosoma, što dovodi do nastanka stanica ili organizama s dvije ili više nasljednih odrednica (gena), po kojima su se roditelji međusobno razlikovali. Metoda rekombinacije in vitro ili genetskog inženjeringa sastoji se u izoliranju ili sintetiziranju DNA iz organizama ili stanica koji se međusobno razlikuju, dobivanju hibridnih molekula DNA, uvođenju rekombinantnih (hibridnih) molekula u žive stanice, stvaranju uvjeta za ekspresiju i izlučivanje produkata kodiranih po genima.

Geni koji kodiraju određene strukture su ili izolirani (klonirani) kao takvi (kromosomi, plazmidi), ili su namjerno odcijepljeni od tih genetskih formacija pomoću restrikcijskih enzima. Ovi enzimi, a ima ih već više od tisuću, mogu rezati DNK na mnogim specifičnim vezama, što je važan alat u genetičkom inženjeringu. Nedavno su otkriveni enzimi koji cijepaju RNA na određenim vezama, poput DNA restriktaza. Ovi enzimi se nazivaju ribozimi. Relativno mali geni mogu se dobiti kemijskom sintezom. Da biste to učinili, najprije dešifrirajte broj i slijed aminokiselina u proteinskoj molekuli tvari, a zatim se iz tih podataka prepoznaje slijed nukleotida u genu, budući da svaka aminokiselina odgovara tri nukleotida (kodon). Uz pomoć sintetizatora kemijski se stvara gen sličan prirodnom genu. Ciljni gen dobiven jednom od metoda spaja se s drugim genom pomoću enzima ligaza, koji se koristi kao vektor, za umetanje hibridnog gena u stanicu. Kao vektori mogu poslužiti plazmidi, bakteriofagi, ljudski, životinjski i biljni virusi. Eksprimirani gen u obliku rekombinantne DNA (plazmid, fag, virusna DNA) integriran je u bakterijsku ili životinjska stanica, koji stječe novo svojstvo - proizvoditi tvar neobičnu za ovu stanicu, kodiranu eksprimiranim genom. E. coli, B. subtilis, Pseudomonas, serovari netifusne salmonele, kvasci i virusi najčešće se koriste kao primatelji eksprimiranog gena. Genetičkim inženjeringom stvorene su stotine lijekova za medicinsku i veterinarsku uporabu, dobiveni su rekombinantni sojevi-superproducenti od kojih su mnogi pronađeni praktičnu upotrebu. U medicini se već koriste genetski modificirana cjepiva protiv hepatitisa B, interleukina-1, 2, 3, 6, inzulina, hormona rasta, interferona α, β, γ, faktora nekroze tumora, peptida timusa, mijelopeptida, tkivnog aktivatora plazminogena, eritropoetina, HIV-a. antigeni, faktor koagulacije krvi, monoklonska antitijela i mnogi antigeni u dijagnostičke svrhe.

Metode genetskog inženjeringa

1. Hibridološka analiza je glavna metoda genetike. Temelji se na korištenju sustava križanja u nizu generacija kako bi se odredila priroda nasljeđivanja osobina i svojstava.

2. Genealoška metoda je korištenje rodovnica. Proučiti obrasce nasljeđivanja osobina, uključujući nasljedne bolesti. Ova metoda je prvenstveno prihvaćena u proučavanju nasljeđa ljudi i životinja koje se sporo razmnožavaju.

3. Citogenetičkom metodom proučava se struktura kromosoma, njihovo umnožavanje i funkcioniranje, kromosomske pregradnje i varijabilnost broja kromosoma. Uz pomoć citogenetike otkrivaju se razne bolesti i anomalije povezane s kršenjem strukture kromosoma i promjenom njihovog broja.

4. Populacijsko-statička metoda koristi se u obradi rezultata križanja, proučavanju odnosa između svojstava, analizi genetske strukture populacija i dr.

5. Imunogenetska metoda uključuje serološke metode, imunoelektroforezu i dr., mačka se koristi za proučavanje krvnih grupa, proteina i enzima u krvnom serumu tkiva. Može se koristiti za utvrđivanje imunološke nekompatibilnosti, identifikaciju imunodeficijencija itd.

6. Ontogenetskom metodom analizira se djelovanje i manifestacija gena u ontogenezi u različitim uvjetima okoliša. Za proučavanje fenomena nasljednosti i varijabilnosti koriste se biokemijske, fiziološke i druge metode.

Tehnologija rekombinantne DNK koristi sljedeće metode:

1. specifično cijepanje DNA restrikcijskim nukleazama, ubrzavajući izolaciju i manipulaciju pojedinačnih gena;

2. brzo sekvenciranje svih nukleotida pročišćenog fragmenta DNA, što omogućuje određivanje granica gena i aminokiselinske sekvence koju on kodira;

3. konstrukcija rekombinantne DNA;

4. hibridizacija nukleinskih kiselina, koja omogućuje identifikaciju specifičnih sekvenci RNA ili DNA s većom točnošću i osjetljivošću;

5. Kloniranje DNA: umnožavanje in vitro lančanom reakcijom polimerazom ili uvođenjem fragmenta DNA u bakterijsku stanicu, koja nakon takve transformacije taj fragment reproducira u milijunima kopija;

6. uvođenje rekombinantne DNA u stanice ili organizme.

Suština genetskog inženjeringa je sljedeća: biolozi, znajući koji je gen za što odgovoran, izoliraju ga iz DNK jednog organizma i ubacuju u DNK drugog. Zbog toga je moguće natjerati stanicu da sintetizira nove bjelančevine, što organizmu daje nova svojstva.Znamo da se razmjena genetskih informacija događa iu prirodi, ali samo između jedinki iste vrste. Izuzetak su slučajevi križanja jedinki različitih vrsta (na primjer, pasa i vukova).Prijenos gena s roditelja na potomke unutar iste vrste naziva se vertikalni. Budući da su dobiveni pojedinci, u pravilu, vrlo slični svojim roditeljima, u prirodi je genetski aparat vrlo točan i osigurava postojanost svake vrste. Sve je to postalo moguće zahvaljujući enzimima - formacijama na bazi proteina odgovornim za organizaciju rada stanice. Osobito se mogu spomenuti enzimi kao što su restrikcijski enzimi. Jedna od njihovih funkcija je zaštita stanice od stranih gena. DNK vanzemaljaca ovaj pouzdani čuvar izrezuje u zasebne dijelove, a postoji mnogo različitih restriktaza, od kojih svaka udara na točno određeno mjesto.Odabirom skupa takvih enzima, lako možete rastaviti molekulu na potrebne dijelove. Zatim ih trebate povezati, ali na novi način. Pomaže prirodnom svojstvu genetskog materijala da se ponovno sjedini jedno s drugim. U tome pomažu i enzimi ligaze, čija je zadaća upravo povezati dvije molekule uz stvaranje nove kemijske veze.Stvoren je hibrid kakav nema. To je molekula DNK koja nosi nove genetske informacije. Takva se formacija u genetičkom inženjerstvu naziva vektor. Njegovo glavni zadatak- prijenos novog reprodukcijskog programa na živi organizam namijenjen za tu svrhu. Ali potonji ga mogu ignorirati, odbaciti i voditi se samo izvornim genetskim programima.

To je nemoguće zahvaljujući fenomenu koji se zove transformacija kod bakterija i transfekcija kod ljudi i životinja. Njegova bit leži u činjenici da ako je stanica organizma apsorbirala slobodnu molekulu DNA iz okoliš, tada ga uvijek ubacuje u genom. To znači da se u takvoj stanici pojavljuju nove nasljedne osobine programirane u apsorbiranoj DNK, dakle, da bi novi genetski program proradio potrebno je samo jedno - da završi u pravoj stanici. To nije lako učiniti, jer tako složena tvorevina kao što je stanica ima mnogo zaštitnih mehanizama koji sprječavaju prodiranje stranih tijela u nju, a sve prepreke se mogu zaobići. Za početak, male - na primjer, unošenje stranih gena u bakterije. Ovdje je kao vektor sasvim moguće koristiti plazmid - kružnu molekulu DNA male veličine, koja se nalazi u stanicama izvan kromosoma i nosi dodatne spolne karakteristike. Bakterije neprestano izmjenjuju plazmide, pa nije teško reprogramirati naznačenu molekulu i usmjeriti je u stanicu.Puno je teže unijeti gotov gen u nasljedni aparat biljne i životinjske stanice. Ovdje u pomoć dolaze virusi - genetski elementi obučeni u proteinsku ovojnicu i sposobni se kretati iz jedne stanice u drugu. Molekule DNA virusa - fagi - savršene su za takav rad. Oni se "prerađuju" na tražene parametre i uključuju u genetski aparat životinjskog ili biljnog organizma.To je to, posao je gotov. Ugrađen genetski kod počinje raditi. Ponekad dolazi do kvarova ako se pokaže da su neki geni nove DNK "tihi". Ima ih mnogo u svakom organizmu. Za neka živa bića funkcioniraju savršeno, a za druga se nikako ne očituju.Prekrivanja i nedostaci se uzimaju u obzir i pažljivo analiziraju. Neprestano su u tijeku radovi koji proučavaju različite kombinacije gena: uklanjanje njihovog dijela iz molekule, ili obrnuto - dodavanje komponenti koje uopće nisu karakteristične za određeni živi organizam.Horizontalni prijenos gena prokariota nije samo laboratorijski rezultat genetskog inženjerstvo, ali uobičajena prirodna pojava.

Utvrđena su tri glavna mehanizma lateralnog prijenosa: transformacija, konjugacija i transdukcija.

1. Transformacija je normalna fiziološka funkcija izmjene genetskog materijala kod nekih bakterija.

2. Konjugacija ima najmanje ograničenja za međuvrstsku razmjenu genetskih informacija, ali uključuje bliski fizički kontakt između mikroorganizama, što se najlakše postiže u biofilmovima.

3. Transdukcija (od lat. transductio - kretanje) je prijenos genetskog materijala iz jedne stanice u drugu uz pomoć nekih virusa (bakteriofaga), što dovodi do promjene nasljednih svojstava stanice primatelja.

Najviše opasne bolesti uzrokovane virusima kod životinja i ljudi uključuju bjesnoću, velike boginje, gripu, dječju paralizu, AIDS, hepatitis itd. Virusi imaju virulentnost – to je stupanj patogenog djelovanja mikroba. Može se promatrati kao sposobnost prilagodbe organizmu domaćina i nadvladavanja njegovih obrambenih mehanizama.

Prednosti genetskog inženjeringa:

A) Uz pomoć genetskog inženjeringa moguće je povećati sadržaj korisnih tvari i vitamina u genetski modificiranim proizvodima u usporedbi s "čistim" sortama. Na primjer, možete "ubaciti" vitamin A u rižu kako biste je uzgajali u regijama gdje ga ljudi oskudijevaju.

B) Moguće je znatno proširiti površine za sjetvu poljoprivrednih proizvoda prilagodbom ekstremnim uvjetima, kao što su suša i hladnoća.

C) Genetičkom modifikacijom biljaka moguće je značajno smanjiti intenzitet tretiranja polja pesticidima i herbicidima. Ovdje je eklatantan primjer unošenje u genom kukuruza gena zemljane bakterije Bacillus thuringiensis, koji već daje biljci vlastitu zaštitu, tzv. Bt toksin, te, prema namjeri genetičara, vrši dodatnu obradu besmislen.

D) Može se davati genetski modificirana hrana ljekovita svojstva. Znanstvenici su već uspjeli stvoriti bananu koja sadrži analgin i salatu koja proizvodi cjepivo protiv hepatitisa B.

E) Hrana od genetski modificiranih biljaka može biti jeftinija i ukusnija.

E) Modificirani prikazi pomoći će riješiti neke probleme ekološki problemi. Projektiraju se postrojenja koja učinkovito apsorbiraju cink, kobalt, kadmij, nikal i druge metale iz tla onečišćenog industrijskim otpadom.

G) Genetski inženjering poboljšat će kvalitetu života, vrlo vjerojatno - značajno produžiti; postoji nada da se pronađu geni odgovorni za starenje organizma i da se oni rekonstruiraju.

Nedostaci genetskog inženjeringa:

Trenutno je genetski inženjering tehnički nesavršen, budući da nije u stanju kontrolirati proces umetanja novog gena. Uzgoj genetski modificiranih vrsta biljaka i životinja predstavlja određenu opasnost zbog nepredvidivosti njihova razvoja i ponašanja u prirodnom okruženju.

Rizici za okoliš:

1) pojava super štetnika;

2) kršenje prirodne ravnoteže;

3) otpuštanje transgena izvan kontrole.

Medicinski rizici:

1) Povećan rizik od alergena;

2) Moguća toksičnost i opasnost po zdravlje;

3) Otpornost na antibiotike;

4) mogu se pojaviti novi i opasni virusi.

Socioekonomski razlozi zašto se genetski modificirane biljke smatraju opasnima:

1. Predstavljaju prijetnju opstanku milijuna malih poljoprivrednika.

2. Oni će koncentrirati kontrolu nad svjetskim izvorima hrane u rukama male grupe ljudi. Samo deset tvrtki može kontrolirati 85% globalnog agrokemijskog tržišta.

3. Oni će zapadnim potrošačima oduzeti slobodu izbora pri kupnji proizvoda.

Zanimljive činjenice o genetičkom inženjeringu

1. Činjenica. U 2005. godini više od 5 milijardi dolara planirano je potrošiti na biotehnološke proizvode i veterinarske usluge u Sjedinjenim Državama. Prema Ministarstvu poljoprivrede Sjedinjenih Država (USDA), različite vrste Izdano je 105 dozvola za biotehnološke proizvode za životinje. To su veterinarska cjepiva, biološki proizvodi i dijagnostička sredstva.

2. Činjenica. Prva genetski modificirana živa bića, GloFish ukrasne ribice, pojavile su se na tržištu u siječnju 2004. godine. Implantiran im je gen morske žarnice, a ako ove ribe promatrate u mraku, one fluoresciraju jarko crvenim svjetlom.

3. Činjenica. Kućni ljubimci poput pasa i mačaka imaju veliku korist od biotehnološki proizvedenih cjepiva i dijagnostičkih setova.

4. Činjenica. Studije su pokazale da klonovi jedu, piju i ponašaju se na potpuno isti način kao obične životinje.

5. Činjenica. Najmanje tri vrste ugroženih životinja uspješno su klonirane: europski muflon te divlji bikovi gaur i banteng. Možete vidjeti kloniranog bantenga u zoološkom vrtu u San Diegu u Kaliforniji.

6. Činjenica. Godine 1984. u jednoj od američkih klinika pacijentu je ugrađeno srce babuna koje je radilo 20 dana. Danas liječnici rutinski koriste srčane zaliske svinja kako bi ih presađivali na ljude, a također presađuju kožu tih životinja na ljude koji su pretrpjeli opekline. Nekoliko skupina istraživača u različite zemlje rade na stvaranju genetski modificiranih svinja, čije organe, kada se transplantiraju čovjeku, neće odbaciti njegov imunološki sustav.

7. Činjenica. Životinje uzgojene biotehnologijom, ako se razlikuju od običnih životinja, onda u bolja strana: kloniranje i genetski inženjering je samo još jedan alat za uzgoj novih pasmina, a ljudi to rade nesvjesno tisućama godina i to već stotinjak godina na temelju genetskih podataka. Znanstvenici i tehničari se mnogo bolje brinu o pokusnim životinjama nego što se farmer brine o svom stadu običnih životinja.

8. Činjenica. Nekoliko skupina znanstvenika u različitim zemljama ispitivalo je meso i mlijeko kloniranih životinja na stotine pokazatelja i nisu našli nikakve razlike u odnosu na meso i mlijeko životinja začetih na uobičajeni način.

9. Činjenica. Doista, kod kloniranja ili dobivanja genetski modificiranih životinja, mnogi embriji nisu održivi, ​​a smrtnost tijekom poroda veća je nego kod konvencionalnog uzgoja životinja.

10. Činjenica. Općenito, zdravstveni status klonova i tradicionalnih životinja ne razlikuje se - to su dokazala desetljeća istraživanja, uključujući Nacionalna akademija znanosti SAD.

11. Činjenica. Životinje - klonovi i životinje koje se koriste u genetičkom inženjeringu zbrinjavaju se, kako pokazuju zapažanja veterinara, s posebnom pažnjom.

12. Činjenica. Naime, Dolly je živjela čak i duže nego što inače žive ovce, a umrla je u poodmakloj dobi zbog razvoja artritisa. Smrt je nastupila zbog normalne starosti i nema nikakve veze s činjenicom da je klonirana.

Datum kreiranja 30.08.2011 17:33

Mačke koje svijetle u mraku? Možda zvuči kao znanstvena fantastika, ali postoje već godinama. Kupus koji proizvodi otrov škorpiona? napravljeno. Oh, i sljedeći put kad budete trebali cjepivo, liječnik bi vam mogao samo dati bananu.

Ovi i mnogi drugi genetski modificirani organizmi postoje danas, njihova je DNK promijenjena i pomiješana s drugom DNK kako bi se stvorio potpuno novi set gena. Možda niste znali, ali mnogi od ovih genetski modificiranih organizama dio su života, pa čak i dio naše svakodnevne prehrane. Na primjer, u SAD-u je oko 45% kukuruza i 85% soje genetski modificirano, a procjenjuje se da 70-75% prehrambenih proizvoda na policama trgovina sadrži genetski modificirane sastojke.

Dolje je popis najčudnijih genetski modificiranih biljaka i životinja koje danas postoje.

Mačke koje svijetle u tami

Godine 2007. južnokorejski znanstvenik promijenio je DNK mačke kako bi svijetlila u mraku, zatim uzeo tu DNK i iz nje klonirao druge mačke, stvarajući cijelu skupinu pahuljastih, fluorescentnih mačaka. A evo kako je to učinio: istraživač je uzeo stanice kože mužjaka turske angore i pomoću virusa uveo genetske upute za proizvodnju crvenog fluorescentnog proteina. Zatim je genetski promijenjene jezgre stavio u jajašca za kloniranje, a embriji su implantirani natrag u mačke donore, čineći ih surogat majkama za vlastite klonove.

Dakle, zašto vam treba ljubimac koji honorarno radi kao noćno svjetlo? Znanstvenici kažu da će životinje s fluorescentnim proteinima omogućiti da se na njima umjetno proučavaju ljudske genetske bolesti.

Eko svinja

Eko-svinja, ili Frankenspig kako je zovu kritičari, je svinja koja je genetski modificirana da bolje probavlja i prerađuje fosfor. Svinjski gnoj je bogat oblikom fosfora koji se naziva fitat, pa kada ga farmeri koriste kao gnojivo, ova kemikalija ulazi u slivove i uzrokuje cvjetanje algi, koje zauzvrat uništavaju kisik u vodi i ubijaju život u vodi.

Biljke koje se bore protiv onečišćenja

Znanstvenici sa Sveučilišta u Washingtonu rade na razvoju stabala topole koje mogu očistiti zagađena područja upijanjem zagađivača iz podzemnih voda kroz svoje korijenje. Biljke zatim razgrađuju zagađivače u bezopasne nusproizvode koje apsorbira korijenje, deblo i lišće ili ispuštaju u zrak.

U laboratorijskim testovima, transgene biljke uklanjaju ni više ni manje od 91% trikloretilena iz tekuća otopina, kemikalija koja je najčešći zagađivač podzemnih voda.

otrovni kupus

Znanstvenici su nedavno izolirali gen za otrov u repu škorpiona i počeli tražiti načine da ga ubrizgaju u kupus. Zašto nam je potreban otrovni kupus? Kako bi se smanjila upotreba pesticida i još uvijek spriječilo gusjenice da pokvare usjev. Ova genetski modificirana biljka proizvodit će otrov koji ubija gusjenice nakon grickanja lišća, no toksin je promijenjen kako bi bio bezopasan za ljude.

Koze pletu mreže

Čvrsta i fleksibilna, paučinasta svila jedan je od najvrjednijih prirodnih materijala i mogla bi se koristiti za izradu niza proizvoda od umjetnih vlakana do konopa za padobran kad bi se mogla komercijalno proizvoditi. Godine 2000. Nexia Biotechnologies tvrdila je da ima rješenje: koza koja proizvodi protein paukove mreže u svom mlijeku.

Znanstvenici su ubacili gen za paukovu mrežu u DNK koze na način da životinja proizvodi protein paukove mreže samo u svom mlijeku. Ovo "svileno mlijeko" se zatim može koristiti za proizvodnju web materijala pod nazivom "Biostal".

brzorastući losos

AquaBountyjev genetski modificirani losos raste dvostruko brže od obične ribe ove vrste. Na fotografiji su dva lososa iste dobi. Iz tvrtke kažu da riba ima isti okus, strukturu tkiva, boju i miris kao obični losos; međutim, još uvijek se vode rasprave o njegovoj jestivosti.
Genetski modificirani atlantski losos ima dodatni hormon rasta iz chinook lososa, koji ribama omogućuje proizvodnju hormona rasta tijekom cijele godine. Znanstvenici su uspjeli održati hormon aktivnim korištenjem gena preuzetog iz jeguljolike ribe zvane jegulja, koji djeluje kao "prekidač" za hormon.

Ako Američka savezna uprava za hranu i piće lijekovi pristaje na prodaju lososa, ovo će biti prvi put da je američka vlada dopustila distribuciju modificirane životinje za prehranu ljudi. Prema saveznim propisima, riba neće morati biti označena kao genetski modificirana.

Rajčica Flavr Savr

Rajčica Flavr Savr bila je prva komercijalno uzgojena i genetski modificirana namirnica koja je dobila dozvolu za ljudsku prehranu. Dodavanjem antisense gena, Calgene se nadao da će usporiti proces sazrijevanja rajčice kako bi spriječio njeno omekšavanje i truljenje, a istovremeno joj omogućio da zadrži svoj prirodni okus i boju. Kao rezultat toga, pokazalo se da su rajčice previše osjetljive na transport i potpuno neukusne.

cjepiva protiv banane

Uskoro će se ljudi moći cijepiti protiv hepatitisa B i kolere samo zagrizanjem banane. Istraživači su uspješno stvorili banane, krumpir, zelenu salatu, mrkvu i duhan za izradu cjepiva, ali kažu da su banane idealne za tu svrhu.

Kada se modificirani oblik virusa unese u mlado stablo banane, njegov genetski materijal brzo postaje trajni dio stanica biljke. Kako stablo raste, njegove stanice proizvode virusne proteine, ali ne i zarazni dio virusa. Kada ljudi pojedu komadić genetski modificirane banane ispunjene virusnim proteinima, njihov imunološki sustav stvara antitijela za borbu protiv bolesti; ista stvar se događa s konvencionalnim cjepivima.

Manje nadutih krava

Krave proizvode značajne količine metana kao rezultat procesa probave. Proizvodi ga bakterija koja je nusproizvod prehrane bogate celulozom koja uključuje travu i sijeno. Metan je drugi najveći staklenički zagađivač nakon ugljičnog dioksida, pa znanstvenici rade na stvaranju krave koja proizvodi manje ovog plina.

Poljoprivredni istraživači sa Sveučilišta Alberta otkrili su bakteriju odgovornu za proizvodnju metana i stvorili liniju goveda koja emitiraju 25% manje plina od normalne krave.

genetski modificirana stabla

Drveće je genetski modificirano za brži rast, bolje drvo, pa čak i za otkrivanje bioloških napada. Zagovornici genetski modificiranog drveća kažu da biotehnologija može pomoći u zaustavljanju krčenja šuma i zadovoljiti potražnju za drvom i papirom. Na primjer, stablo australskog eukaliptusa modificirano je tako da bude otporno na niske temperature, stvoren je tamjanov bor s nižim udjelom lignina - tvari koja drveću daje tvrdoću. Pentagon je 2003. čak nagradio kreatore bora koji mijenja boju tijekom biološkog ili kemijskog napada.

Međutim, kritičari kažu da je znanje o tome kako stvoreno drveće utječe na prirodni okoliš još uvijek nedostatno; među ostalim nedostacima, mogu širiti gene na prirodna stabla ili povećati rizik od požara.

ljekovita jaja

Britanski znanstvenici stvorili su pasminu genetski modificiranih kokoši koje u jajima proizvode lijekove protiv raka. Životinje imaju ljudske gene dodane svojoj DNK, pa se ljudski proteini izlučuju u bjelanjke jajeta, zajedno sa složenim proteinima lijekova sličnim lijekovima koji se koriste za liječenje raka kože i drugih bolesti.

Što se točno nalazi u ovim jajima koja se bore protiv bolesti? Kokoši nesu jaja s miR24, molekulom sposobnom za liječenje maligni tumori i artritis, kao i ljudski interferon b-1a, antivirusni lijek sličan trenutnim lijekovima za multiplu sklerozu.

Biljke koje aktivno izdvajaju ugljik

Svake godine ljudi dodaju oko devet gigatona ugljika u atmosferu, a biljke apsorbiraju oko pet od te količine. Preostali ugljik pridonosi efektu staklenika i globalnom zatopljenju, ali znanstvenici rade na stvaranju genetski modificiranih biljaka koje bi uhvatile te ostatke ugljika.

Ugljik može ostati u lišću, granama, sjemenkama i cvjetovima biljaka desetljećima, a ono što dospije u korijenje može tamo biti stoljećima. Istraživači se nadaju da će na ovaj način stvoriti bioenergetske usjeve s ekstenzivnim korijenskim sustavom koji može sekvestrirati i skladištiti ugljik ispod zemlje. Znanstvenici trenutno rade na genetskom modificiranju trajnica kao što su sviča i miscanthus zbog njihovog velikog korijenskog sustava. Pročitajte više o tome

Nevjerojatne činjenice

Genetska modifikacija biljaka i životinja postala je sve kontroverznija posljednjih godina kako tehnologija postaje dostupnija znanstvenicima. Usprkos potencijalna opasnost promjene, znanost nastavlja testirati i proizvoditi neke nevjerojatne nove organizme. Ispod je 10 najčudnijih.

10 Svjetleće ribe (GloFish)

Ova riba je prvi genetski modificirani organizam koji je dostupan kao kućni ljubimac. Ovo je uobičajena prugasta zebrica kojoj su u DNK dodane genetske informacije o bioluminiscentnoj meduzi. U početku je stvaranje takvih riba planirano s ciljem dobivanja signalnog sustava onečišćenja uz njihovu pomoć, međutim, s dodatkom boja, postalo je jasno da su ribe prilično održive kako bi se "ponudile" u kućnom ljubimcu tržište. Prvi put su se pojavili u prosincu 2003. u Sjedinjenim Državama.

9. Jabuka - grožđe

Ovo voće je relativno novo voće, koje je genetski hibrid jabuke i grožđa. Plod je otprilike veličine jabuke, ali ima teksturu grožđa i ima okus oba voća. U početku je stvaranje ovog voća značilo opskrbu zemalja Trećeg svijeta većom dozom vitamina C. Većinu sredstava za njegov razvoj izdvojio je UNICEF.

8. Divovske grožđice

To je vrsta obične grožđice koja je genetski modificirana i sada naraste do enormne veličine. Dizajnirana je divovska grožđica nacionalna institucija Japanska genetika zbog japanske ljubavi prema velikim plodovima i zbog popularnosti zapadnjačke hrane kao što su grožđice. Tekstura i okus ploda isti je kao kod genetskih roditelja.

7. Pluto - pluto od gumenog drveta

Drvo pluta odavno je poznato po upotrebi u čepovima za vino, iako neki proizvođači preferiraju plastične čepove. Vinski entuzijasti, međutim, ne prepoznaju druge čepove osim čepa. Kako bi umirili tradicionaliste i smanjili troškove vinogradarima, SABIC Innovative Plastics stvorio je stablo koje je križanac gume i pluta. Čepovi napravljeni od takvog drveta izgledaju kao obični, čak imaju i porozna svojstva, međutim njihova plastičnost i miris odaju njihovo porijeklo. Jedan je poznati vinar primijetio da je novi čep nešto najbolje što se dogodilo pjenušcu od izuma mjehurića.

6 Umbuku gušter

Ovo stvorenje je jedino na ovom popisu koje nije stvoreno iz bilo kakvog praktičnog razloga, već samo u svrhu dokazivanja da se može napraviti. Genetski inženjeri u Zimbabveu uspjeli su otključati uspavane "leteće" niti u DNK guštera umbuku, vrlo malog i rijetkog stanovnika Afrike. Vjeruje se da su gušteri potomci pterodaktila, koji je izgubio svoju vještinu leta prije nekoliko milijuna godina. Do danas je stvoreno samo 6 primjeraka takvih guštera, oni se ne puštaju u divljinu jer postoji opasnost od križanja.

5. Drvo od papira

Drvo od papira posebno je dizajnirano za smanjenje troškova proizvodnje u industriji proizvodnje papira. Nedavni porast interesa za proizvode od recikliranog papira naveo je švicarsku tvrtku da stvori stablo čije je lišće četvrtasto i može se koristiti kao papir za pisanje nakon sušenja. Na slici možete vidjeti zaposlenika tvrtke uz deblo jednog od stabala koje uzgaja holding.

4. Dolion

Ovo je vjerojatno najizrazitiji primjer koliko daleko znanost može ići sa znanjem o genetičkom inženjeringu i poznavanjem tehnika unakrsne oplodnje. Dolion je križanac lava i psa. Kako bi se stvorilo ovo stvorenje (danas postoje samo 3 doliona, na slici je Rex, prvi dolion), pojedinačne niti DNK svakog stvorenja moraju se ispreplesti i ponovno umetnuti u majčino jajašce. Dolion je sličan ligeru (križanac lava i tigra), s jedinom razlikom što se liger može stvoriti bez prethodne manipulacije DNK životinje.

3. Mala božićna drvca

Male smreke su minijaturna stabla koja narastu do samo dva cm u visinu. Izvorno je stablo stvoreno s ciljem pružanja izvora mirisa smreke koji će se koristiti u industriji parfema, no korisnost ovih stabala u drugim područjima bila je brzo shvatio. Ova sićušna smreka trenutno je vrlo popularna kao jestiva biljka u Papui Novoj Gvineji. Stabla imaju vrlo suptilan miris, koji je pojačan kokosovim mlijekom. Obično se jedu kao desert.

2. Pauk - paprat

Pauk paprat je najunikatnije stvorenje na ovom popisu jer je jedini koji spaja biljke i životinje. On je dosad jedina životinja koja je uspješno križana s biljkom. Ovaj pauk je križanac između talijanskog pauka vuka i pong paprati. Svrha ovog čudnog križanja bila je proučavanje stope preživljavanja pauka s "ugrađenom" kamuflažom. Rezultati studije još nisu objavljeni.

1. Lemurat

Kako bogatstvo Kine raste, mnoge Kineskinje traže egzotične kućne ljubimce kako bi pokazale svoj novac. To je navelo brojne kineske medicinske i znanstvene istraživačke tvrtke da se natječu za ovaj novi izvor prihoda uzgojem različitih životinja. Najuspješniji (financijski) dosad je lemurat. Riječ je, kao što ime govori, križancu lemura i mačke. Životinja zadržava meko krzno mačke i svoju boju, ali prugasti rep i žute oči izdaju lemura u njemu. Stvorenje je malo žešće od obične mačke, ali nije opasnije od psa Chihuahua.

Biotehnologija, stanični i genetski inženjering, kloniranje.

Glavni pojmovi i pojmovi koji se ispituju u ispitnom radu:biotehnologija, genetski inženjering, stanični inženjering.

Stanični i genetski inženjering. Biotehnologija

Stanično inženjerstvo je smjer u znanosti i uzgojnoj praksi koji proučava metode hibridizacije somatskih stanica koje pripadaju različiti tipovi, mogućnost kloniranja tkiva ili cijelih organizama iz pojedinačnih stanica.

Jedna od uobičajenih metoda uzgoja biljaka je haploidna metoda - dobivanje punopravnih haploidnih biljaka iz sperme ili jaja.

Dobivene su hibridne stanice koje kombiniraju svojstva krvnih limfocita i tumorskih, aktivno proliferirajućih stanica. To vam omogućuje da brzo i prave količine dobiti antitijela.

kulture tkiva - koriste se za dobivanje u laboratoriju biljnih ili životinjskih tkiva, a ponekad i cijelih organizama. U biljnoj proizvodnji koristi se za ubrzavanje proizvodnje čistih diploidnih linija nakon obrade. početni oblici kolhicin.

Genetski inženjering- umjetna, namjenska promjena genotipa mikroorganizama u svrhu dobivanja kultura s unaprijed određenim svojstvima.

Glavna metoda- izdvajanje potrebnih gena, njihovo kloniranje i uvođenje u novi genetski okoliš. Metoda uključuje sljedeće korake rada:

- izolacija gena, njegova kombinacija s molekulom DNA stanice, koja može reproducirati donorski gen u drugoj stanici (uključivanje u plazmid);

– uvođenje plazmida u genom bakterijske stanice – primatelja;

- izbor potrebnog bakterijske stanice za praktičnu upotrebu;

– istraživanje u području genetskog inženjeringa proteže se ne samo na mikroorganizme, već i na ljude. Posebno su relevantni u liječenju bolesti povezanih s poremećajima u imunološki sustav, u sustavu koagulacije krvi, u onkologiji.

Kloniranje . S biološkog gledišta, kloniranje je vegetativno razmnožavanje biljaka i životinja, čiji potomci nose nasljedne podatke identične roditelju. U prirodi se kloniraju biljke, gljive i protozoe; organizmi koji se vegetativno razmnožavaju. Posljednjih desetljeća ovaj se izraz koristi kada se jezgre jednog organizma presađuju u jajnu stanicu drugog. Primjer takvog kloniranja bila je poznata ovca Dolly, dobivena u Engleskoj 1997. godine.

Biotehnologija- proces korištenja živih organizama i bioloških procesa u proizvodnji lijekova, gnojiva, bioloških sredstava za zaštitu bilja; za biološko pročišćavanje otpadnih voda, za biološko izdvajanje vrijednih metala iz morske vode itd.

Uključivanje u genom coli gen odgovoran za stvaranje inzulina kod ljudi omogućio je uspostavljanje industrijske proizvodnje ovog hormona.

Poljoprivreda je uspjela genetski modificirati desetke prehrambenih i krmnih kultura. U stočarstvu je korištenje biotehnološki proizvedenog hormona rasta povećalo prinose mlijeka;

korištenjem genetski modificiranog virusa za stvaranje cjepiva protiv herpesa kod svinja. Uz pomoć novosintetiziranih gena unesenih u bakterije, niz biološki najvažnijih djelatne tvari, posebno hormoni i interferon. Njihova proizvodnja činila je važnu granu biotehnologije.

S razvojem genetskog i staničnog inženjeringa u društvu je sve veća zabrinutost zbog mogućih manipulacija genetskim materijalom. Neke su zabrinutosti teoretski opravdane. Na primjer, nemoguće je isključiti presađivanje gena koji povećavaju otpornost nekih bakterija na antibiotike, stvaranje novih oblika prehrambeni proizvodi, međutim, te radove kontroliraju države i društvo. U svakom slučaju, opasnost od bolesti, pothranjenosti i drugih šokova mnogo je veća nego od genetskih istraživanja.

Izgledi za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju:

- stvaranje organizama korisnih ljudima;

– dobivanje novih lijekova;

– korekcija i korekcija genetskih patologija.

PRIMJERI ZADATAKA

Dio A

A1. Proizvodnja lijekova, hormona i drugih bioloških tvari bavi se takvim smjerom kao

1) genetski inženjering

2) biotehnološka proizvodnja

3) poljoprivredna industrija

4) agronomija

A2. Kada bi kultura tkiva bila najkorisnija metoda?

1) po primitku hibrida jabuke i kruške

2) pri oplemenjivanju čistih linija glatkosjemenog graška

3) po potrebi presaditi kožu opekotini

4) po primitku poliploidnih oblika kupusa i rotkvice

Dio IZ

C1. Zašto se mnogi u društvu boje transgenih proizvoda?

Odgovori Biotehnologija. Dio A. A1 – 2. A2 —3. A3 – 1.

Dio C. C1 Taj je strah dijelom uzrokovan nedostatkom razumijevanja što su transgeni proizvodi, a dijelom je opravdan. Transgenski proizvodi su proizvodi dobiveni od genetski modificiranih biljaka ili životinja. Njihova proizvodnja povezana je s transplantacijom specifičnog gena preuzetog iz bakterije. Primjer: Krumpir otporan na koloradsku krumpirovu zlaticu nastao je uvođenjem u biljke gena izoliranog iz DNK stanice zemljišnog tirinškog bacila koji proizvodi protein otrovan za koloradsku zlaticu. Korišteni medijator bile su stanice Escherichia coli. Lišće krumpira počelo je proizvoditi protein otrovan za zlatice. Opasnost bi mogla ležati u neočekivanom djelovanju proteina koordiniranih transplantiranim genom na ljude. Međutim, svi moguće posljedice transplantacije gena pažljivo se testiraju u dugotrajnim pokusima.

U Massachusettsu je 28. kolovoza 1976. prvi put sintetiziran umjetni gen. Za to vrijeme znanost je daleko odmakla. Danas se prisjećamo koje je nevjerojatne visine dosegao genetski inženjering u 4 desetljeća.

1. Svjetleće mačke

Nevjerojatno, ali istinito: južnokorejski znanstvenik promijenio je DNK mačke kako bi mogla svijetliti u mraku. Nije stao na tome i klonirao je cijelu skupinu fluorescentnih životinja iz ove DNK. Istraživač je uzeo stanice kože mužjaka angora mačaka i ubrizgao crveni svijetleći protein. Genetski modificirane stanične jezgre stavljene su u jajne stanice koje su korištene za kloniranje, a embriji su usađeni u mačke donore. Tako su mačke donori postale surogat majke za svoje klonove.

2. Mrkva-imunomodulator

Ruski znanstvenici usadili su ljudski DNK protein u mrkvu. Tako je povrće koje nam je poznato steklo svojstvo imunomodulatora koji pojačava zaštitne funkcije organizam. Znanstvenici se nadaju da će konzumacija takve mrkve pomoći u uspješnoj borbi protiv imunološki ovisnih bolesti poput raka i AIDS-a.

3 Otrovni kupus

Svi ljetni stanovnici znaju koliko je teško nositi se s gusjenicom kupusa prirodno. Moramo koristiti pesticide koji uopće nisu dobri za naše zdravlje. Genetičari su ovaj problem riješili na svoj način. Izolirali su gen odgovoran za proizvodnju otrova u repu škorpiona i počeli tražiti način da ga unesu u kupus. Takva genetski modificirana biljka proizvest će otrov koji ubija one koji jedu. Ali kako će takve promjene utjecati na ljude koji će ga jesti? I za to su se pobrinuli znanstvenici. Toksin je modificiran kako bi bio potpuno bezopasan za ljude.

4. Losos koji brzo raste

Genetski modificirani losos raste puno brže od svojih konvencionalnih pandana. Stvar je u tome što takva riba ima dodatni hormon rasta. Znanstvenici su uspjeli aktivirati ovaj hormon pomoću gena koji je uzet iz ribe američke beluge. Ovaj gen djeluje kao "prekidač" za hormon rasta. Istina, još uvijek postoje sporovi o jestivosti takvog lososa, iako ima strukturu tkiva, boju i miris poput običnog lososa.

5. Koze predu mreže

Paukova svila jedan je od najvrjednijih materijala u prirodi. Kao jedan od najčvršćih i najsavitljivijih materijala, mogao bi se koristiti za izradu svega, od umjetnih vlakana do konopa za padobran. Problem leži u njegovoj proizvodnji u komercijalnim količinama. No 2000. godine jedna je tvrtka pronašla rješenje. Istraživači su rekli da su gen za web filament ubacili u DNK obične koze na takav način da bi životinja proizvodila web protein u svom mlijeku. Tako proizvedeni materijal znanstvenici su nazvali "Biostal".

6 ljekovitih jaja

Britanski znanstvenici uspjeli su razviti pasminu kokoši koja u jajima proizvodi lijek protiv raka. U DNK ljudskih gena dodane su kokoši, a takve genetski modificirane ptice nesu jaja s molekulom miR24 koja može liječiti kancerogenih tumora i artritis. Ova jaja također sadrže ljudski interferon b-1a je antivirusni lijek identičan suvremeni lijekovi od multiple skleroze.