Введение генов в клетки растений
Содержание
| Введение……………………………………………………………………... | |
| Введение генов в клетки растений…………………………………………. | |
| Характеристика Ti- и Ri-плазмид…………………………………………... | |
| Введение ДНК в растения с помощью Ti- и Ri-плазмид ………………… | |
| Достижения генной инженерии растений…………………………………. | |
| Заключение………………………………………………………………....... | |
| Список использованной литературы………………………………………. |
Введение
Генная инженерия - это 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. Цель этих приёмов - добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат - получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых учёные потом стараются отобрать наиболее подходящие для той или иной цели. Создание приёмов химического или радиационного мутагенеза было выдающимся достижением биологии. Но их возможности ограничиваются природой самих микроорганизмов. Они не способны синтезировать ряд ценных веществ, которые накапливаются в растениях, прежде всего в лекарственных
Генетическая инженерия считается новым направлением в деятельности человека, позволяющее целенаправленно, по заранее намеченной программе, экспериментально модифицировать геном с использованием генетической информации из разных гетерологических систем: вирусов, бактерий, насекомых, животных и человека. С помощью генетической инженерии становится возможным изменять структуру генов, создавать новые, в том числе и гибридные, гены. Применение генно-инженерных методов существенно расширило возможности модификации геномов и внутри растительного царства, поскольку позволило переносить гены между таксономически удаленными видами растений, относящимися, например, к классам однодольных и двудольных
В настоящее время четко прослеживаются три аспекта использования трансгенных растений: 1) изучение фундаментальных проблем функционирования генов у растений; 2) трансгенные растения – биореакторы фармацевтически ценных белков; 3) улучшение качества и хозяйственно ценных признаков важных сельскохозяйственных культур и декоративных растений.
Заключение
Конец 20-го столетия в биологии завершился созданием новых направлений, таких как биотехнология и генетическая инженерия. В настоящее время генетическая инженерия представляет собой мощный инструмент для проведения фундаментальных исследований в области генетики растений. Методы генетической инженерии широко используются в прикладных исследованиях, являясь основой новых направлений в фармакологической индустрии и растениеводстве. На современном мировомрынке коммерциализировано десять новых биотехнологических культур (соя, кукуруза, рапс, хлопчатник, сахарная свекла, папайя, тыква, тополь, томат и сладкий перец), созданных на основе генетически модифицированных растений.
В ближайшие годы этот список пополнится новыми биотехнологическими культурами, которые на данный момент проходят завершающие тесты и испытания в научно-исследовательских центрах и лабораториях мира. Появление на рынке фармпрепаратов, созданных на основе генетически модифицированных растений, а также увеличение на два порядка посевных площадей, занимаемых биотехнологическими культурами. Методы генетической инженерии востребованы и являются технологиями будущего.
Список использованной литературы
1. Атанасов А. Биотехнология в растениеводстве. Новосибирск: ИЦиГСО РАН, 1993. – 241 с.
2. Бекер М. Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат, 1990. 334 с.
3. Валиханова Г. Ж. Биотехнология растений. Алматы: Конжык, 1996. 272 с.
4. Зверева С. Д., Романов Г. А. Репортерные гены для генетической инженерии растений: характеристика и методы тестирования // Физиология растений. 2000. Т. 47, № 3. С. 479-488.
5. Лещинская И. Б. Генетическая инженерия // Соросовский образовательный журнал. 1996. №1. С. 33 - 39.
6. Лутова Л. А., Проворов Н. А., Тиходеев О. Н. и др. Генетика развития растений. СПб.: Наука, 200. 539 с.
7. Пирузян Э. С., Андрианов В. М. Плазмиды агробактерий и генная инженерия растений.М.: Наука, 1985. 280 с.
8. Романов Г. А. Генетическая инженерия растений и пути решения проблемы биобезопасности // Физиология растений, 2000. Том 47, № 3. С. 343-353
9. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. Ч. 1. Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 1994. 304 с.
Содержание
| Введение……………………………………………………………………... | |
| Введение генов в клетки растений…………………………………………. | |
| Характеристика Ti- и Ri-плазмид…………………………………………... | |
| Введение ДНК в растения с помощью Ti- и Ri-плазмид ………………… | |
| Достижения генной инженерии растений…………………………………. | |
| Заключение………………………………………………………………....... | |
| Список использованной литературы………………………………………. |
Введение
Генная инженерия - это 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. Цель этих приёмов - добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат - получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых учёные потом стараются отобрать наиболее подходящие для той или иной цели. Создание приёмов химического или радиационного мутагенеза было выдающимся достижением биологии. Но их возможности ограничиваются природой самих микроорганизмов. Они не способны синтезировать ряд ценных веществ, которые накапливаются в растениях, прежде всего в лекарственных
Генетическая инженерия считается новым направлением в деятельности человека, позволяющее целенаправленно, по заранее намеченной программе, экспериментально модифицировать геном с использованием генетической информации из разных гетерологических систем: вирусов, бактерий, насекомых, животных и человека. С помощью генетической инженерии становится возможным изменять структуру генов, создавать новые, в том числе и гибридные, гены. Применение генно-инженерных методов существенно расширило возможности модификации геномов и внутри растительного царства, поскольку позволило переносить гены между таксономически удаленными видами растений, относящимися, например, к классам однодольных и двудольных
В настоящее время четко прослеживаются три аспекта использования трансгенных растений: 1) изучение фундаментальных проблем функционирования генов у растений; 2) трансгенные растения – биореакторы фармацевтически ценных белков; 3) улучшение качества и хозяйственно ценных признаков важных сельскохозяйственных культур и декоративных растений.
Введение генов в клетки растений
Ввести чужеродную ДНК в растения можно различными способами.
Для двудольных растений существует естественный вектор для горизонтального переноса генов: плазмиды агробактерий. Что касается однодольных, то, хотя в последние годы достигнуты определенные успехи в их трансформации агробактериальными векторами, все же подобный путь трансформации встречает существенные затруднения.
Для трансформации устойчивых ("рекальцитрантных") к агробактериям растений разработаны приемы прямого физического переноса ДНК в клетку, многие из которых взяты из практики работы с клетками бактерий или животных. Эти методы достаточно разнообразны, они включают: бомбардировку микрочастицами или баллистический метод; электропорацию; обработку полиэтиленгликолем; перенос ДНК в составе липосом и др.
Наиболее продуктивным и чаще всего используемым является метод бомбардировки микрочастицами. При достаточной скорости эти частицы могут непосредственно проникать в ядро, что сильно повышает эффективность трансформации. Этим же методом можно, впрочем, трансформировать и другие ДНК-содержащие клеточные органеллы - хлоропласты и митохондрии.
В последнее время был разработан и успешно применен также комбинированный метод трансформации, названный агролистическим. При этом чужеродная ДНК вводится в ткани каким-либо физическим методом, например, баллистическим. Вводимая ДНК включает как Т-ДНК вектор с целевым и маркерным геном, так и агробактериальные гены вирулентности, поставленные под эукариотический промотор. Временная экспрессия генов вирулентности в растительной клетке приводит к синтезу белков, которые правильно вырезают Т-ДНК из плазмиды и встраивают ее в хозяйский геном, как и при обычной агробактериальной трансформации.
После проведения тем или иным способом трансформации растительной ткани ее помещают in vitro на специальную среду с фитогормонами, способствующую размножению клеток. Среда обычно содержит селективный агент, в отношении которого трансгенные, но не контрольные клетки приобретают устойчивость. Регенерация чаще всего проходит через стадию каллуса, после чего при правильном подборе сред начинается органогенез (побегообразование). Сформированные побеги переносят на среду укоренения, часто также содержащую селективный агент для более строгого отбора трансгенных особей.