Genetické inžinierstvo
Dielo dokončil žiak 10. ročníka - Roman Kirillov.
Genetické inžinierstvo
Genetické inžinierstvo (genetické inžinierstvo) je súbor techník, metód a technológií na získanie rekombinantnej RNA a DNA, izoláciu génov z organizmu (buniek), manipuláciu s génmi a ich zavedenie do iných organizmov.
Genetické inžinierstvo nie je veda v širšom zmysle slova, ale je to nástroj biotechnológie, využívajúci metódy biologických vied ako molekulárna a bunková biológia, cytológia, genetika, mikrobiológia, virológia.
Keňania testujú, ako rastie nová transgénna odroda plodín, ktorá je odolná voči hmyzím škodcom.
História vývoja a dosiahnutá úroveň technológie
V druhej polovici 20. storočia bolo urobených niekoľko dôležitých objavov a vynálezov, ktoré sú základom genetického inžinierstva. Mnohoročné pokusy „prečítať“ biologickú informáciu, ktorá je „zapísaná“ v génoch, boli úspešne ukončené. Túto prácu začali anglický vedec F. Sanger a americký vedec W. Gilbert (Nobelova cena za chémiu 1980). Ako je známe, gény obsahujú informácie-inštrukcie na syntézu molekúl RNA a bielkovín, vrátane enzýmov, v tele. Aby bola bunka prinútená syntetizovať nové látky, ktoré sú pre ňu neobvyklé, je potrebné, aby v nej boli syntetizované zodpovedajúce súbory enzýmov. A na to je potrebné buď cielene zmeniť gény v ňom umiestnené, alebo do neho zaviesť nové, predtým chýbajúce gény. Zmeny v génoch v živých bunkách sú mutácie. Vznikajú pod vplyvom napríklad mutagénov – chemických jedov alebo žiarenia.
Frederick Sanger
Walter Gilbert
Ľudské genetické inžinierstvo
Pri aplikácii na ľudí by sa genetické inžinierstvo mohlo použiť na liečbu dedičných chorôb. Technicky je však podstatný rozdiel medzi liečbou samotného pacienta a zmenou genómu* jeho potomkov.
*Genóm je súhrn všetkých génov organizmu; jeho kompletná sada chromozómov.
Knockout myši
Knokaut génov. Na štúdium funkcie konkrétneho génu možno použiť génový knockout. Toto je názov pre techniku odstraňovania jedného alebo viacerých génov, ktorá umožňuje študovať dôsledky takejto mutácie. Pre knockout sa rovnaký gén alebo jeho fragment syntetizuje, modifikuje tak, že génový produkt stratí svoju funkciu.
Aplikácia vo vedeckom výskume
Umelé vyjadrenie. Logickým doplnkom k knockoutu je umelé vyjadrenie, to znamená pridanie génu do tela, ktorý predtým nemalo. Táto technika genetického inžinierstva sa môže použiť aj na štúdium génovej funkcie. Proces zavádzania ďalších génov je v podstate rovnaký ako pri knockoutovaní, ale existujúce gény sa nenahradia ani nepoškodia.
Aplikácia vo vedeckom výskume
Vizualizácia génových produktov. Používa sa, keď je cieľom študovať lokalizáciu génového produktu. Jednou z metód označovania je nahradenie normálneho génu génom fúzovaným s reportérovým prvkom, napríklad so zeleným fluorescenčným proteínovým génom.
Schéma štruktúry zeleného fluorescenčného proteínu.
„Aké je chemické zloženie bunky“ - Rozpustné o organických rozpúšťadlách. Polypeptidový reťazec. Rozmanitosť lipidov. Pektín. Neutrálne tuky. Proteínové zloženie. Terciárna štruktúra. Štruktúra molekuly proteínu. Rozšírenie vedomostí. Disacharidy. Polárne rozpúšťadlo. Definícia pojmu „organické látky“. Proteíny obsahujúce celú sadu aminokyselín. Funkcie. Funkcie lipidov. Funkcie uhľohydrátov. Upevňovanie a testovanie vedomostí. Dokonči vety.
„Štruktúra a funkcie eukaryotickej bunky“ - koncepty témy. Znalosť jadra. Štruktúra chromozómov. Bunkový model. Funkcie jadra. Testovanie a aktualizácia vedomostí. Korešpondencia medzi číslami a písmenami. Upevnenie materiálu. Ľudský karyotyp. Jadro. Úroveň vedomostí. Shell. Bunkové jadro. Zápas. Diploidná sada chromozómov. Štruktúra eukaryotickej bunky.
"Populačná dynamika" - Jednobunková améba sa každé tri hodiny rozdelí na dve bunky. Modely rozvoja populácie. Typy rastu populácie. Environmentálna stratégia. Plán lekcie. R-stratégovia. Prečo rast populácie nie je nikdy nekonečný. Ktoré druhy majú stabilnú populačnú dynamiku. Krivky prežitia. Matematické a počítačové modelovanie. Dynamika rastu populácie. Model dravec-korisť. Malthusov zákon.
"Aké sú výhody mlieka?" - Diuretický účinok. Mlieko je bohaté na vitamíny. Čaj s mliekom. Vedci. Problémy s gastrointestinálnym traktom. Mliečne výrobky. Priaznivé vlastnosti mlieka sa znížia približne o polovicu. Mlieko na prechladnutie. Užitočné vlastnosti mlieka. Mlieko. Mlieko je dobré pri migréne. Upokojujúci účinok.
"Mitóza, meióza a amitóza" - Mitóza. Róbert Remák. Zygota je totipotentná (to znamená schopná zrodiť akúkoľvek inú) bunku. K chromatínovej spiralizácii nedochádza, chromozómy nie sú detekované. V priebehu 4-8 hodín po narodení bunka zväčší svoju hmotnosť. Keď chromozómy dosiahnu póly, začína telofáza. Ďalšia fáza po profáze sa nazýva metafáza. Mužské a ženské gaméty sa spájajú a vytvárajú zygotu. Delenie bakteriálnych buniek.
„Charakteristika tried mäkkýšov“ - Typ: Mäkkýše. Hroznový slimák. Spôsoby kŕmenia mäkkýšov. Skalár. Všeobecné charakteristiky. Trieda Gastropody. Mäkkýše Úloha mäkkýšov v ekosystémoch. Druhy mäkkýšov. Trieda lastúrniky. Trieda Hlavonožce.
1 z 23
Prezentácia na tému:
Snímka č
Popis snímky:
Snímka č
Popis snímky:
Genetické inžinierstvo. Čo to je? Genetické inžinierstvo (genetické inžinierstvo) je súbor techník, metód a technológií na získanie rekombinantnej RNA a DNA, izoláciu génov z organizmu (buniek), manipuláciu s génmi a ich zavádzanie do iných organizmov , ale ide o nástroj biotechnológie, využívajúci metódy biologických vied ako je molekulárna a bunková biológia, cytológia, genetika, mikrobiológia, virológia GÉNOVÉ INŽINIERSTVO, či technológia rekombinantnej DNA, meniaca sa chromozomálny materiál – hlavná dedičná substancia buniek – pomocou biochemických a genetických. techniky. Chromozomálny materiál pozostáva z kyseliny deoxyribonukleovej (DNA). Biológovia izolujú určité úseky DNA, spájajú ich v nových kombináciách a prenášajú ich z jednej bunky do druhej. V dôsledku toho je možné uskutočniť zmeny v genóme, ktoré by sa prirodzene len ťažko vyskytli.
Snímka č
Popis snímky:
História vývoja a dosiahnutá úroveň technológie V druhej polovici dvadsiateho storočia bolo urobených niekoľko dôležitých objavov a vynálezov, ktoré sú základom genetického inžinierstva. Mnohoročné pokusy „prečítať“ biologickú informáciu, ktorá je „zapísaná“ v génoch, boli úspešne ukončené. Túto prácu začali anglický vedec F. Sanger a americký vedec W. Gilbert (Nobelova cena za chémiu 1980). Ako je známe, gény obsahujú informácie-inštrukcie na syntézu molekúl RNA a bielkovín, vrátane enzýmov, v tele. Aby bola bunka prinútená syntetizovať nové látky, ktoré sú pre ňu neobvyklé, je potrebné, aby v nej boli syntetizované zodpovedajúce súbory enzýmov. A na to je potrebné buď cielene zmeniť gény v ňom umiestnené, alebo do neho zaviesť nové, predtým chýbajúce gény. Zmeny v génoch v živých bunkách sú mutácie. Vznikajú pod vplyvom napríklad mutagénov – chemických jedov alebo žiarenia. Takéto zmeny však nemožno kontrolovať ani riadiť. Vedci preto zamerali svoje úsilie na pokusy vyvinúť metódy na zavedenie nových, veľmi špecifických génov, ktoré ľudia potrebujú, do buniek.
Snímka č
Popis snímky:
Hlavné fázy riešenia problému genetického inžinierstva sú nasledovné: 1. Získanie izolovaného génu. 2. Zavedenie génu do vektora na prenos do tela. 3. Prenos vektora s génom do modifikovaného organizmu. 4. Transformácia buniek tela. 5. Selekcia geneticky modifikovaných organizmov (GMO) a eliminácia tých, ktoré neboli úspešne modifikované. Proces génovej syntézy je teraz veľmi dobre vyvinutý a dokonca do značnej miery automatizovaný. Existujú špeciálne zariadenia vybavené počítačmi, v pamäti ktorých sú uložené programy na syntézu rôznych nukleotidových sekvencií. Takéto zariadenie syntetizuje segmenty DNA s dĺžkou až 100-120 dusíkových báz (oligonukleotidy). Rozšírila sa technika, ktorá umožňuje použiť polymerázovú reťazovú reakciu na syntézu DNA, vrátane mutantnej DNA. Na syntézu templátovej DNA sa v nej používa termostabilný enzým DNA polymeráza, na ktorú sa ako semená používajú umelo syntetizované kúsky nukleovej kyseliny - oligonukleotidy. Enzýmová reverzná transkriptáza umožňuje s použitím takýchto primerov syntetizovať DNA na templáte RNA izolovanej z buniek. Takto syntetizovaná DNA sa nazýva komplementárna DNA (RNA) alebo cDNA. Izolovaný, "chemicky čistý" gén možno tiež získať z fágovej knižnice. Toto je názov bakteriofágového prípravku, do ktorého genómu sú zabudované náhodné fragmenty z genómu alebo cDNA, reprodukované fágom spolu s celou jeho DNA.
Snímka č
Popis snímky:
Na vloženie génu do vektora sa používajú enzýmy – reštrikčné enzýmy a ligázy, ktoré sú tiež užitočnými nástrojmi genetického inžinierstva. Pomocou reštrikčných enzýmov je možné gén a vektor rozrezať na kúsky. Pomocou ligáz je možné takéto kúsky „zlepiť“, kombinovať v inej kombinácii, skonštruovať nový gén alebo ho uzavrieť do vektora. Za objav reštrikčných enzýmov boli Werner Arber, Daniel Nathans a Hamilton Smith ocenení aj Nobelovou cenou (1978). Technika zavádzania génov do baktérií bola vyvinutá potom, čo Frederick Griffith objavil fenomén bakteriálnej transformácie. Tento jav je založený na primitívnom sexuálnom procese, ktorý je u baktérií sprevádzaný výmenou malých fragmentov nechromozomálnej DNA, plazmidov. Plazmidové technológie tvorili základ pre zavedenie umelých génov do bakteriálnych buniek. Značné ťažkosti boli spojené so zavedením hotového génu do dedičného aparátu rastlinných a živočíšnych buniek. V prírode však existujú prípady, keď je cudzia DNA (vírusu alebo bakteriofága) zahrnutá do genetického aparátu bunky a pomocou svojich metabolických mechanizmov začína syntetizovať „svoj“ proteín. Vedci študovali vlastnosti zavedenia cudzej DNA a použili ju ako princíp na zavedenie genetického materiálu do bunky. Tento proces sa nazýva transfekcia. Ak modifikácii podliehajú jednobunkové organizmy alebo mnohobunkové bunkové kultúry, potom v tomto štádiu začína klonovanie, teda selekcia tých organizmov a ich potomkov (klonov), ktoré prešli modifikáciou. Keď je úlohou získať mnohobunkové organizmy, bunky so zmeneným genotypom sa použijú na vegetatívne rozmnožovanie rastlín alebo sa vložia do blastocyst náhradnej matky, pokiaľ ide o zvieratá. Výsledkom je, že mláďatá sa rodia so zmeneným alebo nezmeneným genotypom, z ktorých sú vybrané a navzájom krížené iba tie, ktoré vykazujú očakávané zmeny.
Snímka č
Popis snímky:
Snímka č
Popis snímky:
Priaznivé účinky genetického inžinierstva Genetické inžinierstvo sa používa na získanie požadovaných vlastností modifikovaného alebo geneticky modifikovaného organizmu. Na rozdiel od tradičnej selekcie, počas ktorej genotyp podlieha zmenám len nepriamo, umožňuje genetické inžinierstvo priamy zásah do genetického aparátu pomocou techniky molekulárneho klonovania. Príkladom aplikácie genetického inžinierstva je produkcia nových geneticky modifikovaných odrôd obilnín, produkcia ľudského inzulínu pomocou geneticky modifikovaných baktérií, produkcia erytropoetínu v bunkovej kultúre alebo nové plemená pokusných myší pre vedecký výskum takéto priemyselné kmene sú veľmi dôležité na ich modifikáciu a selekciu metód aktívneho ovplyvnenia bunky - od liečby silnými jedmi až po rádioaktívne ožarovanie.
Snímka č
Popis snímky:
Cieľ týchto techník je jediný – dosiahnuť zmeny v dedičnom, genetickom aparáte bunky. Ich výsledkom je produkcia početných mutantných mikróbov, z ktorých sa potom vedci snažia vybrať tie najvhodnejšie pre konkrétny účel. Vytvorenie metód chemickej alebo radiačnej mutagenézy bolo vynikajúcim úspechom biológie a je široko používané v modernej biotechnológii Metódou genetického inžinierstva sa už získalo množstvo liekov, vrátane ľudského inzulínu a antivírusového lieku interferónu. A hoci je táto technológia stále vo vývoji, sľubuje obrovské pokroky v medicíne aj poľnohospodárstve. Napríklad v medicíne je to veľmi sľubný spôsob vytvárania a výroby vakcín. V poľnohospodárstve môže byť rekombinantná DNA použitá na produkciu odrôd pestovaných rastlín, ktoré sú odolné voči suchu, chladu, chorobám, hmyzím škodcom a herbicídom.
Snímka č
Popis snímky:
Praktická aplikácia Teraz vedia syntetizovať gény a pomocou takto syntetizovaných génov zavedených do baktérií sa získava množstvo látok, najmä hormóny a interferón. Ich výroba predstavovala dôležité odvetvie biotechnológie. Interferón, proteín syntetizovaný telom ako odpoveď na vírusovú infekciu, sa teraz skúma ako možná liečba rakoviny a AIDS. Na získanie množstva interferónu, ktoré poskytuje len jeden liter bakteriálnej kultúry, by boli potrebné tisíce litrov ľudskej krvi. Je jasné, že výhody masovej výroby tejto látky sú veľmi veľké. Veľmi dôležitú úlohu zohráva aj inzulín získaný na základe mikrobiologickej syntézy, ktorý je nevyhnutný pri liečbe cukrovky. Genetické inžinierstvo sa použilo aj na vytvorenie množstva vakcín, ktoré sa teraz testujú na testovanie ich účinnosti proti vírusu ľudskej imunodeficiencie (HIV), ktorý spôsobuje AIDS. Pomocou rekombinantnej DNA sa v dostatočnom množstve získava ľudský rastový hormón, jediný spôsob liečby vzácnej detskej choroby – hypofýzového nanizmu.
Snímka č
Popis snímky:
Praktická aplikácia Ďalším sľubným smerom v medicíne spojeným s rekombinantnou DNA je tzv. génová terapia. V týchto prácach, ktoré ešte neopustili experimentálne štádium, sa do tela zavedie geneticky upravená kópia génu kódujúceho silný protinádorový enzým na boj proti nádoru. Génová terapia sa začala využívať aj v boji proti dedičným poruchám imunitného systému. V poľnohospodárstve boli geneticky modifikované desiatky potravinárskych a kŕmnych plodín. V chove dobytka použitie biotechnologicky vyrobeného rastového hormónu zvýšilo dojivosť; Vakcína proti herpesu u ošípaných bola vytvorená pomocou geneticky modifikovaného vírusu.
Snímka č
Popis snímky:
Snímka č
Popis snímky:
Ľudské genetické inžinierstvo Keď sa genetické inžinierstvo aplikuje na ľudí, mohlo by sa použiť na liečbu dedičných chorôb. Technicky je však podstatný rozdiel medzi liečbou samotného pacienta a zmenou genómu jeho potomkov. V súčasnosti sa vyvíjajú účinné metódy na modifikáciu ľudského genómu. Genetické inžinierstvo opíc dlho čelilo vážnym ťažkostiam, ale v roku 2009 boli experimenty korunované úspechom: prvý geneticky modifikovaný primát, kosmáč obyčajný, priviedol na svet potomstvo. V tom istom roku vyšla v Nature publikácia o úspešnej liečbe dospelého opičieho samca z farbosleposti.
Snímka č
Popis snímky:
Ľudské genetické inžinierstvo Hoci v malom meradle sa genetické inžinierstvo už používa na to, aby ženy s niektorými typmi neplodnosti mali šancu otehotnieť. Na tento účel sa používajú vajíčka od zdravej ženy. V dôsledku toho dieťa zdedí genotyp od jedného otca a dvoch matiek. Pomocou genetického inžinierstva je možné získať potomstvo s vylepšeným vzhľadom, duševnými a fyzickými schopnosťami, charakterom a správaním. Pomocou génovej terapie je možné v budúcnosti zlepšiť genóm živých ľudí. V zásade je možné vytvárať závažnejšie zmeny, ale na ceste takýchto premien ľudstvo potrebuje vyriešiť mnohé etické problémy.
Snímka č
Popis snímky:
Snímka č
Popis snímky:
Vedecké rizikové faktory genetického inžinierstva 1. Genetické inžinierstvo sa zásadne líši od vývoja nových odrôd a plemien. Umelé pridávanie cudzích génov značne narúša jemne regulovanú genetickú kontrolu normálnej bunky. Génová manipulácia sa zásadne líši od kombinácie materských a otcovských chromozómov, ktorá sa vyskytuje pri prirodzenom krížení.2. V súčasnosti je genetické inžinierstvo technicky nedokonalé, pretože nie je schopné riadiť proces vloženia nového génu. Preto nie je možné predpovedať miesto inzercie a účinky pridaného génu. Aj keď je možné určiť umiestnenie génu po jeho vložení do genómu, dostupné informácie o DNA sú na predpovedanie výsledkov veľmi neúplné.
Snímka č
Popis snímky:
3. V dôsledku umelého pridania cudzieho génu môžu neočakávane vznikať nebezpečné látky. V horšom prípade môže ísť o toxické látky, alergény či iné zdraviu škodlivé látky. Informácie o takýchto možnostiach sú stále veľmi neúplné. 4. Neexistujú žiadne úplne spoľahlivé metódy na testovanie neškodnosti. Viac ako 10 % závažných vedľajších účinkov nových liekov nie je možné odhaliť napriek starostlivo vykonaným štúdiám bezpečnosti. Riziko, že nebezpečné vlastnosti nových geneticky upravených potravín ostanú neodhalené, bude pravdepodobne podstatne väčšie ako v prípade liekov. 5. Súčasné požiadavky na testovanie nezávadnosti sú mimoriadne nedostatočné. Sú jasne navrhnuté tak, aby zjednodušili proces schvaľovania. Umožňujú použitie extrémne necitlivých metód testovania nezávadnosti. Existuje preto značné riziko, že nebezpečné potravinové výrobky budú môcť prejsť kontrolou neodhalene.
Snímka č
Popis snímky:
6. Potravinárske výrobky, ktoré boli doteraz vytvorené pomocou genetického inžinierstva, nemajú pre ľudstvo žiadnu významnú hodnotu. Tieto produkty uspokojujú predovšetkým komerčné záujmy. 7. Poznatky o účinkoch tam zavedených geneticky modifikovaných organizmov na životné prostredie sú úplne nedostatočné. Zatiaľ nebolo dokázané, že organizmy modifikované genetickým inžinierstvom nebudú mať škodlivý vplyv na životné prostredie. Environmentalisti navrhli rôzne potenciálne environmentálne komplikácie. Existuje napríklad veľa príležitostí na nekontrolované šírenie potenciálne škodlivých génov využívaných genetickým inžinierstvom, vrátane prenosu génov baktériami a vírusmi. Komplikácie spôsobené prostredím bude pravdepodobne nemožné napraviť, pretože uvoľnené gény sa nedajú vziať späť.
Snímka č
Popis snímky:
8. Môžu sa objaviť nové a nebezpečné vírusy. Experimentálne sa ukázalo, že vírusové gény vložené do genómu sa môžu spájať s génmi infekčných vírusov (tzv. rekombinácia). Tieto nové vírusy môžu byť agresívnejšie ako tie pôvodné. Vírusy sa tiež môžu stať menej druhovo špecifické. Napríklad rastlinné vírusy sa môžu stať škodlivými pre užitočný hmyz, zvieratá a tiež ľudí. 9. Poznanie dedičnej substancie, DNA, je veľmi neúplné. Známa je funkcia iba troch percent DNA. Je riskantné manipulovať so zložitými systémami, o ktorých vedomosti nie sú úplné. Rozsiahle skúsenosti v oblasti biológie, ekológie a medicíny ukazujú, že to môže spôsobiť vážne nepredvídateľné problémy a poruchy. 10. Genetické inžinierstvo nepomôže vyriešiť problém svetového hladu. Tvrdenie, že genetické inžinierstvo môže významne prispieť k riešeniu problému hladu vo svete, je vedecky nepodložený mýtus.
Popis snímky:
Potravinové prídavné látky - obsahujú droždieOvocné šťavy - môžu byť vyrobené z geneticky modifikovaného ovocia Glukózový sirupZmrzlina - môže obsahovať sóju, glukózový sirupKukurica (kukurica) Cestoviny (špagety, rezance) - môžu obsahovať sóju ZemiakyĽahké nápoje - môžu obsahovať glukózový sirupSójové bôby, produkty, mäso Sýtené ovocné nápojeTofuParadajkyKvások ) Cukor
Snímka č
Popis snímky:
Klonovanie zvierat Ovca Dolly, klonovaná z buniek vemena iného, mŕtveho zvieraťa, zaplnila noviny v roku 1997. Vedci z Roslynskej univerzity (USA) vyzdvihli úspechy bez toho, aby upriamili pozornosť verejnosti na stovky zlyhaní, ktoré prišli predtým. Dolly nebola prvým zvieracím klonom, no bola najznámejšia. V skutočnosti svet posledné desaťročie klonuje zvieratá. Roslyn držala úspech v tajnosti, kým sa im nepodarilo patentovať nielen Dolly, ale aj celý proces jej vytvorenia. Svetová organizácia duševného vlastníctva (WIPO) udelila Roslynskej univerzite exkluzívne patentové práva na klonovanie všetkých zvierat vrátane ľudí do roku 2017. Úspech Dolly inšpiroval vedcov na celom svete, aby sa utápali v tvorení a hrali sa na Boha, napriek negatívnym dôsledkom pre zvieratá a životné prostredie. V Thajsku sa vedci pokúšajú naklonovať slávneho bieleho slona kráľa Rámu III., ktorý zomrel pred 100 rokmi. Z 50 000 divokých slonov, ktorí žili v 60. rokoch, ich v Thajsku ostalo len 2000. Thajci chcú stádo oživiť. Ale zároveň nechápu, že ak sa moderné antropogénne nepokoje a ničenie biotopov nezastavia, rovnaký osud čaká aj klony. Klonovanie, ako celé genetické inžinierstvo vo všeobecnosti, je úbohým pokusom vyriešiť problémy a ignorovať ich hlavné príčiny.
Snímka č
Popis snímky:
Múzeá inšpirované filmami z Jurského parku a skutočnými úspechmi technológie klonovania hľadajú vo svojich zbierkach vzorky DNA vyhynutých zvierat. Existuje plán pokúsiť sa naklonovať mamuta, ktorého tkanivá sú dobre zachované v arktickom ľade. Krátko po Dolly splodil Roslin Polly, klonované jahňa nesúce gén pre ľudský proteín v každej bunke svojho tela. Toto sa považovalo za krok smerom k masovej produkcii ľudských proteínov u zvierat na liečbu ľudských chorôb, ako je trombóza. Rovnako ako v prípade Dolly, ani tu sa nepropagovalo, že úspechu predchádzalo veľa neúspechov - pri narodení veľmi veľkých mláďat, dvojnásobnej veľkosti - až 9 kg, keď bola norma 4,75 kg. Toto nemôže byť normou ani v prípadoch, keď sa veda o klonovaní rýchlo rozvíja. V roku 1998 sa výskumníkom v Spojených štátoch a Francúzsku podarilo naklonovať holštajnské teľatá z buniek plodu. Ak predtým proces vytvorenia klonu vyžadoval 3 roky, teraz to trvá len 9 mesiacov. Na druhej strane, každý deviaty klon bol neúspešný a zomrel alebo bol zničený. Klonovanie predstavuje vážne zdravotné riziko. Výskumníci sa stretli s mnohými prípadmi úmrtia plodu, popôrodných úmrtí, abnormalít placenty, abnormálneho opuchu, trojnásobného a štvornásobného výskytu problémov s pupočnou šnúrou a závažného imunologického deficitu. U veľkých cicavcov, ako sú ovce a kravy, výskumníci zistili, že približne polovica klonov obsahuje vážne defekty, vrátane špecifických defektov srdca, pľúc a iných orgánov, ktoré vedú k perinatálnej úmrtnosti. Nahromadené genetické chyby infikujú a ovplyvňujú generácie klonov. Je však nemožné poslať chybný klon na opravu ako rozbité auto.
Text k prezentácii „Genetické inžinierstvo“.
Naše poznatky z genetiky a molekulárnej biológie každým dňom rastú. Je to predovšetkým vďaka práci na mikroorganizmoch Pojem „genetické inžinierstvo“ možno v plnej miere pripísať selekcii, tento pojem však vznikol až v súvislosti s príchodom možnosti priamej manipulácie s jednotlivými génmi.
Genetické inžinierstvo je teda súborom metód, ktoré umožňujú preniesť gén operáciami mimo tela. informácie z jedného organizmu do druhého.
V bunkách niektorých baktérií sa okrem hlavnej veľkej molekuly DNA nachádza aj malá kruhová molekula DNA plazmidu. V genetickom inžinierstve sa prasmidy používané na vnesenie potrebnej informácie do hostiteľskej bunky nazývajú vektory – nosiče nových génov. Okrem plazmidov môžu hrať úlohu vektorov aj vírusy a bakteriofágy.
Štandardný postup je schematicky znázornený na obr.
Môžeme zdôrazniť hlavné fázy vytvárania geneticky modifikovaných organizmov:
1. Získanie génu kódujúceho požadovanú vlastnosť.
2. Izolácia plazmidu z bakteriálnej bunky. Plazmid je otvorený (rozrezaný) enzýmom, ktorý zanecháva „lepivé konce“ - to sú komplementárne sekvencie báz.
3. Oba gény s vektorovým plazmidom.
4. Zavedenie rekombinovaného plazmidu do hostiteľskej bunky.
5. Výber buniek, ktoré dostali ďalší gén. znak a jeho praktické využitie. Takáto nová baktéria bude syntetizovať nový proteín, môže sa pestovať pomocou enzýmov a získať biomasu v priemyselných mierach.
Jedným z úspechov genetického inžinierstva je prenos génov kódujúcich syntézu inzulínu u ľudí do bakteriálnej bunky. Odkedy sa ukázalo, že príčinou diabetes mellitus je nedostatok hormónu inzulín, diabetici začali dostávať inzulín, ktorý sa získaval z pankreasu po zabití zvierat. Inzulín je proteín, a preto sa veľa diskutovalo o tom, či by sa gény pre tento proteín mohli vložiť do bakteriálnych buniek a potom ich pestovať v priemyselných mierach, aby sa mohli použiť ako lacnejší a pohodlnejší zdroj hormónu. V súčasnosti sa podarilo preniesť gény ľudského inzulínu a priemyselná výroba tohto hormónu sa už začala.
Ďalším dôležitým proteínom pre ľudí je interferón, ktorý sa zvyčajne tvorí ako odpoveď na vírusovú infekciu. Interferónový gén bol tiež prenesený do bakteriálnej bunky.
Pri pohľade do budúcnosti budú baktérie široko používané ako továrne na výrobu radu produktov eukaryotických buniek, ako sú hormóny, antibiotiká, enzýmy a látky potrebné v poľnohospodárstve.
Je možné, že užitočné prokaryotické gény môžu byť začlenené do eukaryotických buniek. Napríklad zaviesť gén pre baktérie viažuce dusík do buniek úžitkových poľnohospodárskych rastlín. To by bolo mimoriadne dôležité pre produkciu potravín a umožnilo by to výrazne obmedziť alebo dokonca úplne upustiť od zavádzania dusičnanových hnojív do pôdy, na ktoré sa vynakladajú obrovské peniaze a ktoré znečisťujú blízke rieky a jazerá.
v modernom svete sa genetické inžinierstvo používa aj na vytváranie modifikovaných organizmov na estetické účely (táto snímka bola vymazaná, ale ak chcete, môžete vložiť obrázky s modrými ružami a luminiscenčnými rybami).
Snímky: 19 Slová: 971 Zvuky: 0 Efekty: 0
História genetického inžinierstva. Pomocou mutácií, t.j. ľudia sa začali venovať selekcii dávno pred Darwinom a Mendelom. Fluorescenčný králik vyšľachtený genetickým inžinierstvom. Možnosti genetického inžinierstva. Ako sa genetické inžinierstvo rastlín (PGE) líši od konvenčného šľachtenia? Postoj ku GMO vo svete. Paradajkový pretlak je prvý GM produkt, ktorý sa objavil v Európe v roku 1996. Demonštrácia odporcov GM produktov v Londýne. Štítky označujúce neprítomnosť GM komponentov vo výrobku. Nové GM odrody. Dnes je v Rusku málo otvorených informácií o produktoch GM. Vedci zaručujú neškodnosť. - Genetické inžinierstvo.ppt
Genetické inžinierstvo
Snímky: 23 slov: 2719 zvukov: 0 Efekty: 0Genetické inžinierstvo. Genetické inžinierstvo. Chromozomálny materiál pozostáva z kyseliny deoxyribonukleovej (DNA). História vývoja a dosiahnutá úroveň techniky. Takéto zmeny však nemožno kontrolovať ani riadiť. Takto syntetizovaná DNA sa nazýva komplementárna DNA (RNA) alebo cDNA. Pomocou reštrikčných enzýmov je možné gén a vektor rozrezať na kúsky. Plazmidové technológie tvorili základ pre zavedenie umelých génov do bakteriálnych buniek. Tento proces sa nazýva transfekcia. Priaznivé účinky genetického inžinierstva. Praktické využitie. V poľnohospodárstve boli geneticky modifikované desiatky potravinárskych a kŕmnych plodín. - Genetické inžinierstvo.ppt
Technológie genetického inžinierstva
Snímky: 30 slov: 2357 Zvuky: 0 Efekty: 0Etické problémy technológií genetického inžinierstva. Udržiavanie biologickej diverzity. Genetické inžinierstvo. Posledné roky 20. storočia. Využitie nových biotechnológií. Veľa pozornosti. Oblasť ľudského poznania. Efektívny systém hodnotenia bezpečnosti GMO. Problémy biologickej bezpečnosti. Globálny projekt. Podstata novej technológie. Žijúci organizmus. Prenos transgénov do jednotlivých živých buniek. Proces genetickej modifikácie. Technológia. číslo. treonín. Vývoj technológie na výrobu umelého inzulínu. Choroba. Prítomný čas. Priemyselná výroba antibiotík. - Technológie genetického inžinierstva.ppt
Vývoj genetického inžinierstva
Snímky: 14 slov: 447 zvukov: 0 Efekty: 2Biotechnológia Genetické inžinierstvo. Jedným typom biotechnológie je genetické inžinierstvo. Genetické inžinierstvo sa začalo rozvíjať v roku 1973, keď americkí vedci Stanley Cohen a Anley Chang vložili barteriálny plazmid do DNA žaby. Tak sa našla metóda, ktorá umožňuje integrovať cudzie gény do genómu určitého organizmu. Jedným z najvýznamnejších odvetví genetického inžinierstva je výroba liekov. Genetické inžinierstvo je založené na technológii výroby rekombinantnej molekuly DNA. Základnou jednotkou dedičnosti v každom organizme je gén. - Rozvoj genetického inžinierstva.pptx
Metódy genetického inžinierstva
Snímky: 11 Slová: 315 Zvuky: 0 Efekty: 34Genetické inžinierstvo. Smery genetického inžinierstva. História vývoja. Sekcia molekulárnej genetiky. Proces klonovania. Proces klonovania. Jedlo. Modifikované plodiny. Potravinové výrobky získané z geneticky modifikovaných zdrojov. Možnosti genetického inžinierstva. Genetické inžinierstvo. - Metódy genetického inžinierstva.pptx
Produkty genetického inžinierstva
Snímky: 19 slov: 1419 zvukov: 0 Efekty: 1Genetické inžinierstvo. V poľnohospodárstve boli geneticky modifikované desiatky potravinárskych a kŕmnych plodín. Ľudské genetické inžinierstvo. V súčasnosti sa vyvíjajú účinné metódy na modifikáciu ľudského genómu. V dôsledku toho dieťa zdedí genotyp od jedného otca a dvoch matiek. Pomocou génovej terapie je možné v budúcnosti zlepšiť genóm živých ľudí. Vedecké rizikové faktory genetického inžinierstva. 1. Genetické inžinierstvo sa zásadne líši od vývoja nových odrôd a plemien. Preto nie je možné predpovedať miesto inzercie a účinky pridaného génu. - Produkty genetického inžinierstva.ppt
Porovnávacia genomika
Snímky: 16 Slová: 441 Zvuky: 0 Efekty: 0Systémová biológia - modely. Streamovanie lineárneho programovania. Modely prietoku – stacionárny stav. Bilančné rovnice. Priestor riešení. Čo sa stane (Escherichia coli). Mutanti. Kinetické modely. Príklad (abstrakt). Systém rovníc. Rôzne typy kinetických rovníc. Príkladom (skutočným) je syntéza lyzínu v corynebacterium glutamicum. Kinetické rovnice. Problémy. Výsledky. Kinetická analýza regulácie. - Porovnávacia genomika.ppt
Biotechnológia
Snímky: 17 slov: 1913 Zvuky: 0 Efekty: 0Objavy v oblasti biológie v ére vedy a techniky. Obsah. Úvod. Určité biotechnologické procesy (pečenie, výroba vína) sú známe už od staroveku. Súčasný stav biotechnológie. Biotechnológia v rastlinnej výrobe. Azotobakterín teda obohacuje pôdu nielen o dusík, ale aj o vitamíny, fytohormóny a bioregulátory. Priemyselná výroba vermikompostu sa rozvinula v mnohých krajinách. Metóda tkanivovej kultúry. Biotechnológia v chove zvierat. Na zvýšenie produktivity zvierat je potrebné kompletné krmivo. 1 tona kŕmnych kvasníc teda umožňuje ušetriť 5-7 ton obilia. Klonovanie. Wilmutov úspech sa stal medzinárodnou senzáciou. - Biotechnológia.ppt
Bunková biotechnológia
Snímky: 23 slov: 1031 zvukov: 0 Efekty: 1Moderné výdobytky bunkovej biotechnológie. Získavanie a používanie kultúr. Živočíšne bunkové kultúry. Faktory. Výhody imobilizovaných buniek. Metódy imobilizácie buniek. Imobilizované bunky v biotechnológii. Bunkové kultúry. Bunková biotechnológia. Klasifikácia SC. Bunková biotechnológia. Funkčné charakteristiky SC. Plastové. Mechanizmy diferenciácie. Myšacie a ľudské línie teratokarcinómu. Nevýhody línií ESC teratokarcinómu. Perspektívy ESC v medicíne. Ľudské embryo. Hybridómy produkujúce monoklonálne protilátky. Schéma na získanie hybridómu. - Bunková biotechnológia.ppt
Perspektívy biotechnológie
Snímky: 53 Slová: 2981 Zvuky: 0 Efekty: 3Štátny program rozvoja biotechnológie. Biotechnológie vo svete a v Rusku. Najväčšie odvetvia svetovej ekonomiky. Systémotvorná úloha biotechnológie. Globálne problémy našej doby. Svetový biotechnologický trh. Trendy vo vývoji biotechnológií vo svete. Rastúca úloha a význam biotechnológie. Podiel Ruska na svetovej biotechnológii. Biopriemysel v ZSSR. Biotechnologická výroba v Ruskej federácii. Biotechnológia v Rusku. Program rozvoja biotechnológie. Programové pokyny. Štruktúra rozpočtu. Mechanizmy implementácie programu. Štátne cieľové programy. technologické platformy. - Perspektívy pre Biotechnology.ppt
Genetické inžinierstvo a biotechnológia
Snímky: 69 slov: 3281 zvukov: 0 Efekty: 0Biotechnológia a genetické inžinierstvo. Biotechnológia. Experimentálne intervenčné techniky. Sekcie biotechnológie. Operácie. Genetické inžinierstvo a biotechnológia. Enzýmy. Štiepenie fragmentu DNA. Schéma pôsobenia reštrikčných enzýmov. Štiepenie fragmentu DNA reštrikčným enzýmom. Nukleotidové sekvencie. Žíhanie komplementárnych lepkavých koncov. Izolácia fragmentov DNA. Schéma enzymatickej génovej syntézy. Číslovanie nukleotidov. Enzým. syntéza cDNA. Izolácia fragmentov DNA obsahujúcich požadovaný gén. Vektory v genetickom inžinierstve. Genetická mapa. Genetická mapa plazmidového vektora. - Genetické inžinierstvo a biotechnológia.ppt
Poľnohospodárska biotechnológia
Snímky: 48 Slová: 2088 Zvuky: 0 Efekty: 35Poľnohospodárska biotechnológia ako základ zvyšovania produktivity. Literatúra. Poľnohospodárska biotechnológia. Fytobiotechnológia. Etapy vývoja fytobiotechnológie. Kapacita pre neobmedzený rast. Význam mikro a makroprvkov. Spôsob získania izolovaných protoplastov. Metóda elektrofúzie izolovaných protoplastov. Smery genetickej modifikácie rastlín. Transgénne rastliny. Etapy získavania transgénnych rastlín. Zavedenie a vyjadrenie génu. Transformácia rastlín. Štruktúra Ti plazmidu. Vir-región. Vektorový systém. Promótor. Markerové gény. - Poľnohospodárska biotechnológia.ppt
Biologické objekty
Snímky: 12 Slová: 1495 Zvuky: 0 Efekty: 0Metódy na zlepšenie biologických objektov. Klasifikácia biotechnologických produktov. Supersyntéza. Mechanizmy koordinácie chemických premien. Metabolity s nízkou molekulovou hmotnosťou. Výrobcovia. Indukčný metabolit. Represia. Katabolitná represia. Metodika výberu mutantov. Vypnutie mechanizmu spätnej inhibície. Vysoko produktívne organizmy. - Bioobjekty.ppsx
Viaceré zarovnania
Snímky: 30 slov: 1202 zvukov: 0 Efekty: 2Viacnásobné zarovnania. Je možné upraviť viacnásobné zarovnanie? Miestne viacnásobné zarovnania. Čo je viacnásobné zarovnanie? Ktoré zarovnanie je zaujímavejšie? Aké typy zarovnaní existujú? Zarovnania. Prečo je potrebné viacnásobné zarovnanie? Ako vybrať sekvencie pre viacnásobné zarovnanie? Príprava vzorky. Ako môžeme vybudovať globálne viacnásobné zarovnanie? Algoritmus ClustalW je príkladom heuristického progresívneho algoritmu. Vodiaci strom. Moderné metódy na konštrukciu viacnásobného zarovnania (MSA, viacnásobné zarovnanie sekvencií). -
