Методы биотехнологии. Белки и аминокислоты в добавках

1.

Методы
БИОТЕХНОЛОГИИ

2.

Биотехнология – это промышленное использование биологических процессов и
систем на основе выращивания высокоэффективных форм микроорганизмов,
культур клеток и тканей растений и животных с необходимыми человеку
свойствами.
Белки и аминокислоты в добавках
Антибиотики,вакцины
Защита растений от вредителей
Биологическая очистка почвы и воды
Производство ферментов, витаминов

3.

Основная задача современной
биотехнологии
СОЗДАВАТЬ новые
сорта растений, породы животных и
штаммы микроорганизмов, имеющие
хозяйственно ценные
признаки,стабильно
передающиеся по наследству.
• Устойчиво переносят неблагоприятные условия,
• Могут эффективно используют солнечную энергию
• Позволяют получать биологически чистую продукцию без
чрезмерного загрязнения окружающей среды
• Более приспособлены к промышленным условиям

4.

Биотехнология основана на:
Генетике;
Молекулярной биологии;
Биохимии;
Эмбриологии и
клеточной биологии;
Прикладных
дисциплинах:
химической и
информационных
технологиях и
робототехнике.

5.

1917г – Карл Эрике вводит
термин «биотехнология»
Антони Ван Левенгук
описал бактерии
(1683)
"С величайшим изумлением я
увидел в капле великое
множество зверюшек, оживленно
двигающихся во всех
направлениях, как щука в воде.
Самое мелкое из этих крошечных
животных в тысячу раз меньше
глаза взрослой вши."

6.

Большая скорость
размножения
Разнообразны по
физиологическим
и биохимическим
свойствам
Очень продуктивны
500 кг дрожжей- 50 т
белка! (10 слонов)
Чрезвычайная
приспособляемость

7.

Методы биотехнологии
клеточная
инженерии:
Культивирование
Реконструкция
клонирование
генная
инженерия:
выделение или
искусственный
синтез нужного
вида из генома
одного организма
и введение его в
геном другого
Хромосомная
инженерия:
• Метод гаплоидов
• Метод полиплоидов
• Замена хромосом в
геноме

8.

1 метод- культивирование (метод культуры тканей)
Метод основан на способности клеток делиться при помещении в
питательную среду. Клетки при определённых условиях формируют
полноценное растение.
Культура клеток женьшеня вырабатывает ценные для человека
вещества;
Клетки кожи используют для лечения ожогов.

9.

2 метод- реконструкция
«in vitro»
Тотипотентность- способность в результате
регенерации из одной клетки формировать целое растение

10.

3 метод- клонирование
Метод пересадки ядер
соматических клеток в
яйцеклетки.
Позволяет получать
генетические копии
организма.

11.

Клонирование.
Клон – группа генетически идентичных клеток.
• 1997 год. Шотландский
ученый Ян Вильмут с
коллегами провели успешное
клонирование овцы.
• Началась эра клонирования
животных.
• Клонирование может позволить
реставрировать давно
погибшие виды. Воспроизвести
копии выдающихся по
продуктивности животныхрекордистов.
• Почему этот метод вызывает
большое количество вопросов
этического плана?

12.

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

13.

Метод гаплоидов.
Выращивание гаплоидных растений с
последующим удвоением хромосом. Полностью
гомозиготное растение получают за 2-3 года (при
инбридинге- 6-8 лет!)
Метод полиплоидов.
Кратное увеличение хромосом.
Метод- замена некоторых хромосом в
геноме одного организма на
сестринские хромосомы другого.

14.

Основана на выделении (или на искусственном синтезе)
нужного гена из генома одного организма и введение его
в геном другого организма зачастую далёкому по
происхождению (впервые процесс был проведён в 1969
году)
Кишечная палочкаизлюбленный объект
микробиологов
Формальная дата
рождения – 1972
год.
Стэнфордский
университет Пол
Берг и группа
биохимиков
синтезировали
рекомбинантную
ДНК.

15.

Современная лаборатория генной инженерии

16.

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ

17.

Допустим, что…
А
В
Клетка А имеет какойто признак,
который мы хотим
получить в клетке В
Для этого надо осуществить 4 стадии трансгенеза (переноса
генов) …

18.

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

19.

Стадия 2 лигирование
Соединение отдельных фрагментов ДНК в единую молекулу в
составе плазмиды
лигазы
Гибридная плазмидная ДНК

20.

Стадия 3 трансформация
Введение гибридной
плазмидной ДНК в клетку В
Клетка В

21.

Стадия 4 скрининг
Копирование нужного гена в новой
клетке с обеспечением его работы
В
Клетка В получила новый ген, а
вместе с ним и новый признак

22.

Томатная паста
Трансгенные
Помидоры содержат ген,
замедляющий действие организмы
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

23.

24.

Инструкция по проведению практической работы
Тема: Моделирование элементов вектора
Цель: проработать операции в создании вектора
Оборудование: веревочная модель
рекомбинантной ДНК и веревочная модель
плазмиды (тесьма разного цвета)
Ход работы
Выделяем участок ДНК (ген), который отвечает за
синтез инсулина.
Выделяем плазмиду (кольцевую двуцепочечную
молекулу ДНК бактериальной клетки).
Разрезаем плазмиду и вшиваем ген.
Получили рекомбинантную плазмиду, она несет
человеческий ген.
Встраиваем ее в бактерию.
Бактерии размножаются и производят инсулин.
Выделяем и очищаем инсулин.

25.

Плазмида
Тотопотентность
Рестриктаза
Лигаза
Клонирование
Культивирование
Метод полиплоидов
Трансгенные организмы
Продолжите фразу: биотехнология в современном
мире…

26.

Домашнее задание: эссе на тему:
«Этические аспекты некоторых
методов биотехнологии»