История развития Во второй половине XX века было сделано несколько важных открытий и изобретений, лежащих в основе генной инженерии. Успешно завершились многолетние попытки «прочитать» ту биологическую информацию, которая «записана» в генах. Эта работа была начата английским учёным Ф. Сенгером и американским учёным У. Гилбертом (Нобелевская премия по химии 1980 г.). Уолтер ГилбертФредерик Сенгер
Основные этапы решения генноинженерной задачи: 1. Получение изолированного гена. 1. Получение изолированного гена. 2. Введение гена в вектор для переноса в организм. 2. Введение гена в вектор для переноса в организм. 3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм. 3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм. 4. Преобразование клеток организма. 4. Преобразование клеток организма. 5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение тех, которые не были успешно модифицированы. 5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.
С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. Хотя и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия. Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины.
Проект «Геном человека» В 1990 году в США был начат проект "Геном человека", целью которого было определить весь генетический год человека. Проект, в котором важную роль сыграли и российские генетики, был завершён в 2003 году. В результате проекта 99% генома было определено с точностью 99,99%.
Невероятные примеры генной инженерии В 2007 году южнокорейский ученый изменил ДНК кота, чтобы заставить его светиться в темноте, а затем взял эту ДНК и клонировал из нее других котов, создав целую группу пушистых флуоресцирующих кошачьих Эко-свинья, или как критики ее еще называют Франкенсвин - это свинья, которая была генетически изменена для лучшего переваривания и переработки фосфора.
Ученые Вашингтонского университета работают над созданием тополей, которые могут очищать загрязненные места при помощи впитывания через корневую систему загрязняющих веществ, содержащихся в подземных водах. Ученые недавно выделили ген, отвечающий за яд в хвосте скорпиона, и начали искать способы введения его в капусту. Ученые недавно выделили ген, отвечающий за яд в хвосте скорпиона, и начали искать способы введения его в капусту.
Плетущие паутину козы Исследователи вложили ген каркасной нити паутины в ДНК козы таким образом, чтобы животное стало производить паутинный белок только в своем молоке. Генетически модифицированный лосось компании «AquaBounty» растет в два раза быстрее, чем обычная рыба этого вида. Генетически модифицированный лосось компании «AquaBounty» растет в два раза быстрее, чем обычная рыба этого вида.
Помидор Flavr Savr был первым коммерчески выращиваемым и генетически созданным продуктом питания, которому предоставили лицензию для потребления человеком. Помидор Flavr Savr был первым коммерчески выращиваемым и генетически созданным продуктом питания, которому предоставили лицензию для потребления человеком. Банановые вакцины, Когда люди съедают кусок генетически созданного банана, заполненного вирусными белками, их иммунная система создает антитела для борьбы с болезнью; то же происходит и с обычной вакциной.
Деревья изменяются генетически для более быстрого роста, лучшей древесины и даже для обнаружения биологических атак. Коровы производят молока идентичное молоку, вырабатываемому кормящими женщинами. Коровы производят молока идентичное молоку, вырабатываемому кормящими женщинами.
Опасности генной инженерии: 1.В результате искусственного добавления чужеродного гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества. 1.В результате искусственного добавления чужеродного гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества. 2.Могут возникнуть новые и опасные вирусы. 3.Знания о действии на окружающую среду модифицированных с помощью генной инженерии организмов, привнесённых туда, совершенно недостаточны. 4.Не существует совершенно надёжных методов проверки на безвредность. 5.В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена, поэтому невозможно предсказать результаты.
Слайд 1
Биотехнологии Генная инженерия
Слайд 2
Биотехнология – это интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов для производства продуктов питания, лекарственных препаратов, для решения проблем в области энергетики и охраны окружающей среды.
Слайд 3
Одним из видов биотехнологий является генная инженерия. Генная инженерия основана на получении гибридных молекул ДНК и введении этих молекул в клетки других организмов, а также на молекулярно-биологических, иммунохимических и бмохимических методах.
Слайд 4
Генная инженерия начала развиваться с 1973 года, когда американские исследователи Стэнли Коэн и Энли Чанг встроили бартериальную плазмиду в ДНК лягушки. Затем эту трансформированную плазмиду вернули в клетку бактерии, которая стала синтезировать белки лягушки, а также передавать лягушачью ДНК своим потомкам. Таким образом был найден метод, позволяющий встраивать чужеродные гены в геном определенного организма.
Слайд 5
Генная инженерия находит широкое практическое применение в отраслях народного хозяйства, таких как микробиологическая промышленность, фармакологическая промышленность, пищевая промышленность и сельское хозяйство.
Слайд 6
Одним из наиболее значимых отраслей в генной инженерии является производство лекарственных препаратов. Современные технологии производства различных лекарств позволяют излечивать тяжелейшие заболевания, или хотя бы замедлять их развитие.
Слайд 7
В основе генной инженерии лежит технология получения рекомбинантной молекулы ДНК.
Слайд 8
Основной единицей наследовательности любого организма является ген. Информация в генах, кодирующих белки, расшифровывается в ходе двух последовательных процессов: транскрипции (синтеза РНК) и трансляции (синтеза белка), которые в свою очередь обеспечивают правильный перевод зашифрованной в ДНК генетической информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот.
Слайд 9
С развитием генной инженерии всё чаще стали проводить различные опыты над животными, в результате которых ученые добивались своеобразной мутации организмов. Так, например, компания «Lifestyle Pets» создала с помощью генной инженерии гипоаллергенного кота, названного Ашера ГД. В организм животного был введен некий ген, позволявший «обходить заболевания стороной».
Слайд 11
С помощью генной инженерии исследователи из Университета Пенсильвании представили новый метод производства вакцин: с помощью генетически сконструированных грибов. В результате был ускорен процесс производства вакцин, что может, по мнению пенсильванцев, пригодиться в случае биотеррористической атаки или вспышки птичьего гриппа.
Слайдов: 19 Слов: 971 Звуков: 0 Эффектов: 0
История генной инженерии. Использованием мутаций, т.е. селекцией, люди начали заниматься задолго до Дарвина и Менделя. Флуоресцентный кролик, выведенный методом генной инженерии. Возможности генной инженерии. Чем же отличается генная инженерия растений (ГИР) от обычной селекции? Отношение к ГМО в мире. Томатное пюре – первый ГМ-продукт, появившийся в Европе в 1996 году. Демонстрация противников ГМ-продуктов в Лондоне. Маркировки, обозначающие отсутствие ГМ компонентов в продукте. Новые ГМ-сорта. Сегодня мало открытой информации о ГМ-продуктах в России. Учёные гарантируют безвредность. - Генная инженерия.ppt
Генетическая инженерия
Слайдов: 23 Слов: 2719 Звуков: 0 Эффектов: 0Генная инженерия. Генной инженерия. Хромосомный материал состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). История развития и достигнутый уровень технологии. Но такие изменения нельзя контролировать или направлять. Синтезированная таким способом ДНК называется комплементарной (РНК) или кДНК. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Такой процесс получил название трансфекция. Полезное влияние генной инженерии. Практическое применение. В сельском хозяйстве удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур. - Генетическая инженерия.ppt
Генно-инженерные технологии
Слайдов: 30 Слов: 2357 Звуков: 0 Эффектов: 0Этические проблемы генно-инженерных технологий. Поддержание биологического разнообразия. Генная инженерия. Последние годы XX века. Использование новых биотехнологий. Большое внимание. Область человеческих знаний. Эффективная система оценки безопасности ГИО. Вопросы биобезопасности. Глобальный проект. Суть новой технологии. Живой организм. Перенос трансгенов в отдельные живые клетки. Процесс генетической модификации. Технология. Цифра. Треонин. Разработка технологии производства искусственного инсулина. Болезнь. Настоящее время. Промышленное производство антибиотиков. - Генно-инженерные технологии.ppt
Развитие генной инженерии
Слайдов: 14 Слов: 447 Звуков: 0 Эффектов: 2Биотехнологии Генная инженерия. Одним из видов биотехнологий является генная инженерия. Генная инженерия начала развиваться с 1973 года, когда американские исследователи Стэнли Коэн и Энли Чанг встроили бартериальную плазмиду в ДНК лягушки. Таким образом был найден метод, позволяющий встраивать чужеродные гены в геном определенного организма. Одним из наиболее значимых отраслей в генной инженерии является производство лекарственных препаратов. В основе генной инженерии лежит технология получения рекомбинантной молекулы ДНК. Основной единицей наследовательности любого организма является ген. - Развитие генной инженерии.pptx
Методы генной инженерии
Слайдов: 11 Слов: 315 Звуков: 0 Эффектов: 34Генная инженерия. Направления генной инженерии. История развития. Раздел молекулярной генетики. Процесс клонирования. Процесс клонирования. Продукты питания. Модифицированные культуры. Продукты питания, полученные на основе генетически модифицированных источников. Возможности генной инженерии. Генетическая инженерия. - Методы генной инженерии.pptx
Продукты генной инженерии
Слайдов: 19 Слов: 1419 Звуков: 0 Эффектов: 1Генная инженерия. В сельском хозяйстве удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур. Генная инженерия человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей. С помощью генотерапии в будущем возможно улучшение генома и нынеживущих людей. Научные факторы опасности генной инженерии. 1. Генная инженерия в корне отличается от выведения новых сортов и пород. Поэтому невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. - Продукты генной инженерии.ppt
Сравнительная геномика
Слайдов: 16 Слов: 441 Звуков: 0 Эффектов: 0Системная биология - модели. Потоковые линейное программирование. Потоковые модели – стационарное состояние. Уравнения баланса. Пространство решений. Что получается (кишечная палочка). Мутанты. Кинетические модели. Пример (абстрактный). Система уравнений. Разные виды кинетических уравнений. Пример (реальный) – синтез лизина в corynebacterium glutamicum. Кинетические уравнения. Проблемы. Результаты. Кинетический анализ регуляции. - Сравнительная геномика.ppt
Биотехнология
Слайдов: 17 Слов: 1913 Звуков: 0 Эффектов: 0Открытия в области биологии в эпоху нтр. Содержание. Введение. Отдельные биотехнологические процессы (хлебопечение, виноделие) известны с древних времен. Современное состояние биотехнологии. Биотехнология в растениеводстве. Так, азотобактерин обогащает почву не только азотом, но и витаминами, фитогормонами и биорегуляторами. Промышленное получение биогумуса освоено во многих странах. Метод культура тканей. Биотехнологии в животноводстве. Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет сэкономить 5-7 т зерна. Клонирование. Успех Вильмута стал международной сенсацией. - Биотехнология.ppt
Клеточная биотехнология
Слайдов: 23 Слов: 1031 Звуков: 0 Эффектов: 1Современные достижения клеточной биотехнологии. Получение и применение культур. Культуры клеток животного. Факторы. Преимущества иммобилизированных клеток. Методы иммобилизации клеток. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Культуры клеток. Клеточная биотехнология. Классификация СК. Клеточная биотехнология. Функциональные характеристики СК. Пластичность. Механизмы дифференцировки. Линии мышиной и человеческой тератокарцином. Недостатки линий ЭСК тератокарцином. Перспективы ЭСК в медицине. Эмбрион человека. Гибридомы-продуценты моноклональных антител. Схема получения гибридом. - Клеточная биотехнология.ppt
Перспективы биотехнологии
Слайдов: 53 Слов: 2981 Звуков: 0 Эффектов: 3Государственная программа развития биотехнологии. Биотехнология в мире и России. Крупнейшие секторы мировой экономики. Системообразующая роль биотехнологии. Глобальные проблемы современности. Мировой рынок биотехнологий. Тренды развития биотехнологии в мире. Возрастание роли и значения биотехнологии. Доля России в мировой биотехнологии. Биоиндустрия в СССР. Биотехнологические производства в РФ. Биотехнология в России. Программа развития биотехнологии. Направления программы. Структура бюджета. Механизмы реализации программы. Государственные целевые программы. Технологические платформы. - Перспективы биотехнологии.ppt
Генная инженерия и биотехнология
Слайдов: 69 Слов: 3281 Звуков: 0 Эффектов: 0Биотехнология и генетическая инженерия. Биотехнология. Приемы экспериментального вмешательства. Разделы биотехнологии. Операции. Генная инженерия и биотехнология. Ферменты. Расщепление фрагмента ДНК. Схема действия рестриктазы. Расщепление фрагмента ДНК рестриктазой. Нуклеотидные последовательности. Отжиг комплементарных липких концов. Выделение фрагментов ДНК. Схема ферментативного синтеза гена. Нумерация нуклеотидов. Фермент. Синтез кДНК. Выделение фрагментов ДНК, содержащих нужный ген. Векторы в генной инженерии. Генетическая карта. Генетическая карта плазмидного вектора. - Генная инженерия и биотехнология.ppt
Сельскохозяйственная биотехнология
Слайдов: 48 Слов: 2088 Звуков: 0 Эффектов: 35Сельскохозяйственная биотехнология как основа повышения урожайности. Литература. Сельскохозяйственная биотехнология. Фитобиотехнология. Этапы развития фитобиотехнологии. Способность к неограниченному росту. Значение микро-и макроэлементов. Метод получения изолированных протопластов. Метод электрослияния изолированных протопластов. Направления генетической модификации растений. Трансгенные растения. Этапы получения трансгенных растений. Введение гена и его экспрессия. Трансформация растений. Структура Ti-плазмиды. Vir-область. Векторная система. Промотор. Гены-маркеры. - Сельскохозяйственная биотехнология.ppt
Биообъекты
Слайдов: 12 Слов: 1495 Звуков: 0 Эффектов: 0Методы совершенствования биообъектов. Классификация продуктов биотехнологических производств. Сверхсинтез. Механизмы координации химических превращений. Низкомолекулярные метаболиты. Продуценты. Метаболит-индуктор. Репрессия. Катаболитная репрессия. Методология селекции мутантов. Выключение механизма ретроингибирования. Высокопродуктивные организмы. - Биообъекты.ppsx
Множественные выравнивания
Слайдов: 30 Слов: 1202 Звуков: 0 Эффектов: 2Множественные выравнивания. Можно ли редактировать множественное выравнивание? Локальные множественные выравнивания. Что такое множественное выравнивание? Какое выравнивание интереснее? Какие бывают выравнивания? Выравнивания. Зачем нужно множественное выравнивание? Как выбрать последовательности для множественного выравнивания? Подготовка выборки. Как можно строить глобальное множественное выравнивание? Алгоритм ClustalW – пример эвристического прогрессивного алгоритма. Руководящее дерево. Современные методы построения множественного выравнивания (MSA, multiple sequence alignment). -
Генная Инженерия
Работу выполнил ученик 10 класса – Кириллов Роман.
Генетическая инженерия
Генетическая инжене́рия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.
Жители Кении проверяют, как растет новый трансгенный сорт зерновых, устойчивых к насекомым-вредителям
История развития и достигнутый уровень технологии
Во второй половине XX века было сделано несколько важных открытий и изобретений, лежащих в основе генной инженерии. Успешно завершились многолетние попытки «прочитать» ту биологическую информацию, которая «записана» в генах. Эта работа была начата английским учёным Ф. Сенгером и американским учёным У. Гилбертом (Нобелевская премия по химии 1980 г.). Как известно, в генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул РНК и белков, в том числе ферментов. Чтобы заставить клетку синтезировать новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или целенаправленно изменить находящиеся в ней гены, или ввести в неё новые, ранее отсутствовавшие гены. Изменения генов в живых клетках - это мутации. Они происходят под действием, например, мутагенов - химических ядов или излучений.
Фредерик Сенгер
Уолтер Гилберт
Генная инженерия человека
В применении к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между лечением самого пациента и изменением генома* его потомков.
*Гено́м - совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор.
Нокаутные мыши
Нокаут гена. Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена (gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию.
Применение в научных исследованиях
Искусственная экспрессия. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.
Применение в научных исследованиях
Визуализация продуктов генов. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом, например, с геном зелёного флуоресцентного белка
Схема строения зелёного флуоресцентного белка.
Слайд 2
Генная инженерия-это совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой.
Слайд 3
Цель генной инженерии в получении клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах вырабатывать некоторые «человеческие» белки; в возможности преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим (использование в селекции растений, животных)
Слайд 4
Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 год. Её родоначальником стал американский биохимик Пол Берг.
Слайд 5
Группа исследователей во главе с Полом Бергом, работавшим в Стэнфордском университете, что неподалеку от Сан-Франциско в Калифорнии, сообщила о создании вне организма первой рекомбинантной (гибридной) ДНК. Первая рекомбинантная молекула ДНК состояла из фрагментов кишечной палочки (Eschherihia coli), группы генов самой этой бактерии и полной ДНК вируса SV40, вызывающего развитие опухолей у обезьяны. Такая рекомбинантная структура теоретически могла обладать функциональной активностью в клетках, как кишечной палочки, так и обезьяны. Она могла как челнок «ходить» между бактерией и животным. За эту работу Полу Бергу в 1980 году присуждена Нобелевская премия.
Слайд 6
Вирус SV40
Слайд 7
Основные методы генной инженерии.
Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 70-х годов XX века. Их суть заключается во введении в организм нового гена. Для этого создают специальное генетические конструкции - векторы, т.е. устройство для доставки нового гена в клетку В качестве вектора используют плазмиды.
Слайд 8
Плазмида – это кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которая есть в бактериальной клетке.
Слайд 9
ГМ-картофель
Экспериментальное создание генетически модифицированных организмов началось ещё в 70-е годы ХХ века. В Китае стали выращивать табак, устойчивый к пестицидам. В США появились: ГМ-помидоры
Слайд 10
Сегодня в США насчитывается более 100 наименований генетически модифицированных продуктов- «трансгенов»-это соя, кукуруза, горох, подсолнечник, рис, картофель, помидоры и другие. Соя Подсолнечник Горох
Слайд 11
Генетически модифицированные животные:
Кролик, светящийся в темноте Лосось
Слайд 12
ГМИ входят в состав многих продуктов питания:
ГМ кукуруза добавляется в кондитерские и хлебобулочные изделия, безалкогольные напитки.
Слайд 13
ГМ соя входит в состав рафинированных масел, маргаринов, жиров для выпечки, соусов для салатов, майонезов, макаронных изделий, даже детского питания и других продуктов.
Слайд 14
ГМ картофель используется для приготовления чипсов
Слайд 15
Чья продукция содержит трансгенные компоненты:
Nestle (Нестле) Hershey’s (Хёршис) Coca-Cola (Кока-Кола) McDonald’s (Макдоналдс)