Érdekes tények a géntechnológiáról. Sejt- és géntechnológia. Biotechnológia Genetikailag módosított fák

Kar Biotechnológia és állatorvoslás

Szék IBZ és VSE

Különlegesség Állatgyógyászati

Tanulmányi forma teljes idő

Jól II

DIÁK ÖNÁLLÓ MUNKA

Szakága Állatorvosi virológia és biotechnológia Állatanatómia

Diák Fazylova Mavludabonu Izatulloevna

Felügyelő:

Kbn, egyetemi docens
Nikolaeva Oksana Nikolaevna
(akadémiai fokozat, cím, teljes név)

Védelmi besorolás:

____________________________

____________________________

(aláírás)

"____" _________________ 20__

1. Génsebészet a mikrobiológiában és virológiában……………………3

1.1 A géntechnológia módszerei……………………………………………………….…5

1.2 Érdekes tények géntechnológia……………………………………..…..12

2. Sejtkultúra dinamikus (roller módszerrel) tenyésztése…13

3. Diagnosztikai szérumok készítése és kontrollja………………16

3.1 Diagnosztikai szérumok ellenőrzése……………………………………………………………………………………………………………………………………

Bibliográfiai lista……………………………………………………….21

Génsebészet a mikrobiológiában és virológiában

A génsebészet olyan módszerek összessége, amelyek lehetővé teszik a gének egyik szervezetből a másikba történő átvitelét, vagy új biológiai objektumok irányított építésének technológiája. A géntechnológia nem tudomány, hanem csak eszközök halmaza modern vívmányok sejt- és molekuláris biológia, genetika, mikrobiológia és virológia. A meglévő szerves formák megváltoztatására irányuló munka csak a DNS-molekula 1953-as megfejtése után vált lehetővé. Végre megértettük a gén lényegét, jelentőségét a fehérjék szempontjából, elolvastuk az élő szervezetek genomjának kódját, és természetesen tudósaink nem álltak meg itt. Megtanultuk, hogyan lehet izolálni egy gént a szervezetből, és laboratóriumban szintetizálni. Elsajátította a génmódosítás technológiáját, hogy megkapja a kívánt szerkezetet; találtak módot arra, hogy egy transzformált gént bejussanak a sejtmagba, és csatolják a meglévő genetikai képződményekhez.

A géntechnológia a biotechnológia középpontjában áll. Lényegében arra utal, hogy genetikai rekombináció, azaz gének cseréje két kromoszóma között, ami két vagy több örökletes determinánssal (génnel) rendelkező sejtek vagy organizmusok megjelenéséhez vezet, amelyekben a szülők különböztek egymástól. A rekombináció in vitro vagy génsebészeti módszere abból áll, hogy egymástól eltérő organizmusokból vagy sejtekből DNS-t izolálnak vagy szintetizálnak, hibrid DNS-molekulákat állítanak elő, rekombináns (hibrid) molekulákat juttatnak be élő sejtekbe, feltételeket teremtenek a kódolt termékek expressziójához és szekréciójához. gének által.

Az egyes struktúrákat kódoló géneket vagy izolálják (klónozzák) önmagukban (kromoszómák, plazmidok), vagy restrikciós enzimek segítségével szándékosan lehasítják ezekből a genetikai képződményekből. Ezek az enzimek, és már több mint ezer van belőlük, számos specifikus kötésnél képesek elvágni a DNS-t, ami a géntechnológia fontos eszköze. A közelmúltban olyan enzimeket fedeztek fel, amelyek elhasítják az RNS-t bizonyos kötéseknél, például a DNS restrikciósoknál. Ezeket az enzimeket ribozimeknek nevezik. Viszonylag kis méretű gének nyerhetők kémiai szintézissel. Ehhez először megfejteni az anyag fehérjemolekulájában található aminosavak számát és sorrendjét, majd ezekből az adatokból felismerjük a génben lévő nukleotidok szekvenciáját, mivel minden aminosav három nukleotidnak (kodonnak) felel meg. Szintetizátor segítségével kémiai úton egy természetes génhez hasonló gén jön létre. Az egyik módszerrel kapott célgént ligáz enzimek segítségével fuzionálják egy másik génnel, amelyet vektorként használnak, hogy a hibrid gént beépítsék a sejtbe. Vektorként plazmidok, bakteriofágok, emberi, állati és növényi vírusok szolgálhatnak. Az expresszált gén rekombináns DNS (plazmid, fág, vírus DNS) formájában integrálódik a bakteriális ill. állati sejt, amely új tulajdonságra tesz szert - egy, az expresszált gén által kódolt, ennél a sejtnél szokatlan anyagot termelni. E. coli, B. subtilis, Pseudomonas, nem tífuszos Salmonella szerovariánsok, élesztőgombák és vírusok leggyakrabban az expresszált gén recipiensei. Több száz orvosi és állatgyógyászati ​​felhasználásra szánt gyógyszert hoztak létre génsebészettel, rekombináns törzseket-szupertermelőket szereztek, amelyek közül sokat találtak gyakorlati használat. Az orvostudományban már alkalmaznak genetikailag módosított vakcinákat hepatitis B, interleukin-1, 2, 3, 6, inzulin, növekedési hormonok, α, β, γ interferonok, tumornekrózis faktor, csecsemőmirigy peptidek, mielopeptidek, szöveti plazminogén aktivátor, HIV eritropoietin ellen antigének, véralvadási faktor, monoklonális antitestek és számos antigén diagnosztikai célokra.

Géntechnológiai módszerek

1. A hibridológiai elemzés a genetika fő módszere. A tulajdonságok és tulajdonságok öröklődésének meghatározására szolgáló keresztezési rendszeren alapul.

2. A genealógiai módszer a törzskönyvek használata. A tulajdonságok öröklődési mintáinak tanulmányozása, beleértve az örökletes betegségeket is. Ezt a módszert elsősorban az ember és a lassan szaporodó állatok öröklődésének vizsgálatában alkalmazzák.

3. A citogenetikai módszerrel a kromoszómák szerkezetét, replikációját és működését, a kromoszóma átrendeződését és a kromoszómák számának változékonyságát vizsgálják. A citogenetika segítségével különféle betegségeket és anomáliákat észlelnek, amelyek a kromoszómák szerkezetének megsértésével és számuk megváltozásával járnak.

4. A populáció-statikus módszert a keresztezések eredményeinek feldolgozásában, a tulajdonságok közötti kapcsolat vizsgálatában, a populációk genetikai szerkezetének elemzésében stb.

5. Az immunogenetikai módszer szerológiai módszereket, immunelektroforézist stb. tartalmaz, a macskát vércsoportok, fehérjék és enzimek vizsgálatára használják a szövetek vérszérumában. Használható immunológiai inkompatibilitás megállapítására, immunhiányok azonosítására stb.

6. Az ontogenetikai módszerrel a gének hatását és megnyilvánulását vizsgáljuk az ontogenezisben különböző környezeti feltételek mellett. Az öröklődés és változékonyság jelenségeinek tanulmányozására biokémiai, fiziológiai és egyéb módszereket alkalmaznak.

A rekombináns DNS technológia a következő módszereket használja:

1. specifikus DNS hasítás restrikciós nukleázokkal, felgyorsítva az egyes gének izolálását és manipulálását;

2. a tisztított DNS-fragmens összes nukleotidjának gyors szekvenálása, amely lehetővé teszi a gén és az általa kódolt aminosav-szekvencia határainak meghatározását;

3. rekombináns DNS felépítése;

4. nukleinsavak hibridizációja, amely lehetővé teszi specifikus RNS vagy DNS szekvenciák pontosabb és érzékenyebb azonosítását;

5. DNS klónozás: in vitro amplifikáció polimeráz láncreakcióval vagy DNS-fragmens bejuttatása olyan baktériumsejtbe, amely az ilyen transzformációt követően ezt a fragmentumot milliós másolatban reprodukálja;

6. rekombináns DNS bejuttatása sejtekbe vagy organizmusokba.

A génsebészet lényege a következő: a biológusok, tudva, hogy melyik gén miért felelős, izolálják az egyik szervezet DNS-éből, és beillesztik egy másik szervezet DNS-ébe. Ennek eredményeként lehetőség nyílik arra, hogy a sejtet új fehérjék szintézisére kényszerítsék, ami új tulajdonságokat ad a szervezetnek Tudjuk, hogy a genetikai információcsere a természetben is megtörténik, de csak az azonos fajhoz tartozó egyedek között. Ez alól kivételt képeznek a különböző fajok egyedeinek (például kutyák és farkasok) keresztezésének esetei.A gének szülőről utódokra történő átadását ugyanazon a fajon belül vertikálisnak nevezzük. Mivel az így létrejövő egyedek általában nagyon hasonlítanak szüleikre, a természetben a genetikai apparátus nagyon pontos, és biztosítja az egyes fajok állandóságát. Mindez az enzimeknek - a sejt munkájának megszervezéséért felelős fehérjealapú képződményeknek - köszönhetően vált lehetővé. Különösen az enzimek, például a restrikciós enzimek említhetők meg. Egyik funkciójuk, hogy megvédjék a sejtet az idegen génektől. Az idegen DNS-t ez a megbízható őr külön részekre vágja, és sok különböző restrisztáz létezik, amelyek mindegyike egy szigorúan meghatározott helyen üt ki. Az ilyen enzimek egy készletének kiválasztása után könnyedén feldarabolhatja a molekulát a kívánt szakaszokra. Ezután össze kell kapcsolnia őket, de új módon. Segíti, hogy a genetikai anyag természetes tulajdonsága újra egyesüljön egymással. Ebben segítenek a ligáz enzimek is, amelyeknek éppen az a feladata, hogy két molekulát összekapcsoljanak egy új kémiai kötés kialakításával.Egy mástól eltérő hibridet hoztak létre. Ez egy új genetikai információt hordozó DNS-molekula. Az ilyen formációt a géntechnológiában vektornak nevezik. Övé a fő feladat- új szaporodási program átvitele az erre a célra szánt élő szervezetre. De az utóbbi figyelmen kívül hagyhatja, elutasíthatja, és csak a natív genetikai programok vezérlik őket.

Ez lehetetlen, köszönhetően a baktériumok átalakulásának és az emberekben és állatokban történő transzfekciónak. Lényege abban rejlik, hogy ha egy szervezet sejtje felszívott egy szabad DNS molekulát a környezet, akkor mindig beilleszti a genomba. Ez azzal jár, hogy egy ilyen sejtben az abszorbeált DNS-be programozott új örökletes tulajdonságok jelennek meg, ezért ahhoz, hogy egy új genetikai program működni kezdjen, egyetlen dologra van szükség - hogy a megfelelő sejtbe kerüljön. Ezt nem könnyű megtenni, hiszen egy ilyen összetett képződmény, mint a sejt, számos védőmechanizmussal rendelkezik, amelyek megakadályozzák, hogy idegen tárgyak behatoljanak, és minden akadály megkerülhető. Kezdetnek kicsik - például idegen gének bejuttatása a baktériumokba. Itt vektorként teljesen lehetséges egy plazmid - egy kis méretű, körkörös DNS-molekula, amely a kromoszómákon kívüli sejtekben található, és további szexuális jellemzőket hordoz. A baktériumok folyamatosan cserélik a plazmidokat, így nem nehéz a jelzett molekulát átprogramozni és a sejtbe irányítani, a növényi és állati sejtek örökletes apparátusába sokkal nehezebb egy kész gént bevinni. Itt a vírusok jönnek a segítségre - a genetikai elemek fehérjeköpenybe öltözve, és képesek egyik sejtről a másikra mozogni. A vírusok DNS-molekulái - fágok - tökéletesek az ilyen munkákra. A szükséges paraméterekre "átdolgozva" bekerülnek egy állati vagy növényi szervezet genetikai apparátusába.Ennyi, a munka kész. Beágyazott genetikai kód elkezd dolgozni. Néha előfordulnak kudarcok, ha az új DNS egyes génjeiről kiderül, hogy „néma”. Minden szervezetben sok van belőlük. Egyes élőlények számára tökéletesen működnek, míg mások számára semmilyen módon nem nyilvánulnak meg.Az átfedéseket és a hiányosságokat figyelembe veszik és gondosan elemzik. Folyamatosan folynak a munkák, amelyek a gének különböző kombinációit vizsgálják: egy részüket eltávolítják egy molekulából, vagy fordítva - olyan komponenseket adnak hozzá, amelyek egyáltalán nem jellemzőek az adott élő szervezetre A prokarióták horizontális génátvitele nem csupán a genetikai vizsgálatok laboratóriumi eredménye. mérnöki, hanem gyakori természeti jelenség.

Az oldalirányú átvitel három fő mechanizmusát állapították meg: transzformációt, konjugációt és transzdukciót.

1. Az átalakulás egyes baktériumokban a genetikai anyag cseréjének normális élettani funkciója.

2. A konjugáció korlátozza a legkevesebbet a genetikai információ fajok közötti cseréjére, de a mikroorganizmusok közötti szoros fizikai kontaktussal jár, ami a legkönnyebben biofilmekben érhető el.

3. A transzdukció (latinul transductio - mozgás) genetikai anyag átvitele egyik sejtből a másikba egyes vírusok (bakteriofágok) segítségével, ami a befogadó sejt örökletes tulajdonságainak megváltozásához vezet.

A legtöbbre veszélyes betegségek vírusok által okozott állatok és emberek közé tartozik a veszettség, a himlő, az influenza, a gyermekbénulás, az AIDS, a hepatitis stb. Úgy tekinthetjük, mint a gazdaszervezethez való alkalmazkodás és annak védekező mechanizmusainak leküzdésének képességét.

A géntechnológia előnyei:

A) A géntechnológia segítségével növelhető a génmódosított termékek hasznos anyag- és vitamintartalma a "tiszta" fajtákhoz képest. Például "behelyezhet" A-vitamint a rizsbe, hogy olyan régiókban termessze, ahol az embereknek hiánya van belőle.

B) A mezőgazdasági termékek vetésterülete jelentősen bővíthető, ha azokat extrém körülményekhez, például aszályhoz, hideghez igazítjuk.

C) Növények génmódosításával jelentősen csökkenthető a növényvédő szerekkel és gyomirtókkal végzett szántóföldi kezelések intenzitása. Szembetűnő példa erre a Bacillus thuringiensis földbaktérium génjének a kukorica genomjába történő bejuttatása, amely már a növény számára saját védelmet biztosít, az úgynevezett Bt-toxint, és a genetikusok szándéka szerint további feldolgozást végez. értelmetlen.

D) Genetikailag módosított élelmiszerek adhatók gyógyászati ​​tulajdonságait. A tudósoknak már sikerült létrehozniuk egy analgin tartalmú banánt és egy salátát, amely vakcinát állít elő a hepatitis B ellen.

E) A génmódosított növényekből származó élelmiszerek olcsóbbak és ízletesebbek lehetnek.

E) A módosított nézetek segítenek megoldani néhányat környezeti problémák. Olyan üzemeket terveznek, amelyek hatékonyan szívják fel a cinket, kobaltot, kadmiumot, nikkelt és más fémeket az ipari hulladékkal szennyezett talajokból.

G) A géntechnológia javítja az életminőséget, nagy valószínűséggel - jelentősen meghosszabbítja azt; van remény a szervezet öregedéséért felelős gének megtalálására és azok rekonstrukciójára.

A géntechnológia hátrányai:

Jelenleg a génsebészet technikailag tökéletlen, mivel nem képes szabályozni egy új gén beillesztésének folyamatát. A géntechnológiával módosított növény- és állatfajok tenyésztése bizonyos veszélyt jelent a természeti környezetben való fejlődésük és viselkedésük kiszámíthatatlansága miatt.

Környezeti kockázatok:

1) szuperkártevők megjelenése;

2) a természetes egyensúly megsértése;

3) a transzgének kontrollon kívüli felszabadulása.

Orvosi kockázatok:

1) Fokozott allergén kockázat;

2) Lehetséges toxicitás és egészségügyi veszély;

3) antibiotikumokkal szembeni rezisztencia;

4) új és veszélyes vírusok jelenhetnek meg.

Társadalmi-gazdasági okok, amelyek miatt a génmódosított növények veszélyesek:

1. Veszélyt jelentenek kisgazdák millióinak túlélésére.

2. Egy kis embercsoport kezébe fogják koncentrálni a világ élelmiszerkészleteinek irányítását. Mindössze tíz vállalat tudja ellenőrizni a globális agrokémiai piac 85%-át.

3. Megfosztják a nyugati fogyasztókat a választás szabadságától a termékek vásárlásakor.

Érdekes géntechnológiai tények

1. Tény. 2005-ben több mint 5 milliárd dollárt terveztek biotechnológiai termékekre és állatorvosi szolgáltatásokra költeni az Egyesült Államokban. Az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) szerint különböző fajták Az állatok számára készült biotechnológiai termékekre 105 engedélyt adtak ki. Ezek állatorvosi vakcinák, biológiai termékek és diagnosztikai eszközök.

2. Tény. Az első génmanipulált élőlény, a GloFish díszhal 2004 januárjában került a piacra. Tengeri kökörcsin gént ültettek beléjük, és ha sötétben nézed ezeket a halakat, élénkpiros fénnyel fluoreszkálnak.

3. Tény. A háziállatok, például a kutyák és macskák nagy hasznot húznak a biotechnológiai úton előállított vakcinákból és diagnosztikai készletekből.

4. Tény. Tanulmányok kimutatták, hogy a klónállatok pontosan ugyanúgy esznek, isznak és viselkednek, mint a közönséges állatok.

5. Tény. Legalább három veszélyeztetett állatfajt sikerült klónozni: az európai muflont, valamint a gaur és banteng vadon élő bikákat. Megtekintheti a klónozott bantenget a kaliforniai San Diego állatkertjében.

6. Tény. 1984-ben az egyik amerikai klinikán egy páciensbe páviánszívet ültettek be, amely 20 napig működött. Manapság az orvosok rendszeresen használnak sertés szívbillentyűket, hogy beoltsák ezeket az emberekbe, és ezen állatok bőrét olyan emberekbe is beültetik, akik égési sérüléseket szenvedtek. Több kutatócsoport is különböző országok géntechnológiával módosított sertések létrehozásán dolgoznak, amelyek szerveit, ha egy személybe átültetik, az immunrendszer nem fogja kilökni.

7. Tény. Biotechnológiával nevelt állatok, ha eltérnek a közönséges állatoktól, akkor in jobb oldala: a klónozás és a géntechnológia csak egy újabb eszköz az új fajták tenyésztésére, és ezt az emberek több ezer éve, és mintegy száz éve teszik ezt öntudatlanul genetikai adatok alapján. A tudósok és a technikusok sokkal jobban vigyáznak a kísérleti állatokra, mint egy gazda a közönséges állatcsordájára.

8. Tény. Különböző országok tudóscsoportjai több száz mutatót vizsgáltak klónozott állatok húsát és tejét, és nem találtak eltérést a szokásos módon fogant állatok húsától és tejétől.

9. Tény. Valójában a géntechnológiával módosított állatok klónozása vagy kinyerése során sok embrió nem életképes, és a szülés alatti elhullás magasabb, mint a hagyományos állattenyésztésnél.

10. Tény. Általánosságban elmondható, hogy a klónok és a hagyományos állatok egészségi állapota nem tér el egymástól – ezt több évtizedes kutatás bizonyítja, többek között Nemzeti Akadémia Tudományok USA.

11. Tény. Az állatokat - a klónokat és a géntechnológiában használt állatokat, amint azt az állatorvosok megfigyelései is mutatják, különös gonddal ápolják.

12. Tény. Valójában Dolly még tovább élt, mint a birkák általában, és az ízületi gyulladás kialakulása miatt idős korban halt meg. A halál a normális öregség miatt következett be, és ennek semmi köze ahhoz, hogy klónozták.

Létrehozva: 2011.08.30 17:33

Világít a sötétben macska? Lehet, hogy sci-finek hangzik, de évek óta léteznek. Egy káposzta, ami skorpiómérget termel? Készült. Ó, és ha legközelebb oltásra van szüksége, az orvos talán csak egy banánt ad.

Ezek és sok más génmódosított szervezet ma is létezik, DNS-üket megváltoztatták, és összekeverték más DNS-ekkel, hogy egy teljesen új génkészletet hozzanak létre. Lehet, hogy nem tudja, de sok ilyen genetikailag módosított organizmus az élet, sőt a napi étrendünk része. Például az Egyesült Államokban a kukorica körülbelül 45%-a és a szójabab 85%-a génmódosított, és a becslések szerint az élelmiszerboltok polcain található élelmiszertermékek 70-75%-a tartalmaz génmanipulált összetevőket.

Az alábbiakban felsoroljuk a ma létező legfurcsább génmanipulált növényeket és állatokat.

Világít a sötétben macskák

2007-ben egy dél-koreai tudós megváltoztatta a macska DNS-ét, hogy világítson a sötétben, majd kivette a DNS-t és más macskákat klónozott belőle, így bolyhos, fluoreszkáló macskafélék egész csoportját hozta létre. És a következőképpen csinálta: A kutató a hím török ​​angórák bőrsejtjeit vette, és egy vírus segítségével bevezette a vörös fluoreszcens fehérje előállításához szükséges genetikai utasításokat. Ezt követően klónozás céljából tojásokba helyezte a genetikailag módosított sejtmagokat, az embriókat pedig visszaültették a donor macskákba, így azok a saját klónjaik béranyái lettek.

Tehát miért van szüksége egy kisállatra, aki részmunkaidőben éjszakai lámpaként dolgozik? A tudósok szerint a fluoreszcens fehérjékkel rendelkező állatok lehetővé teszik az emberi genetikai betegségek mesterséges tanulmányozását rajtuk.

Öko disznó

Az ökodisznó, vagy ahogy a kritikusok nevezik Frankenspig, egy olyan sertés, amelyet genetikailag módosítottak a foszfor jobb emésztése és feldolgozása érdekében. A sertéstrágya gazdag a fitát nevű foszforban, így amikor a gazdálkodók műtrágyaként használják, ez a vegyszer bejut a vízgyűjtőkbe, és algák virágzását okozza, ami viszont elpusztítja a víz oxigénjét, és elpusztítja a vízi élőlényeket.

Környezetszennyezés elleni üzemek

A Washingtoni Egyetem tudósai olyan nyárfák kifejlesztésén dolgoznak, amelyek megtisztíthatják a szennyezett területeket azáltal, hogy gyökereiken keresztül felszívják a szennyező anyagokat a talajvízből. A növények ezután a szennyező anyagokat ártalmatlan melléktermékekre bontják le, amelyeket a gyökerek, a törzs és a levelek felszívnak, vagy a levegőbe bocsátanak.

A laboratóriumi vizsgálatok során a transzgénikus növények a triklór-etilénnek sem több, sem kevesebb, mint 91%-át távolítják el. folyékony oldat, egy vegyszer, amely a talajvíz leggyakoribb szennyezője.

mérgező káposzta

A tudósok a közelmúltban izolálták a méreggént a skorpió farkában, és elkezdték keresni annak módját, hogy káposztába fecskendezzék. Miért van szükségünk mérgező káposztára? Csökkenteni a növényvédő szerek használatát, és továbbra is megakadályozni, hogy a hernyók elrontsák a termést. Ez a génmódosított növény olyan mérget termel, amely a levelek harapása után elpusztítja a hernyókat, de a toxint úgy módosították, hogy az emberre ártalmatlan legyen.

Kecske hálót sző

Az erős és rugalmas gossamer selyem a természet egyik legértékesebb anyaga, és a műszálaktól az ejtőernyős zsinórokig számos termék előállítására használható fel, ha kereskedelmi forgalomba kerülne. 2000-ben a Nexia Biotechnologies azt állította, hogy van megoldása: egy kecske pókhálófehérjét termel a tejében.

A kutatók úgy helyezték be a pókháló génjét a kecske DNS-ébe, hogy az állat csak a tejében termelje meg a pókháló fehérjét. Ebből a "selyemtejből" ezután egy "Biostal" nevű webanyagot lehet előállítani.

gyorsan növekvő lazac

Az AquaBounty génmódosított lazacja kétszer olyan gyorsan nő, mint ennek a fajnak a hagyományos halai. A képen két azonos korú lazac látható. A cég szerint a hal íze, szövetszerkezete, színe és illata megegyezik a hagyományos lazacéval; ehetőségéről azonban még mindig vita folyik.
A génmanipulált atlanti lazac további növekedési hormont tartalmaz a chinook lazacból, ami lehetővé teszi a halak számára, hogy növekedési hormont termeljenek egész évben. A tudósoknak sikerült a hormont aktívan tartaniuk egy angolnaszerű halból, az angolnapofa gén segítségével, amely a hormon "kapcsolójaként" működik.

Ha az Egyesült Államok Szövetségi Élelmiszer- és Italfelügyelete gyógyszerek beleegyezik a lazac eladásába, ez lesz az első alkalom, hogy az Egyesült Államok kormánya engedélyezi egy módosított állat emberi fogyasztásra való szétosztását. A szövetségi szabályozás értelmében a halakat nem kell genetikailag módosítottként feltüntetni.

Paradicsom Flavr Savr

A Flavr Savr paradicsom volt az első kereskedelmi forgalomban termesztett és génmanipulált élelmiszer, amelyet emberi fogyasztásra engedélyeztek. Az antiszensz gén hozzáadásával Calgene azt remélte, hogy lelassítja a paradicsom érési folyamatát, hogy megakadályozza a megpuhulást és a rothadást, miközben továbbra is megőrzi természetes ízét és színét. Ennek eredményeként a paradicsom túlságosan érzékeny a szállításra és teljesen ízetlen.

banán vakcinák

Hamarosan az emberek csak egy banánba harapva kaphatnak hepatitis B és kolera elleni oltást. A kutatók sikeresen létrehoztak banánt, burgonyát, salátát, sárgarépát és dohányt vakcinák készítéséhez, de szerintük a banán ideális erre a célra.

Amikor a vírus módosított formáját egy fiatal banánfába juttatják, genetikai anyaga gyorsan a növény sejtjeinek állandó részévé válik. Ahogy a fa nő, sejtjei vírusfehérjéket termelnek, de a vírus fertőző részét nem. Amikor az emberek megesznek egy darab génmanipulált banánt, amely tele van vírusfehérjékkel, az immunrendszerük antitesteket termel a betegség leküzdésére; ugyanez történik a hagyományos vakcinákkal.

Kevésbé puffadó tehenek

A tehenek emésztési folyamataik következtében jelentős mennyiségű metánt termelnek. Egy baktérium termeli, amely a cellulózban gazdag étrend mellékterméke, amely füvet és szénát tartalmaz. A metán a második legnagyobb üvegházhatású szennyező a szén-dioxid után, ezért a tudósok azon dolgoznak, hogy olyan tehenet hozzanak létre, amely kevesebbet termel ebből a gázból.

Az Albertai Egyetem mezőgazdasági kutatói felfedezték a metántermelésért felelős baktériumot, és létrehoztak egy olyan szarvasmarha-sort, amely 25%-kal kevesebb gázt bocsát ki, mint egy normál tehén.

génmódosított fák

A fákat genetikailag módosították, hogy gyorsabban nőjenek, jobb faanyagot termeljenek, és még a biológiai támadásokat is észleljék. A génmanipulált fák hívei szerint a biotechnológia segíthet megállítani az erdőirtást és kielégíteni a fa és papír iránti keresletet. Például az ausztrál eukaliptuszfát úgy módosították, hogy ellenálljon alacsony hőmérsékletek, a tömjén fenyőt alacsonyabb lignin-tartalommal hozták létre – ez az anyag a fák keménységét adja. 2003-ban a Pentagon még egy olyan fenyőfa alkotóit is díjazta, amely biológiai vagy vegyi támadás során színt vált.

A kritikusok azonban azt mondják, hogy még mindig nem ismeretes, hogy a létrehozott fák hogyan hatnak a természeti környezetre; egyéb hátrányai mellett géneket terjeszthetnek a természetes fákra, vagy növelhetik a tűzveszélyt.

gyógytojás

Brit tudósok genetikailag módosított csirkefajtát hoztak létre, amely rákellenes gyógyszereket termel a tojásban. Az állatok DNS-éhez emberi géneket adnak, így emberi fehérjék kiválasztódnak a tojásfehérjébe, valamint a bőrrák és más betegségek kezelésére használt gyógyszerekhez hasonló komplex gyógyszerfehérjék.

Mi is van pontosan ezekben a betegségek elleni tojásokban? A csirkék a miR24-gyel tojnak, egy gyógyulásra képes molekulával rosszindulatú daganatokés ízületi gyulladás, valamint a humán interferon b-1a, egy vírusellenes gyógyszer, amely hasonló a jelenlegi szklerózis multiplex gyógyszereihez.

Növények, amelyek aktívan megkötik a szenet

Az emberek évente körülbelül kilenc gigatonna szenet adnak a légkörbe, és a növények ebből körülbelül ötöt elnyelnek. A fennmaradó szén hozzájárul az üvegházhatáshoz és a globális felmelegedéshez, de a tudósok azon dolgoznak, hogy géntechnológiával módosított növényeket hozzanak létre ezen szénmaradványok megkötésére.

A szén a növények leveleiben, ágaiban, magjaiban és virágaiban évtizedekig tud maradni, ami pedig a gyökerekbe kerül, az évszázadokig ott maradhat. Ily módon a kutatók azt remélik, hogy kiterjedt gyökérrendszerrel rendelkező bioenergia-növényeket hozhatnak létre, amelyek képesek megkötni és tárolni a szenet a föld alatt. A tudósok nagy gyökérrendszerük miatt jelenleg olyan évelő növények genetikai módosításán dolgoznak, mint a cseresznyefű és a miscanthus. Olvass tovább róla

Hihetetlen tények

A növények és állatok genetikai módosítása az elmúlt években egyre vitatottabbá vált, ahogy a technológia egyre hozzáférhetőbbé válik a tudósok számára. Ellenére potenciális veszély változások, a tudomány folytatja néhány csodálatos új organizmus tesztelését és előállítását. Az alábbiakban felsoroljuk a 10 legfurcsábbat.

10 ragyogó hal (GloFish)

Ez a hal az első géntechnológiával módosított szervezet, amelyet háziállatként hozzáférhetővé tettek. Ez egy közönséges csíkos zebrahal, amelynek DNS-éhez biolumineszcens medúza genetikai információt adtak. Kezdetben az ilyen halak létrehozását azzal a céllal tervezték, hogy segítségükkel szennyező jelrendszert kapjanak, azonban a színek hozzáadásával világossá vált, hogy a halak meglehetősen életképesek ahhoz, hogy "felajánlják magukat" a háziállatban. piac. Először 2003 decemberében jelentek meg az Egyesült Államokban.

9. Alma - szőlő

Ez a gyümölcs egy viszonylag új gyümölcs, amely az alma és a szőlő genetikai hibridje. Gyümölcse körülbelül akkora, mint egy alma, de olyan az állaga, mint a szőlőé, és mindkét gyümölcs ízére hasonlít. Kezdetben ennek a gyümölcsnek a létrehozása azt jelentette, hogy a harmadik világ országait nagyobb adag C-vitaminnal látták el. A fejlesztéshez szükséges források nagy részét az UNICEF különítette el.

8. Óriás mazsola

Ez egyfajta közönséges mazsola, amelyet genetikailag módosítottak, és mára hatalmasra nő. Az óriás mazsolát tervezték nemzeti intézmény A japán genetika a nagy gyümölcsök iránti japán szeretetnek és a nyugati ételek, például a mazsola népszerűségének köszönhető. A gyümölcs állaga és íze megegyezik a genetikai szülőkével.

7. Parafa - gumifa parafa

A parafafa régóta ismert a bordugókban való felhasználásáról, bár egyes termelők a műanyag parafákat részesítik előnyben. A borrajongók azonban a parafán kívül más parafát sem ismernek fel. A hagyományőrzők megnyugtatása és a borászok költségeinek csökkentése érdekében a SABIC Innovative Plastics olyan fát hozott létre, amely a gumi és a parafa keresztezése. Az ilyen fából készült dugók úgy néznek ki, mint a közönségesek, még porózus tulajdonságokkal is rendelkeznek, azonban plaszticitásuk és illatuk elárulja eredetüket. Egy ismert borász megjegyezte, hogy az új parafa a legnagyobb dolog, ami a habzóborral történt a buborékok feltalálása óta.

6 Umbuku gyík

Ez a lény az egyetlen ezen a listán, amelyet nem gyakorlati okokból hoztak létre, hanem csak azzal a céllal, hogy bebizonyítsák, hogy elkészíthető. A zimbabwei génmérnököknek sikerült feloldaniuk a szunnyadó "repülő" szálakat az umbuku gyík DNS-ében, amely egy nagyon kicsi és ritka Afrika lakója. Úgy tartják, hogy a gyíkok a pterodactyl leszármazottai, amely több millió évvel ezelőtt elvesztette repülési képességeit. Eddig mindössze 6 ilyen gyík példány született, ezeket nem engedik szabadon, mivel fennáll a keresztezés veszélye.

5. Papírfa

A papírfát kifejezetten a papírgyártó ipar termelési költségeinek csökkentésére tervezték. A közelmúltban az újrahasznosított papírtermékek iránti érdeklődés megugrása miatt egy svájci cég olyan fát hozott létre, amelynek levelei négyzet alakúak, és szárítás után írópapírként használhatók. A képen egy cég alkalmazottja látható a gazdaság által nevelt egyik fa törzsénél.

4. Dolion

Valószínűleg ez a legfigyelemreméltóbb példa arra, hogy a tudomány milyen messzire tud menni a géntechnológia és a keresztezési technikák ismeretével. A Dolion egy oroszlán és egy kutya keresztezése. Ennek a lénynek a létrehozásához (ma már csak 3 dolion létezik, a képen Rex, a legelső dolion) az egyes lények DNS-szálait össze kell fonni, és vissza kell helyezni az anyatejébe. A Dolion hasonlít a ligerhez (az oroszlán és a tigris keresztezése), azzal az egyetlen különbséggel, hogy ligert lehet létrehozni anélkül, hogy először manipulálnák az állat DNS-ét.

3. Kis karácsonyfák

A kis lucfenyők miniatűr fák, amelyek mindössze két cm magasra nőnek, eredetileg azzal a céllal hozták létre, hogy a lucfenyő illatanyag forrása legyen az illatszeriparban, de a fák más területeken is hasznosak voltak. gyorsan rájött. Ez az apró lucfenyő jelenleg ehető növényként nagyon népszerű Pápua Új-Guineában. A fáknak nagyon finom aromájuk van, amit a kókusztej fokoz. Általában desszertként fogyasztják.

2. Pók - páfrány

A páfránypók a legegyedibb lény ezen a listán, mivel ez az egyetlen, amely egyesíti a növényt és az állatot. Eddig ő az egyetlen állat, akit sikeresen kereszteztek egy növénnyel. Ez a pók egy olasz farkaspók és egy pongpáfrány keresztezése. Ennek a furcsa kereszteződésnek az volt a célja, hogy tanulmányozza a „beépített” álcával rendelkező pókok túlélési arányát. A vizsgálat eredményeit még nem tették közzé.

1. Lemurat

Kína gazdagságának növekedésével sok kínai nő keres egzotikus háziállatokat, hogy megmutassa pénzét. Ez arra késztetett számos kínai orvosi és tudományos kutatóvállalatot, hogy különböző állatok tenyésztésével versenyezzen ezért az új bevételi forrásért. A legsikeresebb (anyagilag) eddig a maki. Ahogy a neve is sugallja, egy maki és egy macska keresztezése. Az állat megtartja a macska puha bundáját és annak színét, de a csíkos farok ill sárga szemek makit adnak ki benne. A lény egy kicsit vadabb, mint egy közönséges macska, de nem veszélyesebb, mint egy chihuahua kutya.

Biotechnológia, sejt- és géntechnológia, klónozás.

A vizsgadolgozatban tesztelt főbb kifejezések és fogalmak:biotechnológia, géntechnológia, sejttechnológia.

Sejt- és géntechnológia. Biotechnológia

A sejttechnológia a tudomány és a nemesítési gyakorlat olyan iránya, amely a hozzá tartozó szomatikus sejtek hibridizációs módszereit vizsgálja különböző típusok, szövetek vagy egész szervezetek klónozásának lehetősége egyetlen sejtből.

A növénynemesítés egyik elterjedt módszere a haploid módszer - teljes értékű haploid növények kinyerése spermából vagy petékből.

Hibrid sejteket kaptak, amelyek egyesítik a vér limfocitáinak és a daganatos, aktívan szaporodó sejtek tulajdonságait. Ez lehetővé teszi, hogy gyorsan és a megfelelő mennyiségeket antitesteket szerezni.

szövettenyészet - növényi vagy állati szövetek, esetenként egész organizmusok kinyerésére használják a laboratóriumban. A növénytermesztésben a feldolgozás utáni tiszta diploid vonalak előállításának felgyorsítására használják. kezdeti formák kolhicin.

Génmanipuláció- a mikroorganizmusok genotípusának mesterséges, céltudatos megváltoztatása előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező tenyészetek beszerzése érdekében.

Fő módszer- a szükséges gének izolálása, klónozása és új genetikai környezetbe juttatása. A módszer a következő munkalépéseket tartalmazza:

- a gén izolálása, kombinációja a sejt DNS-molekulájával, amely képes reprodukálni a donor gént egy másik sejtben (befoglalás a plazmidba);

– plazmid bejuttatása egy baktériumsejt – recipiens – genomjába;

- a szükséges kiválasztása bakteriális sejtek gyakorlati használatra;

– a géntechnológia területén végzett kutatások nemcsak a mikroorganizmusokra, hanem az emberre is kiterjednek. Különösen fontosak a betegségekkel kapcsolatos betegségek kezelésében immunrendszer, a véralvadási rendszerben, az onkológiában.

Klónozás . Biológiai szempontból a klónozás olyan növények és állatok vegetatív szaporodását jelenti, amelyek utódai a szülővel azonos örökletes információt hordoznak. A természetben a növényeket, gombákat és protozoonokat klónozzák; vegetatívan szaporodó szervezetek. Az elmúlt évtizedekben ezt a kifejezést akkor használták, amikor az egyik szervezet magjait egy másik petesejtjébe ültetik át. Ilyen klónozásra példa volt a híres Dolly juh, amelyet Angliában szereztek 1997-ben.

Biotechnológia- az élő szervezetek és biológiai folyamatok felhasználásának folyamata gyógyszerek, műtrágyák, biológiai növényvédő szerek előállításában; biológiai szennyvíztisztításra, tengervízből értékes fémek biológiai kinyerésére stb.

Befoglalás a genomba coli az emberben az inzulin képződéséért felelős gén lehetővé tette ennek a hormonnak az ipari előállítását.

A mezőgazdaságnak több tucat élelmiszer- és takarmánynövényt sikerült genetikailag módosítania. Az állattenyésztésben a biotechnológiai úton előállított növekedési hormon alkalmazása növelte a tejhozamot;

genetikailag módosított vírus felhasználásával sertésekben a herpesz elleni vakcina létrehozására. A baktériumokba bevitt újonnan szintetizált gének segítségével számos biológiailag legfontosabb hatóanyagok, különösen a hormonok és az interferon. Előállításuk a biotechnológia fontos ágát alkotta.

A gén- és sejttechnológia fejlődésével a társadalomban egyre nagyobb aggodalomra ad okot a genetikai anyag esetleges manipulálása. Egyes aggodalmak elméletileg jogosak. Például lehetetlen kizárni bizonyos baktériumok antibiotikumokkal szembeni rezisztenciáját növelő gének átültetését, új formák létrehozását élelmiszer termékek ezeket a műveket azonban az államok és a társadalom irányítják. Mindenesetre a betegségek, az alultápláltság és más sokk veszélye sokkal nagyobb, mint a genetikai kutatásból.

A géntechnológia és a biotechnológia kilátásai:

- az ember számára hasznos szervezetek létrehozása;

– új gyógyszerek beszerzése;

– genetikai patológiák korrekciója és korrekciója.

PÉLDÁK FELADATORA

A rész

A1. A gyógyszerek, hormonok és más biológiai anyagok előállítása olyan irányban folyik, mint

1) géntechnológia

2) biotechnológiai termelés

3) mezőgazdasági ipar

4) agronómia

A2. Mikor lenne a szövettenyésztés a leghasznosabb módszer?

1) alma és körte hibridjének átvételekor

2) a sima magvú borsó tiszta vonalainak nemesítésekor

3) ha szükséges, ültessük át a bőrt egy égett személynek

4) a káposzta és a retek poliploid formáinak átvételekor

Rész TÓL TŐL

C1. Miért félnek sokan a társadalomban a transzgénikus termékektől?

Válaszok Biotechnológia. A. rész A1 – 2. A2 —3. A3 – 1.

C. rész C1 Ez a félelem részben annak tudható be, hogy mi a transzgénikus termékek, részben pedig indokolt. A transzgénikus termékek géntechnológiával módosított növényekből vagy állatokból nyert termékek. Előállításuk a baktériumokból vett specifikus gén átültetésével függ össze. Példa: A Colorado burgonyabogárral szemben rezisztens burgonyát úgy hozták létre, hogy növényekbe juttattak egy gént, amelyet egy talaj türingiai bacilussejtek DNS-éből izoláltak, és amely a Colorado burgonyabogárra mérgező fehérjét termel. Az alkalmazott mediátor Escherichia coli sejt volt. A burgonya levelei a bogarak számára mérgező fehérjét kezdtek termelni. A veszély a transzplantált gén által koordinált fehérjék emberre gyakorolt ​​váratlan hatásában rejlik. Azonban minden lehetséges következményei a géntranszplantációkat gondosan tesztelik hosszú távú kísérletekben.

1976. augusztus 28-án Massachusetts államban először szintetizáltak mesterséges gént. Ez idő alatt a tudomány nagy utat tett meg. Ma felidézzük, milyen hihetetlen magasságokat ért el a géntechnológia 4 évtized alatt.

1. Világító macskák

Hihetetlen, de igaz: egy dél-koreai tudós megváltoztatta a macska DNS-ét, hogy világítson a sötétben. Nem állt meg itt, és fluoreszkáló állatok egész csoportját klónozta ebből a DNS-ből. A kutató hím angóramacskák bőrsejtjeit vett, és vörösen izzó fehérjét fecskendezett be. Tojásokba génmódosított sejtmagokat helyeztek, amelyeket klónozáshoz használtak, az embriókat pedig donor macskákba ültették be. Így a donor macskák béranyák lettek önmaguk klónjainak.

2. Sárgarépa-immunmodulátor

Orosz tudósok emberi DNS-fehérjét ültettek sárgarépába. Így a számunkra ismert zöldség olyan immunmodulátor tulajdonságra tett szert, amely fokozza védelmi funkciók szervezet. A tudósok azt remélik, hogy az ilyen sárgarépa evése segít az immunfüggő betegségek, például a rák és az AIDS sikeres leküzdésében.

3 Méreg káposzta

Minden nyári lakos tudja, milyen nehéz megbirkózni egy káposztahernyóval természetesen. Olyan növényvédő szereket kell használnunk, amelyek egyáltalán nem tesznek jót az egészségünknek. A genetikusok a maguk módján megoldották ezt a problémát. Egy skorpió farkából izolálták a méregtermelésért felelős gént, és elkezdték keresni a módját, hogy bejuthassák a káposztába. Egy ilyen génmódosított növény mérget termel, amely megöli az evőit. De hogyan érintik az ilyen változások az embereket, akik megeszik? A tudósok ezzel is foglalkoztak. A toxint úgy módosították, hogy teljesen ártalmatlan legyen az emberre.

4. Gyorsan növekvő lazac

A génmódosított lazac sokkal gyorsabban nő, mint a hagyományos társaik. A helyzet az, hogy egy ilyen halnak további növekedési hormonja van. A tudósoknak sikerült aktiválniuk ezt a hormont egy gén segítségével, amelyet az amerikai beluga nevű halból vettek ki. Ez a gén a növekedési hormon "kapcsolójaként" működik. Igaz, még mindig vannak viták az ilyen lazac ehetőségéről, bár szöveti szerkezete, színe és illata van, mint a közönséges lazacnak.

5. Szövedéket fonó kecskék

A pókselyem a természet egyik legértékesebb anyaga. Mint az egyik legerősebb és legrugalmasabb anyag, a műszálaktól kezdve az ejtőernyős zsinórokig bármit lehetett belőle készíteni. A probléma a kereskedelmi mennyiségben történő gyártásában rejlik. De 2000-ben az egyik cég talált megoldást. A kutatók elmondták, hogy a szövedékfonal génjét egy közönséges kecske DNS-ébe illesztették be oly módon, hogy az állat termelje a hálófehérjét a tejében. Az így előállított anyagot a tudósok "Biostal"-nak nevezték.

6 gyógytojás

Brit tudósoknak sikerült kifejleszteniük egy olyan csirkefajtát, amelyek tojásaikban gyógymódot termelnek a rák ellen. A csirkéket hozzáadták az emberi gének DNS-éhez, és az ilyen génmódosított madarak a miR24 molekulával tojnak, ami képes gyógyítani rákos daganatokés ízületi gyulladás. Ezek a tojások is tartalmaznak humán interferon A b-1a egy vírusellenes gyógyszer, amely azonos a modern gyógyszerek sclerosis multiplextől.