Генноинженерные биотехнологии
Днепропетровський Державний Аграрний
Унверситет
Кафедра генетики
та розведення
Р Е Ф ЕА Т
на тему:
ГЕННО
НЖЕНЕРН
Б
ОТЕХНОЛОГ
п
Виконав:
студент 1 курсу групи В-2-01
Кузнецов Олександр
Науковий кервник:
доц. Халак В.
.
Днпропетровськ
2001
З М
С Т/h6>
Вступ.
Роздл 1. Генетична нженеря ботехнологÿ ХХ
столття.
Роздл 2. Ботехнологчн методи вдтворення скота.
Заключення
Список використаних джерел.
Вступ
Генетика - теоретична основа племнно справи. З допомогою розробляються нов шляхи селекц. До спхв генетики можна вднести досягнення хутрового зврвництва, кольорового каракулеводства, використання генетичних маркерв, бометричних нших методв пдвищення ефективност селекц.
Генетика вдноситься до числ точних, що стрмко розвиваються наук. Вона включа
досить рзномантн роздли з складною термнологúю, генетичною математичною номенклатурою, що представля
визначених труднощв у ? засво
нн.
Основн етапи розвитку генетики. Ще первсна людина помтила, що корова народжу
теля, свиноматка - поросят, з зерен пшениц виростають нов зерна. Це було ? чи не найперше наукове спостереження схильност живих стот передавати сво
Найдавнш правила розпорядження для вдбору худоби ? розведення майже в незмнному вигляд снували до ХХ
ст. Перша, що надйшла до нас, теоря спадковост, була розвинута в пТятому сторчч до нашо
Менш нж через 100 рокв Аристотель довв неспроможнсть явлень Гппократа. Вн запропонував свою теорю, згдно з якою в статевих клтинах батька знаходяться неготов елементи всх частин тла, схеми, вдповдно до яких безформенн кров матер повинна формувати нащадкв. Це генальне передбачення Аристотеля було забуте майже на 23 сторччя
У середин ХХ
ст. з появою еволюцйного вчення Ч. Дарвна пдвищився нтерес до проблеми спадковост мнливост. Деяк значн бологи того часу висунули клька гпотез щодо механзму спадковост. Найбльшу вагу заслуговують три гпотези.
Перша гпотеза - тимчасова гпотеза пангенезису
Друга гпотез - доплазми
Третя гпотеза - зародково
У 1865р. Г. Мендель сформулював основн закони спадковост, виходячи з довготривалих дослдв над рослинами гбридами. Проте датою народження генетики вважають 1900 р. - рк перевдкриття законв Менделя зразу трьома вченими незалежно один вд одного - Г. де Фрзом у Голландÿ, К. Корренсом у Нмеччин Е.Чермакома у Австрÿ.
Визначний генетик М. В. Тимофеев-Ресовський зазначав, що не Г. Менделю належать окрем вдкриття. Вн вбачив його велич у тому, що, знаючи враховуючи вс ц явища, вдкриття, але точно не проаналзован, вн так поставив сво
За свою коротку сторю генетика пройшла деклька етапв розвитку.
Перший етап тривав з 1900 по 1912 р. - перод трумфально
Другий етап припада
приблизно на 1912 - 1925 рр.
характеризу
ться створенням ствердженням хромосомно
Третй етап асторÿ генетики, що припада
на 1925 - 1940 рр., можна назвати перодом штучного мутагенезу. Про мутацÿ знали ще Ч. Дарвн, Г. де Фрз, А. Вейсман але вони вважали, що мутацÿ зумовлюються якимись суто внутршнми причинами не залежать вд зовншнх факторв.
Четвертий етап тривав з 1940р. по 1955р. - перод вивчення на бактерях врусах бохмчних фзологчних процесв, як
основою спадковост. О. Евер з спвробтниками на основ дослдв Ф. Гриффта у 1944р. зТясував природу трансформацÿ довв, що носúм спадково
Тятий етап сторÿ генетики розпочався з 1955р. характеризувався дослдженнями генетичних явищ на молекулярному рвн. Г. Матте, Ф. Крк, С. Очова М. Нренберг у 1964 р. розшифрували генетичний код. У 1961 р. Ф. Жакоб Ж. Моно запропонували схему регуляцÿ блкового синтезу.
Роздл 1. Генетична нженеря ботехнологÿ ХХ
столття
Генно-нженерн ботехнологÿ визначатимуть розвиток бологÿ у найближч десятилття. Ця теза сьогодн вже н в кого не виклика
заперечень. Основна деологя наукового напряму, в рамках якого створюються ц технологÿ ХХ
столття, поляга
у внесенн змн у генетичний апарата житт
вих структур з тим, щоб надляти
Генно-нженерн технологÿ тсно У контактують з клтинними тканинними технологями. В
Найбльше вража
та генальна простота, яка лежить в основ збергання реалзацÿ генетично
Генетична нженеря як галузь науки виникла у 1972 роц, коли стало можливим одержувати будь-як гени тварин, рослин, врусв та нших органзмв а вводити будь як гени з одного органзму - в нший. Просто так отримати ген ввести його в той чи нший органзм неможливо, оскльки вн буде зруйнований як чужордна генетична нформаця. Тому для введення генв у клтини рослин, тварин та нших об'
ктв створюються спецальн генн конструкцÿ. Для цього використовують вруси рослин тварин, фаги плазмди. Плазмди - це кльцев структури ДНК, як снують у клтинах бактерй, зокрема кишково
В
нститута молекулярно
До реч, на основ лямбдофагово
Генно-нженерн технологÿ можна використовувати у будь-якй сфер дяльност. Це сльське господарство, медицина, охорона довклля, фармакологчна промисловсть. Що ж до манпулювання з генетичним матералом, то сьогодн це вже виршене питання. На будь-якому рвн органзацÿ живо
Коли тльки зТявилася можливсть працювати з клтинами генами, то вдразу вдкрилися перспективи для одержання певних карських препаратв, скажмо, нсулну. Це надзвичайно актуально для медицини, оскльки на дабет хворú приблизно 10 % населення земно
Як це робиться ? Ген нсулну Увшива
ться у плазмди, переноситься у кишкову паличку почина
в нй працювати, виробляючи нсулн. Собвартсть препарату набагато нижча, нж застарого способу його одержання. Отже, вигода застосування тут генно-нженерно
На баз генно-нженерно
Можна навести чимало переконливих прикладв того, як працюють генна терапя генна технологя у медицин. От, примром, недавно американц видлили з фбробластв людини фактор росту. А нмецьк дослдники використали його для кування закупорювання судин серця. Адже фактор росту фбробластв сприя
швидкому росту судин. Отже, коли його було введено в серце через вену прикле
не до серцевого мТяза, вн сприяв проростанню судин у серцевому мТяз. Це да
змогу никати тако
нший приклад - нтерферон. Це
диний ункальний препарат, що використову
ться для кування всх видв врусних захворювань.
нтерферону дуже мало у кров людини тварин. Вн зТявля
ться тод, коли в органзм потрапля
РНК-вмсний врус. У вдповдь на врусну нфекцю почина
синтезуватися нтерферон. Саме тод його можна видлити з кров. Приблизно з двох трв кров одержують 1 мкг нтерферону. А якщо ми ма
мо гена нтерферону, то за допомогою геннонженерно
Дуже перспективним
застосування геннонженерно
Застосовуються генно-нженерн технологÿ для боротьби проти одн㺿 з найнебезпечнших хвороб столття - раку. У Балтимор, наприклад, сконструйовано врус, який атаку
тльки раков клтини простати. Щоб зрозумти значення цього досягнення, досить згадати, що у свт близько 80% чоловкв похилого вку хворють на простатит.
Одна з найбльших дуже актуальних проблем сучасно
Самостйний напрям генно-нженерних технологй, що ма
широкий спектр дослджень, - це манпуляцÿ з рослинами. Тут генна нженеря досягла справд видатних результатв перед нею вдкриваються велик перспективи.
Вже вирощен трансгенн пшениця, кукурудза, соя, картопля, соняшник, рпак та нш рослини. Цим рослинам введен гени, як вдповдають за стйксть проти бльшост пестицидв, гербцидв та отрутохмкатв. Створена в багатьох кра
Вчен-генетики сьогодн наполегливо працюють над проблемами застосування генно-нженерних технологй для очищення забрудненого довклля. Генно-нженерним способом одержано псевдомонаси, що вбирають залишки нафти фенолв у чотири рази активнше, нж вихдн бактерÿ.
Дуже цкавий напрям генно-нженерних дослджень - це фксаця атмосферного азоту. Адже без азоту рослини не можуть рости з такою швидкстю. Виявилося, у мжклтинному простор дикого рису снують бактерÿ з родини Клепсúл, як фксують атмосферний азот передають його рослинам. - мкроорганзми вдалося видлити. пх привезли в кра
ктуальний напрям генно-нженерних дослджень - це виробництво продуктв харчування у сльському господарств. Вже створено вектори для дводольних та однодольних рослин, в як можна вводити будь-як гени. Виведено новий сорт кукурудзи з високим вмстом блка. У Бразилÿ генетики працюють над програмою Суперквасоля. Передбача
ться, що гбрид квасол та американського Гороха буде вдалим по
днанням цнних харчових властивостей забезпечить
Формуються зовсм несподван напрями дослджень. Наприклад,
реальна перспектива використання нових джерел енергÿ. Водорост, як мстять 70% вуглеводнв, - це фактично повноцнне пальне. Ареал
Ще один цкавий обТ
кт - гени фотосинтезу. Йдеться про перетворення свтла на вуглеводень. Тут - безмежне поле дослджень для генетикв.
от см нам знайом свтлячки. Виявля
ться, з
З використанням клтинно
Завдяки генно-нженерним методам зТявилися форми бактерй, як вилуговують з збднених руд залишки рану, вн переводиться у розчинний стан дал концентру
ться. Подбн розробки ведуться в кра
Востину генно-нженерн технологÿ вдкривають перед людством небачен перспективи.
Роздл 2. Ботехнологчн методи вдтворення скота.
Ботехнологя - це наука про використання бологчних процесв для практичних цлей. Багато хто з бологчних прийомв же знайшли широке практичне застосування у тваринництв, нш ще не вийшли з стн лабораторй, але вже в найближчому майбутньому докорнно можуть змнити систему розведення тварин додати
Найбльш яскравим прикладом використання ботехнологÿ у тваринництв
метод штучного заплднення. Вн дозволив у порвняно короткий термн рзко пдвищити генетичний потенцал сльськогосподарських тварин, особливо у велико
Низька рентабельнсть тваринництва обумовлена безплднстю. Точно встановлено, що затримка плдного заплднення корови, починаючи з 89-100 днв псля отелення, супроводжу
ться щоденним недоодержанням 10-13 кг молока до моменту плдного заплднення. Неважко бачити, який економчний збиток це приносить господарствам.
налогчн економчн втрати спостергаються у свинарств, де значна частина свиноматок не приходить в охоту в перш дн псля вдбрання апоросятчи плдно не осеменя
ться, на
Разом з тим, в останн роки розроблений цлий ряд ботехнологчних прийомв, що дозволяють до мнмуму скоротити економчн трати вд безплдност тварин. Це насамперед прийоми синхронзацÿ стимуляцÿ полово
Заслугову
на вагу наступна схема обробки корв простагландином. Фахвц ферми визначають мнмальний нтервал мж отеленням першим заплдненням корв. Примром, якщо за мнмальний промжок часу мж отеленням першим заплдненням приймають 50-60 днв, те день обробки простагландином (день 1) буде включати всх корв, що отелилися 50-56 чи 60-66 днв назад. см коровам водять простагландин у день 1 осменяють
Методи синхронзацÿ полово
Для синхронзацÿ охоти в статевозрлих ремонтних свинок гальмують плин полового циклу у визначено
Синхронзаця охоти у кобил досяга
ться однократною н'
кцúю простагландина протягом трьох днв, якщо проводиться пд час сформованого жовтого тла. Як в корови, жовте тло кобили несприйнятливе до дÿ простагландина в перш п'ять днв полового циклу. Однак овуляця в кобил пд дúю простагландина синхронзу
ться менш точно. Внутршньовенне введення ХГ виклика
дючу овуляцю в кобил завдяки цьому скорочу
число заплднень в одну охоту при одночасному пдвищенн заплднюваност. Подолання сезонного неглибокого анэструса в кобил досяга
ться 7-10- денними н'
кцями прогестерона.
Великий нтерес представля
контроль часу пологв ботехнологчними аметодами. Органзаця спостережень за процесом пологв у точно призначений термн значно знижу
втрати немовлят. Найбльше успшно цей прийом застосову
ться у свинарств. Викликання пологв у групи свиней у точно призначений термн досяга
ться застосуванням простагландинов. Через те, що рст плодв у свиней продовжу
ться до 115-го дня вагтност, штучне викликання пологв проводиться не ранше 113-го дня супоросност. У бльшост оброблених тваринних пологв починаються в середньому через 24+-5 годин псля н'
кцÿ; у 95% з них пологи проходять протягом 36 годин.
Останн два десятилття ознаменувалися активною розробкою нових ботехнологчних прийомв до розведення тварин, а саме, трансплантацÿ ембронв, заплднення яйцеклтин поза органзмом, клонування ембронв одержання трансгенних тварин.
Останнм часом у зв'язку з успхами в розробц методу клонування тварин з використанням соматичних клтин, заслугову
на вагу проведення трансфекцÿ цих клток чужордним геном, потм використання
Обговорюються клька областей застосування трансгенних сльськогосподарських тварин: пдвищення швидкост росту зниження вдкладення жиру в туш, резистентнсть до хвороб, яксть тваринницько
У 1982 роц були отриман перш трансгенн миш з геном гормону росту, у яких спостергалося чотириразове збльшення швидкост росту подво
ння кнцево
Одержання трансгенних тварин, стйких до захворювань, представля
ться в даний час бльш перспективним, чим збльшення продуктивност. Незважаючи на те, що резистентнсть до ряду захворювань - полгенна ознака, маються механзми резистентност, що рунтуються на одиничних генах це селя
впевненсть в спху використання трансгенних тварин, стйких до захворювань. Вдомо, що чи проникненню розмноженню патогенв перешкоджають, головним чином, имунн механзми. У зв'язку з цим становить нтерес створення трансгенних тварин, продуцирующих рзн речовини, що володють мунологчними здбностями. Вдом окрем гени, вдповдальн за стйксть до рзних захворювань: ген Нх+ мишей резистентност до врусу грипу, ген стйкост до диаре
Великий нтерес представля
одержання трансгенних тварин, що мстять антизначеневий (ас) ген проти визначених врусв. Механзм дÿ склада
ться в експресÿ ас РНК у клтках ? наступнй гбридизацÿ з значеневим РНК. Це приводить до ингибировання реплкацÿ врусного генома. У Ботехцентр Россльгоспакадемÿ отриман трансгенн кролики з геном ас РНК проти лейкозу велико
Найбльша вага останнм часом придля
ться одержанню трансгенних тварин, продуцируючих з молоком бологчно активн речовини. Використання трансгенних тварин у якост бореакторв важливих рекомбнантних блкв ма
ряд переваг у порвнянн з мкроорганзмами. Цлий ряд блкв не може продуцироватися мкроорганзмами у сво
Найбльших спхв в одержанн трансгенних тварин для виробництва карських блкв людини досягла фрма Джинзайм Трансгенетикс (США), де отримано близько 30 карських блкв людини, 14 з них з концентрацúю не менш 1 г на тр молока. Це приблизно в десять разв перевищу
рвень виробництва блка в традицйниха клтинних системах.
Таким чином, багато як ботехнологчн прийоми знайшли широке практичне застосування у тваринництв використовуються з великим економчним ефектом. Можна сподватися, що наступною найбльш помтною ботехнологчною розробкою стане клонування тварин, що докорнно змнить традицйн методи розведення. Ще бльш значним ботехнологчним прийомом буде одержання трансгенних тварин, як для цлей змни продуктивност й нших якостей тварин, так для використання в якост бореакторв дешевих людських карських блкв.
Заключення.
Ботехнологя
одним з проритетних напрямв, як забезпечують прискорення науково-технчного прогресу.
Нова ботехнологя сформувалась на баз молекулярно
Основне завдання ботехнологÿ - це виробництво бологчно активних речовин для задоволення потреб охорони здоровТя, також галузей агропромислового комплексу в таких обсягах з такою собвартстю, як дають можливсть виробленй ботехнологчнй продукцÿ бути конкурентноздатною.
Список використаних джерел.
1. Айала Ф. Введение в популяционную и
волюционную генетику: Пер. с англ.,-М.: Мир, 1984. - 232 с.
2. Генетика сльськогосподарських тварин / В.С.Коновалов, в.П.Коваленко, М.М. Недвига та н.- К.: рожай, 1996. - 432 с.
3. Мацука Г. Горизонти геннонженерних ботехнологй. - Всник НАНУ, №1, 2.
4. Прокофьев М.И. Перспективы использования биотехнологии в животноводстве. - Зоотехния, №4, 1.
5. Проценко М.Ю. Генетика: Пдруч. - К.: Вища шк., 1994. - 303 с.
6. Тарасенко Н.В. Биотехнологические методы воспроизведения скота. - Зоотехния, №4, 2001.