и области ее применения
1. Нуклеиновые кислоты и факторы наследственности у животных организмов.
2. Генная инженерия бактерий.
3. Генная инженерия растений.
4. Получение трансгенных растений.
5. Получение трансгенных животных.
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Генная инженерия бактерий, высших растений и области ее применения
Содержание
- 1. Генная инженерия бактерий, высших растений и области ее применения
- 2. Нуклеиновые кислоты состоят из моносахаридов (рибозы и
- 3. Нуклеиновые кислоты состоят из компонентов, называемых нуклеотидами.
- 4. Важнейшая функция РНК - участие в процессе
- 5. Слайд 5
- 6. Каждая хромосома состоит из центральной нити (хромонемы),
- 7. Бактерии содержат по одной хромосоме в форме
- 8. . Плазмиды несут информацию для 2-200 белков.
- 9. Слайд 9
- 10. Генная инженерия бактерий Генетическая рекомбинация заключается в
- 11. Рекомбинация происходит в результате физического разрыва в
- 12. Выделение фрагментов ДНК в хромосомах, несущих гены
- 13. Слайд 13
- 14. Скрепить липкие концы помогает ДНК-лигаза, сшивающая фосфодиэфирные
- 15. Слайд 15
- 16. Две совершенно не схожие между собой последовательности
- 17. . Это дало возможность получать фрагменты ДНК,
- 18. ДНК, обрабатываемая ДНК-лигазой
- 19. Слайд 19
- 20. Короткие фрагменты движутся быстрее, чем длинные, они
- 21. Следующей задачей было создание функционально активных, способных
- 22. Слайд 22
- 23. Фаговые векторы тоже обладают рядом преимуществ. Они
- 24. Главное свойство плазмид состоит в их способности
- 25. Выяснилось, что многие мелкие плазмиды содержат по
- 26. Следующая проблема - заставить клетку воспринять рекомбинантную
- 27. Помимо плазмид, в качестве векторов стали использовать
- 28. Генная инженерия растений Как ввести интересующие нас
- 29. С этой целью были использованы клетки корончатых
- 30. Их клетки способны распространяться по растению от
- 31. Слайд 31
- 32. Если этой бактерией, часто встречающейся в ризосфере,
- 33. В 1974 г. было установлено, что патогенные
- 34. В индуцированных с помощью плазмид опухолях происходит
- 35. Попадая на ранку подходящего растения, начинают в
- 36. Слайд 36
- 37. Получение трансгенных растенийНовые гены вводят в растения
- 38. Если этих уродцев привить к здоровому корню,
- 39. Участки с вставленным геном и генами опинов
- 40. Получение трансгенных животных. Эксперименты показали, что
- 41. Слайд 41
- 42. Другой и, очевидно, главной причиной является глубокая
- 43. Слайд 43
- 44. Скачать презентанцию
Нуклеиновые кислоты состоят из моносахаридов (рибозы и дезоксирибозы) и пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) азотистых оснований. В состав рибонуклеиновой кислоты входит рибоза, аденин, гуанин, цитозин, урацил, дезоксирибонуклеиновой -
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Генная инженерия бактерий, высших растений
Слайд 2Нуклеиновые кислоты состоят из моносахаридов (рибозы и дезоксирибозы) и пуриновых
(аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) азотистых оснований.
В
состав рибонуклеиновой кислоты входит рибоза, аденин, гуанин, цитозин, урацил, дезоксирибонуклеиновой - дезоксирибоза, аденин, гуанин,цитозин, тимин.
Слайд 3Нуклеиновые кислоты состоят из компонентов, называемых нуклеотидами.
Каждый нуклеотид содержит
азотистое основание, моносахариды, фосфорную кислоту.
Нуклеотиды образуют полинуклеотидную цепь.
Нуклеиновые
кислоты (ДНК) могут быть одно- и двухцепочечные. ДНК, за редким исключением, двухцепочечные. РНК, за редким исключением, одноцецочечные.
При этом азотистые основания располагаются внутри спирали.
С помощью водородных связей они образуют специфические пары
А-Т, Г-Ц - ДНК
А-У, Г-Ц – РНК
Слайд 4Важнейшая функция РНК - участие в процессе синтеза белков в
клетке,
ДНК - определение специфичности и передача единиц наследственности.
РНК
-информационная (несет информацию ДНК о первичной структуре белка), транспортная (транспортирует аминокислоты в рибосомы), рибосомная (образует рибосомы, собирает белки), ядерная (4-10% от общей). Подавляющая часть ДНК сосредоточена в ядре, в цитоплазме эукариот содержится менее 1 % всей ДНК клетки.
ДНК эукариот почти вся находится в хромосомах ядер, лишь небольшое ее количество содержится в митохондриях, а у растений и в плазмидах.
Слайд 6Каждая хромосома состоит из центральной нити (хромонемы), вдоль которой расположены
четкообразные структуры (хромомеры).
Число хромосом колеблется от одной до 100,
чаще 10-50. У эукариот хромосомы всегда парные, по две каждого сорта.
Наследственными факторами или единицами наследственности у живых организмов являются гены, которые лежат в хромосомах в линейном порядке. Число генов в одной клетке человека находится в пределах между 5 и 125 тысячами.
Слайд 7Бактерии содержат по одной хромосоме в форме замкнутой в виде
кольца нити, состоящей из двухцепочной ДНК и не имеющей ядерной
оболочки.В цитоплазме многих бактерий кроме хромосомной ДНК содержатся добавочные маленькие кольца ДНК, присутствие которых необязательно. Они получили название плазмид
Слайд 8. Плазмиды несут информацию для 2-200 белков.
Плазмидная ДНК составляет
1-15% от хромосомной ДНК бактерий.
Плазмиды способны автономно размножаться и
стабильно наследуются. Некоторые плазмиды способны включаться в хромосому бактерий.
В одной клетке бактерий мелких плазмид - несколько десятков, крупных -одна или две.
Слайд 10Генная инженерия бактерий
Генетическая рекомбинация заключается в обмене генами между двумя
хромосомами.
Обмен генами и введение в клетку гена, принадлежащего другому
виду, можно осуществить посредством генетической рекомбинации
Слайд 11Рекомбинация происходит в результате физического разрыва в хромосомах (М) и
(F) и их последующего соединения с образованием двух новых хромосом
(C1 and C2)
Слайд 12Выделение фрагментов ДНК в хромосомах, несущих гены с необходимыми свойствами,
производят с помощью вырабатываемых клетками бактерий ферментов рестрикции (рестриктаз).
Рестриктазы
распознают в ДНК специфичные для них участки длиной в 4-6 пар нуклеотидов и разрезают обе цепи ДНК посередине этих участков или с некоторым смещением. В первом случае образуются обрывки с ровными (тупыми) концами, во втором - стороны оборванных цепочек ДНК чуть-чуть заходят одна за другую. Такие концы называются липкими, они могут слипаться между собой в силу комплиментарности.
Слайд 14Скрепить липкие концы помогает ДНК-лигаза, сшивающая фосфодиэфирные связи.
Для кодирования среднего
белка из 400 аминокислот нужен участок ДНК длиной 1200 пар
нуклеотидов.В России и за рубежом из различных бактерий выделено несколько сотен рестриктаз, разрезающих ДНК в строго определенных местах, там, где фермент прикреплялся.
При этом было установлено, что концы фрагментов ДНК, полученные с помощью обработки хромосом одной и той же рестриктазой, способны слипаться между собой в силу комплиментарности.
Слайд 16Две совершенно не схожие между собой последовательности ДНК (например, слона
и лягушки) образуют одинаковые липкие концы, если эти ДНК обработать
одной и той же рестриктазой.
Слайд 17. Это дало возможность получать фрагменты ДНК, содержащие желаемые гены.
Участки ДНК, разрезаемые рестриктазами, несложно разделить с помощью электрофореза. ДНК,
обработанную рестриктазой, вводят в гель агарозы, помещенной в электрическое поле. Под действием электрического поля фрагменты ДНК начинают перемещаться в пористом геле.
Слайд 20Короткие фрагменты движутся быстрее, чем длинные, они отделяются друг от
друга, не повреждаются и не утрачивают биологических свойств.
Скрепить сцепившиеся
липкие концы фрагментов разных ДНК помогает фермент ДНК-лигаза. Она сшивает фрагменты с образованием полной структуры двойной спирали ДНК.
Слайд 21Следующей задачей было создание функционально активных, способных реплицироваться гибридных ДНК.
С этой целью интересующий фрагмент ДНК включают в состав вектора,
с помощью которого он может быть размножен. Вектор - это молекула ДНК, способная переносить в клетку чужеродную ДНК любого происхождения и обеспечивать там ее размножение.
Клетки, в которые вектор переносит вшитый в него ген, получили название реципиентов.
Слайд 23Фаговые векторы тоже обладают рядом преимуществ.
Они могут включать в
себя более крупные (более длинные) клонируемые фрагменты ДНК по сравнению
с плазмидными векторами.Перенос фагами клонируемого фрагмента в клетки в результате инфицирования ими последних является более эффективным, чем трансформация ДНК.
Фаговые векторы позволяют более эффективный скрининг (распознание) на поверхности агара колоний, содержащих клетки, несущие клонируемый ген.
Слайд 24Главное свойство плазмид состоит в их способности реплицироваться независимо от
хромосомы. По размеру ДНК плазмиды в 100 раз меньше ДНК
бактериальной хромосомы. В плазмиде таких размеров все же может разместиться до сотни генов.Плазмиды повышают устойчивость бактерий к внешним факторам, защищают их от неблагоприятных воздействий.
Слайд 25Выяснилось, что многие мелкие плазмиды содержат по одному участку для
нескольких рестриктаз.
Каждая такая рестриктаза разрежет кольцо плазмидной ДНК и
переведет ее в линейное состояние. Первая такая плазмида была открыта английским ученым Стэнли Коуэном в 1974 г., которую он назвал своим именем. Она самостоятельно размножается. Концы ее способны слипаться между собой или с любыми фрагментами другой ДНК, получаемыми под действием той же рестриктазы. Несет ген устойчивости к тетрациклину и легко обнаруживается при выращивании на среде с антибиотиком.
Слайд 26Следующая проблема - заставить клетку воспринять рекомбинантную ДНК.
Объектом первых
опытов по генной инженерии была избрана кишечная палочка Е.сoli. Клетки
кишечной палочки выдерживают на холоде в растворе кальция, затем подвергают «тепловому шоку». После этого клеточная мембрана становится проницаемой для поступления извне молекул ДНК.В плазмиду была включена группа генов из хромосомы Е.сoli, ответственных за синтез аминокислоты триптофана. Когда в клетки Е.сoli ввели гибридную ДНК, они стали вырабатывать столько ферментов, участвующих в биосинтезе этой аминокислоты, что бактерии превратились в фабрику по производству триптофана.
Слайд 27Помимо плазмид, в качестве векторов стали использовать и ДНК вирусов,
размножающихся в клетках бактерий.
Клетка, получившая гибридную ДНК, размножившись, образует
клон. Это открыло путь для производства различных белков, лекарственных препаратов, гормонов, путем искусственного синтеза их генов и вставки их в клетки с помощью плазмид. Важнейший из них - инсулин, получаемый из поджелудочной железы свиней.
Слайд 28Генная инженерия растений
Как ввести интересующие нас гены в растительную клетку,
тем самым получить растения с необходимыми признаками и свойствами?
Слайд 29С этой целью были использованы клетки корончатых галлов - опухолей
растений, образующихся на прикорневой части стебля у корневой шейки (отсюда
название - корончатый), на подземных (яблоня) и надземных (виноград) частях растений, у прививок в месте стыка привоя с подвоем. Корончатые галлы - настоящая злокачественная опухоль.
Слайд 30Их клетки способны распространяться по растению от первичного очага и
давать начало вторичным опухолям - метастазам.
Болезнь поражает свыше 600
видов преимущественно двудольных растений. Возбудителем болезни оказалась бактерия, выделенная из опухоли винограда в 1897 г. – Аgrobacterium tumefaciens (Pseudomonadaceae).
Слайд 32Если этой бактерией, часто встречающейся в ризосфере, заразить здоровое, не
пораненное растение, то в области раны разовьется типичный корончатый галл.
Опухолевые клетки растут в культуре быстро, без добавления фитогормонов. Для возникновения опухоли достаточно кратковременного контакта с бактерией, само ее развитие происходит в отсутствии бактерии.
Под воздействием бактерии нормальные клетки превращаются в опухолевые, но как это происходит, долго не удавалось выяснить.
Слайд 33В 1974 г. было установлено, что патогенные штаммы агробактерии содержат
крупную плазмиду (150-200 тыс. пар нуклеотидов), отсутствующую у бактерий патогенных
штаммов.Теряют плазмиду при температуре более 30°С.
Фактор, вызывающий образование опухоли, связан у агробактерии с крупными плазмидами
Слайд 34В индуцированных с помощью плазмид опухолях происходит синтез опинов (производных
аминокислот, в частности аргинина), использующихся бактериями для питания.
Этот механизм
осуществляется посредством переноса плазмидных генов, ответственных за синтез опинов, от бактерий к растениям и их последующее существование и проявление в растении без бактерий. Эти гены были выявлены в плазмидах и в опухолевых растительных клетках бактерии.
Слайд 35Попадая на ранку подходящего растения, начинают в течение двух часов
активно синтезировать целлюлозу, играющую роль связующего жгута.
Еще через 4
часа начинается перенос плазмиды из бактерии в клетки растения. Заканчивается он через 2 часа. Теперь присутствие бактерий становится необязательным для развития опухолей.
Онкогены плазмиды встраиваются в растительное ядро, что ведет к опухолевой трансформации клетки.
Встраивание происходит с помощью обратного действия матричной РНК. Плазмидные онкогены кодируют также синтез фитогормонов (ауксинов, цитокининов), способствующих росту и делению опухолевых клеток.
Слайд 37Получение трансгенных растений
Новые гены вводят в растения с помощью
агробактерий.
Наиболее простой путь введения - заражение пораненных растений
с образованием корончатогалловых опухолей.Однако опухолевые клетки не способны к регенерации растений.
При заражении растений некоторыми штаммами агробактерий образуются тератомы - опухоли-уродцы, состоящие из смеси дифференцированных клеток, способных дать начало различным частям растений.
Слайд 38Если этих уродцев привить к здоровому корню, то можно получить
нормальные растения с чужеродными генами, введенными через агробактерию.
Однако потомство
таких растений утрачивало новый признак. Новый ген, введенный с онкогенами, не мог пройти через мейоз, что обусловлено защитой против опухолевых генов.
Повреждение онкогенов приводило к тому, что вставленные гены наследовались в потомстве клетки с освобожденными от онкогенов, но неповрежденными участками ДНК.
Слайд 39Участки с вставленным геном и генами опинов стали культивировать на
среде с добавлением фитогормонов, образованием каллуса и развитием растения.
Лишенная
онкогенов т-ДНК не мешает регенерации растительной клетки, способна пройти через мейоз и наследоваться в потомстве. Для переноса генов с агробактериями их выдерживают некоторое время с протопластами растительных клеток.
Голые протопласты более проницаемы для крупных молекул, чем одетые клетки.
Кроме протопластов можно использовать мезофильные клетки листьев
Слайд 40Получение трансгенных животных.
Эксперименты показали, что культивируемые клетки высших животных
становятся носителями новых наследственных свойств и продуцируют новые для них
вещества.Однако методы генетической инженерии для млекопитающих и особенно сельскохозяйственных животных пока слабо разработаны.
Одной из причин этого является то обстоятельство, что до сих пор не найдены эффективные и надежные векторы – плазмиды, которые могли бы вносить нужные гены в клетки животных
Слайд 42Другой и, очевидно, главной причиной является глубокая дифференциация клеток у
высших животных.
Поскольку из соматических клеток высших животных получить целый
многоклеточный организм не представляется возможным, этот путь нельзя использовать для переноса генов в многоклеточное животное. Новый подход для направленного изменения генома высших животных основан на введении в зиготу или ранний эмбрион клонированных эукариотических генов в составе бактериальных плазмид.
Животных, в геном которых интегрируют чужеродные гены, называют трансгенными.
