Биотехнология

Древнеримский оратор Цицерон считал, что правильно построенная речь содержит ответы на семь вопросов:
Почему?
Что?
Когда?
Где?
Как?
Чем?
Зачем?
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

ЧТО?
КОГДА?
ГДЕ?
ЗАЧЕМ?
БИОТЕХНОЛОГИЯ
Биотехнология – это использование живых объектов и биологических процессов в производстве
1917г – Карл Эрике вводит термин «биотехнология»
в Венгрии
для получения необходимых человеку продуктов и биологически активных соединений
ЧЕМ?
ПОЧЕМУ?
КАК?

Основная задача современной биотехнологии
СОЗДАВАТЬ новые
сорта растений, породы животных и
штаммы микроорганизмов, имеющие
хозяйственно ценные
признаки,стабильно
передающиеся по наследству.
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Основные ПРЕИМУЩЕСТВА современной биотехнологии над селекцией:
Можно (нельзя) скрещивать неродственные виды;
Можно (нельзя) извне управлять процессом рекомбинации в организме (постоянство своего генетического состава организм очень надежно охраняет);
Можно (нельзя) предугадать, какое получится потомство.

Методы биотехнологии
Методы клеточной инженерии
Методы генной инженерии
Клонирование
ЧЕМ? пользуется биотехнология

Генная инженерия-
это совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой.
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Для этого надо осуществить 4 стадии трансгенеза (переноса генов) …
Клетка А имеет какой-то признак,
который мы хотим получить в клетке В
Допустим, что…
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Участок ДНК
Клетка А
Идентификация и выделение интересующих исследователей генов из клетки А
Стадия 1
Выделение плазмид из клеток бактерий
Бактериальная клетка
рестриктазы

Стадия 2 Соединение отдельных фрагментов ДНК в единую молекулу в составе плазмиды
лигазы
Гибридная плазмидная ДНК
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Клетка В
Стадия 3 Введение гибридной плазмидной ДНК в клетку В

Клетка В получила новый ген, а вместе с ним и новый признак
В
Стадия 4 Копирование нужного гена в новой клетке с обеспечением его работы
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Результаты генной инженерии
С помощью этих методов получают трансгенные организмы, витамины, антибиотики, аминокислоты, гормоны.

Томатная паста
Помидоры содержат ген, замедляющий действие фермента полигалактуроназы, расщепляющего пектин. Такие помидоры не гниют в полтора раза дольше обычных
Вечносвежие помидоры
Кроме устойчивых к гниению ученые разработали морозоустойчивые помидоры, - в их ДНК внедрен ген холодноводной рыбы

Соя— самое „трансгенное“ растение в мире. В США около 75% её посевных площадей засеяны генетически модифицированными сортами, а, например, в Аргентине они составляют 99%!
Рапс масличный в диком виде не встречается. В настоящее время рапс — основная масличная культура во многих странах мира, а также частый объект генетической модификации.
Бабочка-монарх — символ движения противников генетически модифицированных растений…
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Участок ДНК
рестриктазы
Стадия 1
Стадия 2
Стадия 3
лигазы
Стадия 4
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Методы клеточной инженерии
Клеточная селекция
Соматическая гибридизация
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Чтобы получить большое количество растений, можно выделить одну клетку
Клеточная селекция
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Размножить клетки и прорастить в питательной среде
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

И получить большое количество таких же растений
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

Соматическая гибридизация
- это слияние двух различных клеток в культуре тканей
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010

История овечки Долли
Самый новый метод, открывающий много перспектив и создающий много споров - клонирование.
Клонирование человека: «за» или «против»

А
А вот как это было…
овца породы финский дорсет
(из клеток тканей молочной железы этой взрослой овцы извлекли соматические ядра)
овца породы шотландская черномордая
(от которой взяли яйцеклетку, удалив из неё гаплоидное ядро)
2n
0n
Б
В
овца породы шотландская черномордая
(ей трансплантировали образовавшуюся диплоидную зиготу, которую предварительно стимулировали к дроблению электрошоком)

Не так всё просто на практике, как показано на схемах. Существует множество технических трудностей.

КАК оценивать современную биотехнологию?
СТОРОННИКИ
Внедрение нужных генов вскоре позволит избавиться от наследственных заболеваний
Можно заставлять клетки синтезировать необходимые лекарства, вещества употребляемые в пищу
Возможность клонировать любые живые объекты
Можно спасти планету от голода
ПРОТИВНИКИ
НЕ все методы достаточно отработаны и проверены для внедрения их в жизнь
НЕгативное влияние модифицированных продуктов может проявляться через длительное время или отражаться на потомстве
НЕизвестно, как “новые растения, животные, микроорганизмы” повлияют на экологический баланс в мире

ПОЧЕМУ биотехнология сейчас так актуальна?
Презентация подготовлена Сапун А.С., Минск, 2010