Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Трансгенні культурні рослини

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
4
Мова: 
Українська
Оцінка: 

Трансгенні культурні рослини

 

1. Створення перших трансгенних культур. Генетична інженерія рослин.

2. Інструменти генної інженерії. Клонування ДНК. Способи одержання генів. Послідовність проведення генно-інженерних робіт.

3. Генетично модифіковані рослини.

 

1. Створення перших трансгенних культур. Генетична інженерія рослин.

 

Генна інженерія – це система штучного конструювання рекомбінантних (гібридних) ДНК і введення їх у живий організм для одержання спадкових змін.

Одержаний в результаті таких маніпуляцій організм вважається трансгенним.

Народженням генетичної інженерії можна вважати 1972 р., коли Поль Берг (США) сповістив про створення першої рекомбінантної молекули ДНК. Генна інженерія кардинально відрізняється від селекції тим, що її методи дозволяють долати бар’єри між видами, чого не відбувається в природі.

Перші трансгенні рослини було створено в 1980…1990 рр. Метод трансформації був заснований на природній здатності бактерії Agrobacterium tumefaciens  генетично модифікувати рослини.

 

2. Інструменти генної інженерії. Клонування ДНК. Способи одержання генів.

Послідовність проведення генно-інженерних робіт.

 

Відомо, що генетичний матеріал всіх живих організмів являє собою молекулу ДНК. Деякі організми представлені однією молекулою ДНК в своїй клітині (бактерії), а інші – більш ніж однією (гриби, рослини, тварини). Кожна непорушена молекула ДНК називається хромосомою. Кожна хромосома складається з окремих одиниць – генів, які несуть в собі інформацію, записану чотирма літерами коду.

Основою проведення генно-інженерних досліджень є молекула ДНК. При цьому роботи виконують в певній послідовності:

- спочатку виділяють гени з окремих клітин або синтезують поза організмом;

- потім включають нові гени у вектор, поєднують ДНК гена й вектора і одержують рекомбінантну ДНК;

- переносять визначені гени в геном клітини-хазяїна;

- проводять копіювання й розмноження виділених або синтезованих генів у складі вектора (клонування генів) і одержують генний продукт шляхом експериментальної експресії (відчутної дії) чужорідного гена в реципієнтній клітині.

Клонування ДНК – це розмноження специфічної ділянки ДНК.

Відомо два  шляхи виділення генів та  створення  рекомбінантної ДНК.  Перший  –  за  допомогою  хімічного синтезу, а другий, більш поширений, ґрунтується на використанні особливих ферментів - рестриктаз, які мають властивість розпізнавати чужорідну ДНК, що проникла в організм, і розщеплювати її в відповідних ділянках.

В результаті утворюються фрагменти різноманітних розмірів, які різняться між собою за довжиною. Відомо близько 500 ферментів рестриктаз і кожний розщеплює ДНК специфічно. Зазначені ферменти позбавлені видової специфічності. Завдяки цьому можна поєднувати в одне ціле фрагменти ДНК будь-якого походження й долати природні видові бар’єри.

Частини й розриви ниток ДНК лігизують (склеюють) за допомогою ферменту лігази. Особливістю виділених ділянок нуклеотидів (генів) є так звані липкі кінці, через що їх можна приєднати до ділянок ДНК плазмід (для рослин і бактерій) або фагів (тварин). Таким чином створюється вектор для перенесення виділених генів у клітину-реципієнт.

Відомо інший шлях одержання фрагментів ДНК з липкими кінцями. Для цього виділені або штучно синтезовані ділянки ДНК обробляють ендонуклеазою, яка укорочує її з обох боків. Потім за допомогою ферменту полінуклеотидтрансферази добудовують до цих кінців ділянки аденінових і тимідинових нуклеотидів. Одержану молекулу рекомбінантної ДНК використовують  для перенесення чужорідного гена в бактеріальну клітину. Така схема була використана для генів інсуліну, інтерферону, імуноглобуліну.

Молекули ДНК, які мають власний апарат реплікації (самовідтворення) і здатні доставляти в клітину потрібні гени  й  реплікувати  їх,  були  названі  векторами.  Найбільш  поширені  вектори  –  це  різноманітні  плазміди (невеликий фрагмент ДНК, який може вільно існувати в цитоплазмі бактерій, вмонтовуватися в хромосому  і реплікуватися разом з нею), які часто спостерігаються у бактерій.

Потрібно  враховувати,  що  наявність  і  навіть  введення  гена  у  хромосому  організму-хазяїна  ще  не  дає можливості  одержати продукти  його  синтезу.  Для того,  щоб  ген  міг  функціонувати,  він  повинен  поряд  з частиною, де закодована інформація, мати ще регуляторну ділянку. Це так звані промотор та термінатор. З промотора   починається   зчитування   інформації   (транскрипція),   а   в   термінаторі   закодовано   закінчення транскрипції з даного гена. Нині створено цілий «арсенал» клонованих промоторів, які дають можливість забезпечити проявлення генів у різних типах клітин.

Сучасні методи переносу нових генів у клітини вищих рослин можна згрупувати:

 

- за допомогою природних векторів (на основі агробактерій);

 

- прямими методами введення чужорідної ДНК у геном  вищих  рослин (мікроін’єкція,  електропорація,

упакування в ліпосоми, проколювання клітин шляхом перемішування їх у суспензії мікроголок, біолістика тощо).

 

Найбільш широко та успішно для трансформації вищих рослин використовується природна векторна система ґрунтових агробактерій - Agrobacterium tumefaciens, буквальний переклад «польова бактерія, що викликає пухлини». Ці агробактерії вражають багато видів дводольних і голонасінних рослин, спричинюючи утворення в місці проникнення пухлин, які називаються корончатими галами. Хвороба уражує понад 600 видів рослин (виноград, плодові, лісові те декоративні породи, цитрусові, томати, бобові тощо). У 40-х роках Армін Браун (США)  виявив,  що  клітини  рослинних пухлин,  на  відміну  від  нормальних,  інтенсивно  ростуть  на  штучних поживних середовищах in vitro без фітогормонів. Причиною цього виявився той факт, що вони самі виробляють значну кількість фітогормонів. З’ясування механізму пухлиноутворення поклало початок створенню векторних систем  для  рослин.  Встановлено,  що  агробактерія  має  природну  здатність

Фото Капча