Достижение и перспективы генетической инженерии. Современные аспекты и задачи генной инженерии

1.

Кафедра:социально гуманитарных наук
Презентация: Достижение и
перспективы генитической
инженерии.Современые аспекты и
задачи генной инженерии
Студент 1 курса факультета общей
медецины Татымтаев.А
Астана2023

2.

3.

Основы классической генетики были заложены в середине
XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского
биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений
принципы передачи наследственных признаков от
родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к
сожалению, не получили должного внимания у
современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие
европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли»
законы наследственности.
Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о
ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер
открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году
американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на
основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены
расположены линейно на хромосомах и образуют группы
сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие —
американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик
установили молекулярную структуру ДНК.

4.

5.

Уникальное открытие состоялось в 2011 году, когда биологи
Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье обнаружили, что
белок Cas9 можно обмануть. Если дать ему искусственную
РНК, синтезированную в лаборатории, то он, найдя в
«архиве» соответствие, нападет на нее. Таким образом, с
помощью этого белка можно резать геном в нужном месте —
и не просто резать, а еще и заменять другими генами.
CRISPR — инструмент редактирования генома в 2014 году MIT
Technology Review назвал его «самым большим
биотехнологическим открытием века». Он основан на
защитной системе бактерий, которые производят
специальные ферменты, позволяющие им защищаться от
вирусов.Теоретически, технология CRISPR может позволить
редактировать любую генетическую мутацию и излечивать
заболевание, которое она вызывает. Но практические
разработки CRISPR в качестве терапии еще только в
начальной стадии, и многое еще непонятно.

6.

Есть и другие методы генной инженерии, например, ZFN и TALEN.
ZFN разрезает ДНК и вставляет туда заготовленный заранее новый
фрагмент с помощью белков с ионами цинка (отсюда название —
Zinc Finger Nuclease).
TALEN делает то же самое, только используя TAL-белки. Для обеих
технологий приходится создавать отдельные белки, а это очень
долгая работа, поэтому пока два этих метода особого применения
не нашли.
Генная инженерия в сельском хозяйстве
К концу 1980-х удалось успешно внедрить новые гены в десятки
видов растений и животных — создать растения табака со
светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки,
кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов.
Одна из важных задач — получение растений, устойчивых к
вирусам, так как в настоящее время не существует других способов
борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур.
Введение в растительные клетки генов белка оболочки вируса,
делает растения устойчивыми к данному вирусу. В настоящее время
получены трансгенные растения, способные противостоять
воздействию более десятка различных вирусных инфекций.
Еще одна задача связана с защитой растений от насекомыхвредителей. Применение инсектицидов не вполне эффективно, вопервых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что дождевой
водой они смываются с растений.

7.

8.

Основные принципы генной инженерии включают:
1Изоляция гена
Первым шагом в генной инженерии является изоляция гена,
который содержит нужную информацию для создания нового
свойства или функции. Ген может быть извлечен из ДНК
организма с помощью различных методов, таких как
полимеразная цепная реакция (ПЦР) или рестрикционное
ферментное расщепление.
2Векторная конструкция
После изоляции гена он должен быть вставлен в вектор –
небольшую молекулу ДНК или РНК, которая способна
передвигаться и размножаться внутри клетки. Вектор может
быть плазмидой, вирусом или иным носителем генетической
информации.
3Трансформация
После создания векторной конструкции она должна быть
доставлена в целевую клетку или организм. Этот процесс
называется трансформацией. Трансформация может быть
осуществлена различными методами, такими как
электропорация, химическая трансформация или
использование векторов-вирусов.

9.

4Выражение гена
После трансформации ген должен быть выражен, то есть
прочитан и использован клеткой или организмом для
создания нового свойства или функции. Это может
включать синтез нового белка или изменение
активности генов.
5Анализ и проверка
После выражения гена необходимо провести анализ и
проверку созданного свойства или функции. Это может
включать тестирование наличия и активности нового
белка, изучение изменений в фенотипе организма или
оценку эффективности нового свойства.
Основные принципы генной инженерии позволяют
создавать новые свойства и функции в организмах, что
имеет широкий спектр применений в медицине,
сельском хозяйстве, промышленности и других областях

10.

Необходимо определить функции и назначение каждого
гена, определить, каковы условия его активации, в какие
периоды жизни, в каких частях тела и при каких
обстоятельствах он включается и приводит к синтезу
соответствующего белка. Далее, необходимо понять,
какую роль играет в организме этот белок, выходит ли он
за пределы клетки, какие сообщения несёт, какие
реакции катализирует, как влияет на запуск
биологических процессов в других частях организма,
какие гены активирует. Отдельной сложной задачей
является решение проблемы сворачивания белков — как,
зная последовательность аминокислот, составляющих
белок, определить его пространственную структуру и
функции. Эта проблема требует новых теоретических
знаний и более мощных суперкомпьютеров

11.

Развитие генной инженерии сделает возможным улучшение
генотипа человека. Масштабные задачи, стоящие сегодня
перед человечеством требуют людей талантливых во многих
отраслях, совершенных и высокоразвитых личностей,
обладающих идеальным здоровьем, высочайшими
физическими и умственными способностями. Таких людей
можно будет создать методами генной, генетической и
клеточной инженерии. Эти методы будут применимы как к
только появляющимся на свет детям, так и к уже взрослым
людям. Человек сможет многократно усилить свои
собственные способности, и увеличить способности своих
детей. С объективной точки зрения в этом нет ничего плохого
или не этичного. Уже сегодня многие всемирно известные
учёные, такие как Уотсон, один из первооткрывателей ДНК,
говорят о том, что человеческая глупость, например, является
по сути своей генетическим заболеванием и в будущем будет
излечима

12.

Источники:https://informjournal.ru
https://trends.rbc.ru,
https://spravochnick.ru,https://nau
chniestati.ru,