Презентация, доклад к уроку по теме Генетика и селекция

человечества.

Автор: ученица 10 класса Скакова Алина Сергеевна
Руководитель: учитель биологии Сухова Валентина Сергеевна

2019 год

науке и грандиозным научно- техническим прогрессом ознаменовался хх век. Однако научно-технический прогресс в настоящем виде имеет негативные стороны: исчерпание ископаемых ресурсов, загрязнение окружающей среды, исчезновение многих растений и животных, глобальное изменение климата, появление озоновых дыр над полюсами Земли и т. д. Ясно , что такой путь ведёт в тупик. Нужно принципиальное изменение вектора развития.
Современный уровень наших знаний биохимии, молекулярной биологии и генетики позволяет рассчитывать на успешное развитие новой биотехнологии - генной инженерии, т. е. совокупности методов , позволяющих путём операций in vitro (в пробирке) переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Результатом подобных манипуляций являются «гибридные», или рекомбинантные, молекулы ДНК, которых до этого не было в природе. Данная методика позволяет получить биологически активные соединения, необходимые для использования в сельском хозяйстве, медицине, ветеринарии, фармакологии, криминалистике и т. д. Таким образом, генная инженерия может внести решающий вклад в решение глобальных проблем человечества.

*Подобрать и изучить литературу по данной теме.
* Изучить историю открытия, значение генов, принципиальное отличие строения генов эукариот от генов прокариот.
* Проследить историю генной инженерии, выяснить её методы и возможности.
*Познакомиться с достижениями генной инженерии и их ролью в жизни человека.
*Выяснить перспективы генной инженерии.

инженерии может привести к познанию окружающего мира и решению глобальных проблем человечества

молекулы ДНК (или РНК в случае некоторых вирусов, не содержащих ДНК), несущий информацию о первичной структуре одного полипептида, одной молекулы транспортной РНК или одной молекулы рибосомной РНК.

разной последовательностью нуклеотидов.
У прокариот гены образуют опероны.
Оперон-единица транскрипции.

промотор

оператор

Структурный ген 1

Структурный ген 2

Структурный ген 3

ДНК

Гены несут информацию о структуре и - РНК.
Промотор - посадочная площадка для РНК - полимеразы, которая начинает синтез и - РНК.
С оператора начинается операция-синтез и - РНК. Если с оператором связан белок-репрессор синтез и - РНК не происходит.

3

Э3

Интрон 4

Э4

Интрон 5

Гены эукариот «разорваны» в отличии от прокариотических генов и представляют собой непрерывную последовательность нуклеотидов.
Экзоны (Э1, Э2, Э3, Э4) – нуклеотидные последовательности, кодирующие аминокислоты (у человека менее 5%)
Интроны – некодирующие последовательности (у человека-24%).
70% нуклеотидных последовательностей могут выполнять различные функции,например являться регуляторными зонами.
Перед трансляцией копии интронов вырезаются, а копии экзонов сшиваются (сплайсинг). При созревании И – РНК эукариот, кроме сплайсинга происходит кепирование (модификация 5 штрих-конца растущей цепи про- иРНК для правильной посадки и – РНК на рибосому) и полиаденилирование (присоединение к 3 штрих-концу от 30 до 300 адениловых нуклеотидов, которые удлиняют время жизни и – РНК.

международной программы «Геном человека».
Результаты работы:
* Определение последовательностей всех 3,2х10 в 9 степени нуклеотидов.

Установлено 38, 5 тысяч генов.

считается 1972 год, когда в лаборатории Пола Берга в США была получена in vitro первая рекомбинантная ,способная размножаться в бактерии кишечной палочки E. coli. Появление генной инженерии стало возможным благодаря фундаментальным открытиям молекулярной биологии.

методом генной инженерии является метод получения рекомбинантных, т. е.содержащих чужеродный ген, плазмид.

Плазмиды – кольцевые двухцепочные молекулы ДНК, состоящие из нескольких тысяч пар нуклеотидов.
Простота устройства плазмид и лёгкость, с которой они «входят и выходят» из бактерий, используются генными инженерами для введения в клетки бактерий генов высших организмов.

Мощным инструментом генной инженерии являются открытые в 1974 г. ферменты рестрикционные эндонуклеазы, или рестриктазы. Они узнают определённые последовательности нуклеотидов (так называемые сайты – участки узнавания) и вносят симметричные, расположенные наискось друг от друга разрывы в цепи ДНК на равных расстояниях от центра сайта узнавания. В результате на концах каждого фрагмента образуются короткие «одноцепочечные хвосты», называемые липкими хвостами.

различных фрагментов, но с одинаковыми липкими концами.

Включение фрагментов ДНК человека и плазмиды благодаря сшиванию липких концов ферментом лигазой.

плазмид происходит только в часть бактерий. Для отделения трансформированных бактерий от нетрансформированных их высевают на гелеобразную питательную среду. Трансформированные бактерии размножаются, образуя колонию потомков-клон.

Отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые содержат плазмиды, несущие нужный ген человека. Для этого колонию накрывают специальным фильтром на котором остаётся отпечаток клонов. Затем проводят гибридизацию с радиоактивным зондом, на фильтр накладывают рентгеновскую фотоплёнку, проявляют и находят бактерии с нужным геном.

живом мире, где генетический обмен осуществляется только в пределах одного вида или близкородственных видов организмов.
Генная инженерия открывает совершенно новые пути во многих практических аспектах жизни человека:

из наиболее важных направлений генной инженерии – производство лекарств нового поколения, представляющих собой биологически активные белки человека. В большинстве случаев белки человека (как и других животных) видоспецифичны, т. е. для лечения человека можно использовать только белки человека.

отвечающий всем требованиям мирового стандарта по технологическим и хлебопекарным качествам зерна и муки для использования в детском и диетическом питании.

В НИИСХ ЦРНЗ на уровне мировых достижений создано целое семейство новых, высокоурожайных, устойчивых к заболеваниям, ценных по качеству зерна сортов овса.

Трансгенные формы растений

Созданный в ВИРе «банк» доноров-носителей генов, определяющих важнейшие признаки и свойства растений не имеет равных себе в мире.

Селекционерами Поволжья и Западной Сибири созданы высокоурожайные сорта яровой пшеницы

Во Всероссийском институте зернобобовых культур создан новый детерминантного типа с неосыпающими семенами, устойчивый к полеганию сорт гороха.

Выведены скороспелые и ультраскороспелые самые засухоустойчивые в мире сорта проса.

Создание фитофтороустойчивых сортов картофеля.

позволили создать методы введения искусственно созданных генов в ядра яйцеклеток или сперматозоидов. В результате возникла возможность получения трансгенных животных.

Одним из первых примеров успешного создания трансгенных животных было получение мышей, в геном которых встроен ген гормона роста крысы. Такие мыши росли быстро и достигали размеров существенно превышающих размеры контрольных животных.

В мире уже существует сотни трансгенных овец и коз, продуцирующих в молоке от десятков миллиграмм до нескольких грамм очень важного белка - фактора свёртываемости крови 1Х. Его отсутствие, обусловленное мутацией, является причиной гемофилии. Белком, полученным из молока , лечат детей – гемофиликов. До сих пор больным вводили фактор свёртывания крови, полученный из крови доноров. Белок из молока трансгенных животных дешевле и безопаснее т. к. у овец нет многих вирусов ,которые могут быть у доноров.

Трансгенная, клонировнная овечка Полли, родившаяся в 1997 г. белком, полученным из её молока лечаат детей – гемофиликов.

Крайняя слева

получать не только лекарства. Известно, что для производства сыра высокого качества необходим фермент, створаживающий молоко –ренин .Этот фермент добывают из желудков молочных телят. Он дорог и не всегда доступен. Наконец, генные инженеры сконструировали дрожжи, которые стали производить этот ценный белок при микробиологическом синтезе. Генно-инженрный ренин под названием «химозин» продаётся во всём мире, в том числе и России.

Следующий этап генной инженерии создание трансгенных овец, которые синтезируют химозин в молоке. Эти овцы синтезируют до 300мг./л фермента в молоке. Для процесса сыроварения белок можно не выделять, а использовать в составе молока.

Одна трансгенная овца может произвести с молоком такое количество лекарств, которое достаточно для лечения сотен тысяч больных. Это ценное свойство трансгенные овцы передают потомству.

открывает совершенно новые пути в медицине, химии, в производстве энергии, новых материалов, охране окружающей среды.

В. Иогансен
*Гены прокариот образуют структурно –функциональные блоки-
опероны.
*У эукариот единицей транскрипции является отдельный ген. Гены эукариот «разорваны» в отличии от прокариотических генов и представляют собой непрерывную последовательность нуклеотидов.
*Годом рождения генной инженерии считается 1972 г., когда в лаборатории Пола Берга в США была получена in vitro первая рекомбинантная, способная размножаться в бактерии кишечной палочки E. coli.
*Методы генной инженерии: рестрикция, лигирование, трансформация, скрининг.
*Генная инженерия может внести решающий вклад в решение глобальных проблем человечества в области медицины, селекции растений и животных, охране окружающей среды, производстве новых материалов, энергии, химии, молекулярной биологии.

М. Медников. и др. Общая биология 10 – 11 классы, в двух частях , профильный уровень. Москва «Просвещение» – 2012 год.
*В. Г. Дебабов Биотехнология: вклад в решение глобальных проблем,
стр. 9 , научно – теоретический и методический журнал «Биология в школе» №1 2008г.
*