додати матеріал


Генна інженерія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст
 
 
 
Генна інженерія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
Генетична інформація ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Геннетіческая карта і її значення в генній інженерії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 4
Генетичний аналіз та його види ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
генна інженерія 
 
 

 


Генна інженерія виникає в70-ті рр.. як нова галузь молекулярної біології, головне завдання якої - активна й цілеспрямована перебудова генрв живих істот, їх конструювання, тобто управління спадковістю.

 

Генна інженерія - розділ молекулярної генетики [71] , пов'язаний з целеноправленном створенням in vitro нових комбінацій геннетіческого матеріалу, здатного розмножуватися в клітині-хазяїні і синтезувати кінцеві продукти обміну. Виникла в 1972 році, коли в лабораторії П. Берга (Стенфордський університет, США) була отримана перша рекомбінантна (гібридна) ДНК (рекДНК), в якій були соеденіни фрагменти ДНК фага лямбда і кишкової палички з кільцевої ДНКобезьярьего вірусу SV 40.

K лючевое значення при конструюванні рекДНК in vitro мають фрагменти-рестриктаз, що розсікають молекулу ДНК на фрагменти за строго визначеному місці, і ДНК-лігази, зшиваючі фрагменти ДНК в єдине ціле. Тільки після виділення таких фрагментів створення штучних генетичних стуктур стало технічно здійсненним завданням. Рекомбінантна молекула ДНК має форму кільця, вона містить ген (гени), що становить об'єкт генетичних маніпуляцій, і так званий вектор-фрагмент ДНК, що забезпечує розмноження річок ДНК і синтез кінцевих продуктів діяльності генетичної системи-білків. Останнє відбувається вже в клітці-хазяїні, куди вводиться річок ДНК. Гени, що підлягають клонування, можуть бути отримані в складі фрагментів шляхом механічного або рестріктазного дроблення тотальної ДНК. Але структурні гени, як правило, доводиться або синтезувати хіміко-біологічним шляхом, або одержувати у вигляді ДНК-копії інформаційних РНК, відповідних обраному гену. Структурні гени містять тільки кодовану запис кінцевого продукту (білка, РНК), повністю позбавлені регуляторних ділянок і тому нездатні, функціонувати ні в клітці-хазяїні, ні in vitro. Функціональні властивості рекДНК надає вектор, в якому присутні ділянки початок реплікації (забезпечує розмноження рекДНК), генетичні маркери, необхідні для селекції, регуляторні ділянки, обов'язкові для траксріпціі і трансляції генів. Велика частина векторів отримана з плазмід кишкової палички та інших бактерій. Використовуючи також вектори на основі фага лямбда, вірусів SV 40 і поліоми, дріжджів, Agrobacterium tumefaciens идругие.

При отриманні рекДНК утворюється найчастіше кілька структур, з яких тільки одна є потрібною. Тому обов'язковий етап становить селекція та молекулярне клонування рекДНК, введеної шляхом трансформації в клітку-господаря. Найбільш часто в якості клітини-господаря використовують кишкову паличку, однак застосовують і інші бактерії, а так само дріжджі (Saccharomyces cerevisiae), тваринні та рослинні клітини. Система вектор-господар

Не може бути довільною: вектор підганяється до клітини-хазяїна, його вибір залежати від видової специфічності і цілей иследователи. Існує три шляхи селекції рекДНК: генетичний (за маркерами, за допомогою виборчих середовищ), імунохімічні і гібридізаційного з міченими ДНК і РНК. РекДНК характеризують фізичним картуванням (розщеплення рекстріктазамі та електрофорез фрагментів в гелі) та аналізом первинної структури. У результаті інтенсивного розвитку методів генної інженерії отримані клони багатьох генів рибосомальної, транспортної та 5 S PHK, гістонів, глобіну миші, кролика, людини, колагену, овальбуміна, інсуліну людини, а зовсім недавнє відкриття-розшифровка генома человка, зроблене в січні двохтисячного року, позволет в недалекому майбутньому клонувати человека.На основі генної інженерії виникла галузь фармацевтичної промисловості, звана "індустрією ДНК" і представляє собою одну з современих гілок біотехнології. Допущений для лікувального застосування інсулін людини (хумулін), отриманий по засобом рекомбінантних ДНК. Генна інженерія за короткий термін справила величезний вплив на розвиток різних молекулярно-генетичних методів і дозволила істотно просунутися на шляху пізнання будови і функціонування геннетіческого аппарата.В основі ж генної інженерії закладені знання про властивості організмів, які передаються у спадок-це так звана геннетіческая інформація.
 
 
Генетична інформація.
 
Генетична інформація записана послідовністю нуклеотидів молекул нуклеїнових кислот (ДНК, у деяких вірусів також РНК). Містить відомості про будову всіх (близько 10 000) ферментів, структурних білків і РНК клітини, а також про регулювання їх синтезу. Інфоромація про властивості організму, яка передається у спадок. Генетична інформація записана послідовністю нуклеотидів молекул нуклеїнових кислот (ДНК, у деяких вірусів також РНК). Містить відомості про будову всіх (близько 10 000) ферментів, структурних білків і РНК клітини, а також про регулювання їх синтезу. Зчитують генетичну інформацію різні ферментні комплекси клітини. Один з таких комплексів - апарат трансляції, складається з більш ніж 200 різних макромолекул (навіть у такого порівняно простого організму, як кишкова паличка). Генетичні інформація, яка зчитується в процесі трансляції, складається із значень триплетів генетичного коду і включає знаки початок і закінчення білкового синтезу. Інші складові генетичної інформації зчитуються апаратами реплікації, транскрипції, а також апаратами інших процесів, що оперують молекулами, нуклеїнових кислот (таких, як репорація, рестрікація, модефікації, рекомендація, сеграція) і різними регуляторними білками. У багатоклітинних організмів при статевому розмноженні генетична інформація передається з покоління в покоління через посередництво статевих клітин у прокаріотічних мікроорганізмів ірмеются особливі типи передачі генетічекой інформації - трансдукція, тансформація.
Отже, володіючи генетичною інформацією можна побудувати карти хромосом з нанесенням на них порядку розташування генів, що успішно здійснив Томас Гент Морган (1866-1945) тчательно вивчивши явище зчеплення і перекреста, що відбувається між гомологічними хромосомами і здійснює рекомбінацію генів.

Генетична карта.
Генетична карта хромосоми - схема взаємного розташування генів, що знаходяться в одній групі зчеплення. Для сотавленія генетичних карт хромосом необхідно виявлення безліч мутантних генів і проведення численних схрещувань. Відстань між генами на генетичній карті хромосом визначають за чистотою кросинговеру між ними. Одиницею відстані генетичної карті хромосом мейотичних діляться клітин є морганіда, соотвеьсвующая одному відсотку кросинговеру. Для побудови генетичної карти хромосоми еукаріотів (найбільш докладна гентіческіе карти сотавленни для дрозофіли, у якої вивчено понад тисячі мутантних генів, а також для кукурудзи, яка має в десяти груп зчеплення з вище чотирьохсот генів) використовують меотичний і мітотичний кросинговер. Порівняння генетичних карт хромосом, побудованих різними методами у одного і того ж виду, виявляє однаковий порядок розташування генів, хоча расстоуніе між конкретними генами на мейотичних і мітотичних генетичних картах хромосом можуть різнитися. У нормі генетичні карти хромосом у еукаріотів лінійні, проте, наприклад, при побудові генетичних карт хромосом у гетерозигот за транслакаціі виходить генетична карта хромосом у вигляді хреста. Це вказує на те, що форма карт відображає характер кон'югації хромосом. У прокаріотів і вірусів генетичні карти хромосом також будують з допомогою рекомбінації. При картуванні генів у бактерій за допомогою кон'югації виходить кільцева генетична карта хромосоми. Значення генетичних карт дозволяє планувати роботу з отримання організмів з певними поєднаннями ознак, що використовується в генетичних експериментах селекційній практиці. Порівняння генетичних карт хромосом різних видів сприяє еволюціоонному процесу. На основі ж генетичних карт проводять генетичний аналіз.
Генетичний аналіз.
Генетичний аналіз - це сукупність методів досліджень спадкових властивостей організму (його генотипу), оскільки аналіз елементів генотипу (груп зчеплення, генів і внутрігенних структур) здійснюється, як правило, опосередковано, через ознаки, геннетіческій аналіз є по суті аналізом ознак, контрольованих тими чи іншими елементами генотипу. Залежно від завдання і особливостей досліджуваного об'єкта генетичний аналіз проводять на популяційному, організмовому, клітинному і молекулярному рівнях.
До основних методів геннетіческого аналізу відносяться:
Селекційний метод, за допомогою якого здійснюють підбір або створення вихідного матеріалу, що піддається подальшому аналізу (наприклад,. Г. Мендель, який по суті є основоположником генетичного аналізу, починав свою роботу з отримання константних-гомозиготних-форм гороху шляхом самозапилення);
Гибридологический метод, що представляє собою систему спеціальних схрещувань та обліків їх результатів;
Цітогенетічедскій метод, що полягає в цитологічному аналізі генетичних структур і явищ на основі гібридологічного аналізу з метою співставлення генетичних явищ зі структурою і поведінкою хромосом та їх ділянок (аналіз хромосомних і геномних мутацій, побудова цитологічних карт хромосом, цитохімічні вивчення активності генів). Окремий випадок цітогенетічского методу - геномний аналіз. На основі популяційного методу вивчають генетичну структуру популяцій різних організмів: кількісно оцінюють розподіл особин різних генотипів в популяції, аналізують динаміку генетичної структури популяцій під дією різних факторів (при цьому використовують створення модельних популяцій).
Молекулярно-генетичний метод являє собою біохімічне та фізико-хімічне вивчення структури та функції генетичного матеріалу і спрямований на з'ясування етапів шляху «ген - ознака» і механізмів взаємодії різних молекул на цьому шляху.
Мутаційний метод дозволяє (на основі всебічного аналізу мутації) встановити особливості, закономірності та механізми мутагенезу допомагає у вивченні структури і функції генів. Особливе значення мутаційний метод набуває при роботі з організмами, що розмножуються безстатевим шляхом і в генетиці людини, де можливості гибридологического аналізу вкрай утруднені.
Близнюковий метод, що полягає в аналізі та порівнянні мінливості ознак в межах різних груп близнюків, дозволяє оцінити відносну роль генотипу і зовнішніх умов спостерігається мінливості. Осібно був важливий еттот метод при роботі з малоплодовітимі організмами, що мають пізні строки настання статевої зрілості (наприклад, велика рогата худоба), а так само у генетиці людини. У генетичному аналізі використовують і багато інших методів (онтогенетичний, імуногенетичних, математичний і так далі), що дозволяють комплексно вивчати генетичний матеріал.
Генетичний аналіз є вихідним і необхідним етапом на шляху до генетичного синтезу (отримання організмів із заданими властивостями), в тому числі методами генетичної інженерії.
Вже в 80-их рр.. геная інжененерія могла дати в необмеженій кількості гормони та інші білки людини, необхідні дла лікування генетичних хвороб (наприклад, інсулін, гормон росту та інші). Найбільше ж відкриття, зроблене вченими в 2000 році - розшифровка геному людини, позволело клонувати не тільки органи, а й людину.

 
 
Список використовуваної літератури:
 
Біологічний енциклопедичний словник        
Москва, «радянська енциклопедія» - 1989 р.; головний редактор М.С. Гіляров
(Девіс Р., Ботстайн Д., Рот Дж., методи генетичної інженерії. Генетика бактерій, пер. З анг., М., 1984; Маніатіст Т., Фрич Е., Сембурк Дж., Методи генетичної інженерії. Молекулярне клонування, пер. з анг., М., 1984; ПірузіянЕ. С., Андріанов В. М., Плазміди агробактерій ігенетіческая інженерія рослин, М., 1985; Biotechnology and genetic engineering reviews, v. 1, ed. by GE Russel, Newcastle upon Myne, 1984; Genetic manipulation; impact on man and society, ed. by W. Arber [ao], Camb., 1984.).
Енциклопедичний словник юного біолога
Москва, «Педагогіка» -1986 р.; упорядник М. Є. Аспиза

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
26.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Генна інженерія 3
Генна інженерія 2
Генна інженерія можливості і перспективи
Медична біотехнологія та генна інженерія Мікробіологічні основи антимікробної профілактики
Генна модифікація
Допінги і генна терапія
Клітинна інженерія
Генетична інженерія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru