Презентация, доклад по теме:ГМО и его роль в жизни человека

Содержание

Генетически модифицированный организм (ГМО)  организм, генотип которого был искусственно измен методами генной инженерии. Такие изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза.

Слайд 1 Эффективное использование знаний в области молекулярной биологии в ходе преподавания

предмета. Молекулярно - генетические испытания
Эффективное использование знаний в области молекулярной биологии в ходе преподавания предмета.

Слайд 2Генетически модифицированный организм (ГМО)  организм, генотип которого был искусственно измен методами генной инженерии. Такие

изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза. ГМО создаются за счет ввода в геном растения, животного или микроорганизма фрагмент ДНК из любого другого организма с целью придания ему определенных свойств. Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.
Генетически модифицированный организм (ГМО)  организм, генотип которого был искусственно измен методами генной инженерии. Такие изменения, как правило, производятся в научных

Слайд 3Применение
В научных целях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.
В медицинских целях
Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий. Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). С помощью генетической инженерии разработаны и используются производство новых лекарственных препаратов и безопасных вакцин; лечение некоторых генетических заболеваний.
В сельском хозяйстве
Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов. Созданы биоконтролирующие агенты для сельского хозяйства.

Применение В научных целях В настоящее время генетически модифицированные организмы широко

Слайд 4Другие направления использования
Разрабатываются генетически модифицированные бактерии,

способные производить экологически чистое топливо.
В 2003 году на рынке появилась GloFish — первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.
В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы».
ГМО используются для:
– снижения аллергенности некоторых продуктов;
– улучшения питательных свойств продуктов;
– разработки биодеградирующих пластмасс;
– снижения уровня загрязненности воды и воздуха;
– замедления скорости порчи пищевых продуктов;
Другие направления использования Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.

Слайд 5ГМО объединяют три группы организмов:

ГМО объединяют три группы организмов:

Слайд 6ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ
Анализ возникновения мутаций и накопление мутантов
(наследственно измененных клеток, проявляющий измененный
фенотип)

в бактериальных культурах был впервые проведен
С. Лурия (1943) и М. Дельбрюком.

Сальвадор Эдвард Лу́рия
(1912-1991, США)

1969

Макс Людвиг Дельбрюк
(1906-1981, США)

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВАнализ возникновения мутаций и накопление мутантов(наследственно измененных клеток, проявляющий измененныйфенотип) в бактериальных культурах был впервые проведен

Слайд 7МУТАЦИИ
По протяженности изменений повреждения ДНК различают точечные мутации, когда повреждения ограничиваются

одной парой нуклеотидов, и протяженные или абберации.
Абберации:
делеции (выпадение нескольких пар нуклеотидов); приводящие к фреймшифт-мутациям (мутации со сдвигом рамки считывания);
дупликации (добавление нуклеотидных пар);
3) инверсии (перестановки нуклеотидных пар);
4) транслокации (перемещение фрагментов бактериальной хромосомы).


МУТАЦИИПо протяженности изменений повреждения ДНК различают точечные мутации, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов, и протяженные или

Слайд 8КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИЙ
По происхождению:
Спонтанные («дикие»). Причины:
ошибки репликации,
нарушение комплементарности,

структурные искажения ДНК под действием естественных мутагенов.
Вызывают благоприятные и неблагоприятные генетические изменения (1 мутация на 106-107 клеток). Число мутантов в клеточной популяции – 10–4-10–11. Для гена частота мутирования – 10–5, для определенной пары нуклеотидов – 10–8, но популяция бактерий огромна, и они размножаются быстро.
Обратные мутации (реверсии) возвращают
Спонтанно мутировавашую клетку к исходному
генетическому состоянию.
КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИЙПо происхождению: Спонтанные («дикие»). Причины: ошибки репликации, нарушение комплементарности, структурные искажения ДНК под действием естественных мутагенов.

Слайд 9ТИПЫ МУТАЦИЙ
Модификация оснований – химическое изменение азотистого основания, приводящее к

изменению кодона.
Деформации спирали ДНК (структурные искажения ДНК) в результате индуцированной УФ-излучением димеризации нуклеотидов. Образовавшееся циклобутановое кольцо нарушает симметрию ДНК.
«Молчащие» мутации (мутации «без изменения смысла») вследствие вырожденности генетического кода (смутировавший триплет кодирует ту же аминокислоту).
Миссенс-мутации (мутации «с изменением смысла»).
Нонсенс-мутации («бессмысленные») приводят к образованию кодонов-терминаторов: УАГ, УАА, УГА.
ТИПЫ МУТАЦИЙ Модификация оснований – химическое изменение азотистого основания, приводящее к изменению кодона. Деформации спирали ДНК (структурные

Слайд 10ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ МУТАЦИИ
Мутация, приводящая к потере функции, – прямая мутация.

Мутация, восстанавливающая генотип и фенотип, – обратная мутация или прямая реверсия. Если мутация восстанавливает фенотип, не восстанавливая генотип, – супрессорная мутация. Супрессорные мутации могут возникать как в пределах того самого гена, в котором произошла первичная мутация, так и в других генах или могут быть связаны с мутациями в тРНК.
ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ МУТАЦИИМутация, приводящая к потере функции, – прямая мутация. Мутация, восстанавливающая генотип и фенотип, –

Слайд 11РЕПАРАЦИЯ ДНК
Репарация ДНК – восстановление исходной структуры ДНК.
Совокупность ферментов, катализирующих коррекцию

повреждений ДНК, – система репарации.
Направления коррекции дефектов ДНК:
1. Реверсия от поврежденной ДНК к исходной структуре (изменения исправляются с помощью одной ферментативной реакции).
2. «Вырезание» повреждений с последующим восстановлением исходной структуры (эксцизионная репарация).
3. Активация механизмов, обеспечивающих выживание при повреждении ДНК (восстановление исходной структуры ДНК в результате рекомбинации).

Первичная мутация может быть компенсирована
вторичной мутацией, которая произошла внутри
мутировавшего гена (интрагенная мутация) или
в другом гене (экстрагенная мутация).


РЕПАРАЦИЯ ДНКРепарация ДНК – восстановление исходной структуры ДНК.Совокупность ферментов, катализирующих коррекцию повреждений ДНК, – система репарации. Направления

Слайд 12ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ У БАКТЕРИЙ
Генетическая рекомбинация – это взаимодействие между двумя

геномами, т.е. между двумя ДНК, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, сочетающей гены обоих родителей. Клетки, образующиеся в результате этого процесса – рекомбинанты.
Рекомбинация у прокариот характеризуется неравным участием родительских клеток в обмене генетическим материалом. При рекомбинации у бактерий не происходит истинного слияния клеток (не образуются диплоиды), а часть генетического материала донорной клетки переносится в реципиентную клетку, которая становится частичным диплоидом (мерозиготой).
Происхождение и размер переносимого участка ДНК:
участок хромосомы бактериальной клетки-донора,
ДНК фага,
сконструирован методом генной инженерии.
Способы переноса генетического материала:
от одной клетки к другой при их физическом контакте,
перенос участков ДНК фагами,
плазмидами.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ У БАКТЕРИЙ Генетическая рекомбинация – это взаимодействие между двумя геномами, т.е. между двумя ДНК, обладающими

Слайд 13СУДЬБА ПЕРЕНОСИМОЙ ДНК
Если переносимая ДНК содержит участок, гомологичный какому-
ибо участку хромосомы

бактерии-реципиента:
спаривание → затем интеграция → образование рекомбинантной хромосомы.
Если интеграция не происходит, то переносимый участок ДНК
может сохраниться, но не реплицироваться в клетке либо
деградировать под действием ферментов клетки реципиента – это называется ограничение хозяином.

СУДЬБА ПЕРЕНОСИМОЙ ДНКЕсли переносимая ДНК содержит участок, гомологичный какому-ибо участку хромосомы бактерии-реципиента:спаривание → затем интеграция → образование

Слайд 14МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕНОСА ДНК
Рекомбинация у бактерий (горизонтальный перенос генов) – конечный этап

передачи генетического материала между бактериями, которая осуществляется 3-мя механизмами:
трансформация;
конъюгация;
трансдукция.
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕНОСА ДНКРекомбинация у бактерий (горизонтальный перенос генов) – конечный этап передачи генетического материала между бактериями, которая

Слайд 15
Трансформация (лат. transformatio –

преобразование, превращение) – это перенос чужеродной ДНК от одних
штаммов или видов бактерий другим.
Штамм, в который переносится генетическая информация, – реципиент (лат. recipiens – принимающий).
Штамм, из которого переносится ДНК, –
донор (лат. donare – дарить, жертвовать).
Трансформация открыта Ф. Гриффитсом с двумя штаммами пневмококка S- и R-формы (бескапсульный, авирулентный).

Фредерик Гриффитс
(1879-1941, Англия)


Трансформация (лат. transformatio – преобразование, превращение) – это перенос чужеродной

Слайд 16ТРАНСФОРМАЦИЯ
Трансформация – у стафилококков, бацилл, клубеньковых бактерий,
бруцелл, агробактерий, шигелл, сальмонелл (более

50 видов), но
лучше всего изучена у В. subtilis, Haemophylus influenzae,
Streptococcus pneumoniae.
При трансформации переносятся гены, кодирующие синтез:
капсульных полисахаридов,
специфических белковых антигенов,
ферментов, аминокислот, витаминов, азотистых оснований,
резистентность к антибиотикам и ядам;
способность образовывать клубеньки,
способность метаболизировать углеводы,
вирулентность,
чувствительность к бактериофагу,
пигментообразование,
спорообразование.


ТРАНСФОРМАЦИЯТрансформация – у стафилококков, бацилл, клубеньковых бактерий,бруцелл, агробактерий, шигелл, сальмонелл (более 50 видов), нолучше всего изучена у

Слайд 17ТРАНСФОРМАЦИЯ
Максимальная масса фрагмента, обладающего высокой трансформирующей активностью, – около 0,3 %

бактериальной хромосомы (15 генов).
Сцепленная трансформация – перенос двух и более рядом расположенных генов одним фрагментом ДНК.
Несцепленная трансформация – перенос генов разными фрагментами ДНК либо одним, но гены не расположены рядом.
Трансформанты несут признаки реципиента и клетки-донора. По количеству переносимых признаков они бывают одиночными, двойными.
Гомотрансформация – перенос генетической информации от одного штамма бактерий к другому ДНК (в пределах одного вида). Гетеротрансформация – перенос ДНК от одного вида бактерий к другому.
Трансформацию у бактерий используют для проведения гибридологического анализа различных мутаций (устойчивости к антибиотикам), для установления филогенетического родства донора и реципиента, в селекции микробов.
ТРАНСФОРМАЦИЯМаксимальная масса фрагмента, обладающего высокой трансформирующей активностью, – около 0,3 % бактериальной хромосомы (15 генов). Сцепленная трансформация

Слайд 18КОНЪЮГАЦИЯ
Конъюгация (лат. conjugatio – сопряжение, совокупление) открыта
при совместном выращивании двух

ауксотрофных мутантов Е. coli.
Половая дифференциация у бактерий: бактерия – донор –
мужская клетка F+ (англ. fertility – плодовитость), вторая – реципиент –
женская клетка F–.
Конъюгация – это однонаправленный перенос генетического
материала от донорной к реципиентной клетке при их
непосредственном физическом контакте.
КОНЪЮГАЦИЯ Конъюгация (лат. conjugatio – сопряжение, совокупление) открыта при совместном выращивании двух ауксотрофных мутантов Е. coli. Половая

Слайд 19ТРАНСДУКЦИЯ

Трансдукция – перенос фагом фрагментов ДНК от одних бактерий к другим.


Фаги переносят гены, кодирующие способость сбраживать углеводы,
образовывать жгутики у неподвижных штаммов (сальмонеллы),
резистентность к антибиотикам, спорообразование, вирулентность, синтез
аминокислот, ферментов, витаминов. Осуществляют трансдукцию
умеренные фаги. Один и тот же фаг может трансдуцировать различные признаки: использование углеводородов и антибиотикоустойчивость.
Полученные при трансдукции рекомбинанты – трансдуктанты.
ТРАНСДУКЦИЯ Трансдукция – перенос фагом фрагментов ДНК от одних бактерий к другим. Фаги переносят гены, кодирующие способость

Слайд 20ВИДЫ ТРАНСДУКЦИИ
Общая (генерализованная, или множественная, или
неспецифическая) трансдукция – перенос от

клеток-доноров к
еципиентам любого гена или нескольких генов. Переносится до
2,5% хромосомы бактерий.
2. Специфическая (ограниченная) трансдукция –
передача одного или нескольких генов,
локализованных на бактериальной
хромосоме около профага. Этот тип трансдукции
осуществляется дефектными умеренными
фагами.
Сцепленная трансдукция – фаг переносит
реципиенту несколько сцепленных генов
одновременно.
Несцепленная – отдельные гены донора
трансдуцируются порознь.

ВИДЫ ТРАНСДУКЦИИ Общая (генерализованная, или множественная, илинеспецифическая) трансдукция – перенос от клеток-доноров к еципиентам любого гена или

Слайд 21ТРАНСДУКЦИЯ
Переносимый при трансдукции фрагмент ДНК может:
1) сегрегировать (удаляться);
2) включаться в

хромосому;
3) фрагмент ДНК может не включаться в геном клетки-реципиента, а передаваться по наследству только по одной линии клеток. Это
абортивная трансдукция.
Трансдукция – у псевдомонад, стафилококков, бацилл, у БГКП.
Трансдукцию используют для картирования бактерий, в гибридологическом анализе признаков микробов. С ее помощью обнаружено сцепление генов, Родственные биохимические функции.
ТРАНСДУКЦИЯ Переносимый при трансдукции фрагмент ДНК может:1) сегрегировать (удаляться); 2) включаться в хромосому; 3) фрагмент ДНК может

Слайд 22ЛИЗОГЕНИЯ
Лизис бактерий фагом – не единственный тип взаимодействия фага
и бактерий. Существует

взаимодействие, при котором фаг не
разрушает бактерию, а лизогенизирует ее, т. е. делает способной
продуцировать фаги вследствие присутствия в их геноме
фаговой ДНК.
Лизогенные бактерии – единственный пример здоровых клеток, сохраняющих в течение долгого времени потенциальную способность продуцировать вирусы.

ЛИЗОГЕНИЯ Лизис бактерий фагом – не единственный тип взаимодействия фагаи бактерий. Существует взаимодействие, при котором фаг неразрушает

Слайд 23МЕТОД ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Это комплекс молекулярно-генетических методов, с помощью
которых конструируются гены, затем

они вводятся в геном
реципиентной клетки и в ней возникают новые признаки:
выделение ДНК из клетки;
фрагментация ДНК помощью рестриктаз путем гидролиза, дробления ультразвуком → образование двунитевых фрагментов ДНК с разными концами – «липкими», прямыми;
очистка отдельных фрагментов (или их синтез);
модификация;
направленное мутирование изолированных генов;
формирование у заданного фрагмента ДНК концов нужного
строения для последующего его объединения
с узкоспециализированным вектором.

МЕТОД ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИЭто комплекс молекулярно-генетических методов, с помощьюкоторых конструируются гены, затем они вводятся в геном реципиентной клетки

Слайд 24ВЕКТОРЫ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Векторы – молекулы ДНК, способные переносить и стабильно
поддерживать

в реципиентных клетках чужеродную генетическую
информацию. В качестве векторов используют природные ДНК
плазмид и вирусов, которые предварительно модифицируют, чтобы
они отвечали требованиям вектора:
1) быть репликоном; 2) содержать селективный маркер (часто гены
устойчивости к антибиотикам), 3) иметь в каждой молекуле
минимальное количество сайтов узнавания для той или иной
рестриктазы.
ВЕКТОРЫ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИВекторы – молекулы ДНК, способные переносить и стабильноподдерживать в реципиентных клетках чужеродную генетическуюинформацию. В

Слайд 25ПЕРЕНОС ГЕНОВ
В векторы с помощью ДНК-лигаз встраивают in vitro определенные
гены (фрагменты

ДНК с «липкими» концами). Получают
молекулярные гибриды – химеры,
или рекомбинантные молекулы
ДНК. Затем эти молекулы вводят
в реципиентную клетку (интактную
либо сферо- или протопласты)
путем трансформации
ПЕРЕНОС ГЕНОВВ векторы с помощью ДНК-лигаз встраивают in vitro определенныегены (фрагменты ДНК с «липкими» концами). Получаютмолекулярные гибриды

Слайд 26ВЕКТОРЫ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Созданы:
а) векторы для амплификации генов (умножение числа),
б) векторы

для секвенирования генов (определение нуклеотидной последовательности),
в) векторы-интмиды, осуществляющие интеграцию клонируемого гена в бактериальную хромосому,
г) векторы-космиды, упаковывающие рекомбинантные молекулы ДНК in vitro в головки фагов),
д) челночные векторы, способные реплицироваться в клетках многих видов бактерий.
ВЕКТОРЫ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИСозданы:а) векторы для амплификации генов (умножение числа),б) векторы для секвенирования генов (определение нуклеотидной последовательности),

Слайд 27ПЛАЗМИДНЫЕ И ФАГОВЫЕ ВЕКТОРЫ
Плазмидные векторы могут включать фрагменты ДНК любых
размеров, их

используют для клонирования небольших
фрагментов ДНК.
Фаговые векторы имеют ограниченную емкость (емкость
головки фага), и это дает возможность селекционировать
рекомбинантные молекулы ДНК по молекулярной массе. Фаговые
векторы позволяют клонировать гены, продукты которых токсичны
для клетки.
Скрининг – отбор среди клонов
трансформированных клеток.

ПЛАЗМИДНЫЕ И ФАГОВЫЕ ВЕКТОРЫПлазмидные векторы могут включать фрагменты ДНК любыхразмеров, их используют для клонирования небольшихфрагментов ДНК. Фаговые

Слайд 28Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты — рестриктазы и лигазы.

С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.


Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.
Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты — рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор

Слайд 29МУТАЦИИ…

МУТАЦИИ…

Слайд 30Селекция
Одомашненная пшеница происходит от дикого подвида, растущего на горе Карачадаг (юго-восток

Турции) - в 30 км от древнейшего храмового комплекса Гёбекли-Тепе (12 - 9 тыс. лет).

Первая пшеница – это мутант
с неопадающими зёрнами

Селекция первых сортов осуществлялась по прочности колоса, который должен выдерживать жатву, по устойчивости к полеганию и по размеру зерна.
СелекцияОдомашненная пшеница происходит от дикого подвида, растущего на горе Карачадаг (юго-восток Турции) - в 30 км от

Слайд 31Группы сортов кукурузы
Различаются по структуре эндосперма — соотношению твёрдого и мягкого

крахмала, содержанию олигосахаридов
Группы сортов кукурузыРазличаются по структуре эндосперма — соотношению твёрдого и мягкого крахмала, содержанию олигосахаридов

Слайд 32Никстамализация кукурузы
С древних времён в Мексике спелые зёрна кукурузы варят в

щелочных растворах (с золой и известью), а затем очищают от оболочек и используют для приготовления кукурузной муки (для теста) и др.:

- повышается вязкость теста;
- улучшается усвоение аминокислот и ниацина;
- повышается содержание кальция в пище;
- дезактивируются плесневые токсины.

Никстамализация кукурузыС древних времён в Мексике спелые зёрна кукурузы варят в щелочных растворах (с золой и известью),

Слайд 33обычное зерно
ЗЕРНО, ОБРАБОТАННОЕ
В ЩЕЛОЧНОМ РАСТВОРЕ

обычное зерноЗЕРНО, ОБРАБОТАННОЕ В ЩЕЛОЧНОМ РАСТВОРЕ

Слайд 34
Различные сорта кукурузы,
выращиваемые в Перу и Боливии

Различные сорта кукурузы, выращиваемые в Перу и Боливии

Слайд 35Кукуруза «GlassGem» - «Стеклянная жемчужина»

Кукуруза «GlassGem» - «Стеклянная жемчужина»

Слайд 36
Из кукурузы готовят напиток «чича морада»

Из кукурузы готовят напиток «чича морада»

Слайд 37МЕСТНЫЕ СОРТА РАСТЕНИЙ
Различные сорта картофеля, выращиваемые в Перу

МЕСТНЫЕ СОРТА РАСТЕНИЙ Различные сорта картофеля, выращиваемые в Перу

Слайд 38
Перед хранением картофель
замораживают и высушивают

Перед хранением картофель замораживают и высушивают

Слайд 39Декоративные пищевые растения
земляника ананасная «Пайнберри»
томат «Индиго Роуз»

Декоративные пищевые растенияземляника ананасная «Пайнберри»томат «Индиго Роуз»

Слайд 41Использование трансгенных микроорганизмов в медицине.
К самому большому классу лекарств, получаемых путем

микробного синтеза, относятся антибиотики. Сегодня известно более 6 000 видов антибиотиков, более 100 из которых находят применение в медицинской практике, в том числе при лечении таких тяжелых заболеваний, как туберкулез, менингит, плеврит, пневмония.
Вторым классом лекарственных препаратов, производимых биотехнологическим путем в микроорганизмах, являются гормоны. Два основных типа гормонов, различающихся по молекулярному строению: стероидные и пептидные. Среди стероидных гормонов можно выделить кортизон и преднизолон, которые широко используют при лечении различных аллергических заболеваний. Пептидные гормоны сейчас практически целиком производятся путем синтеза с помощью генетически модифицированных микроорганизмов. Сюда можно отнести инсулин, а также такие антивирусные, антиопухолевые и иммуномодулирующие агенты, как интерфероны и интерлейкины.

Использование трансгенных микроорганизмов в медицине.К самому большому классу лекарств, получаемых путем микробного синтеза, относятся антибиотики. Сегодня известно

Слайд 42Использование трансгенных микроорганизмов в медицине
Особое место среди лекарственных средств занимают ферменты,

которые в широком диапазоне могут синтезировать ГМ-микроорганизмы. Ферменты используются – для лечения самых различных патологий: протеазы и липазы – для коррекции пищеварения; протеазы – для удаления некротических тканей, протеиназы с фибринолитическим действием – для растворения тромбов, а антикоагулянты, например плазмин, эффективны при лечении инфаркта миокарда и многие другие.
Важный вклад микробной трансгенной биотехнологии в медицину состоит в получении профилактических препаратов, в первую очередь это производство вакцин против различных инфекций.
Использование трансгенных микроорганизмов в медицинеОсобое место среди лекарственных средств занимают ферменты, которые в широком диапазоне могут синтезировать

Слайд 43Химеры – организмы, состоящие из генетически разнородных тканей.
Гарпия- дочь морского

божества

Василиск- мифическое создание с головой петуха, глазами жабы и телом змеи

Химеры – организмы, состоящие из генетически разнородных тканей. Гарпия- дочь морского божестваВасилиск- мифическое создание с головой петуха,

Слайд 44Химер научились делать генетики


Трансгенные козы дают уникальное молоко, заменяющее грудное

молока человека
Химер научились делать генетики Трансгенные козы дают уникальное молоко, заменяющее грудное молока человека

Слайд 45Созданы трансгенные коровы, в молоке которых содержится человеческий белок лактоферрин, необходимый

для питания грудных детей, больных и ослабленных людей.

В литре молока обычной коровы содержится 0,02 г лактоферрина. В литре молока коров корпорации «Gene Farm» – 1 грамм человеческого лактоферрина. Все они – потомки быка по кличке Герман, который родился в 1990 году в Голландии.

ТРАНСГЕННЫЙ КРС

Созданы трансгенные коровы, в молоке которых содержится человеческий белок лактоферрин, необходимый для питания грудных детей, больных и

Слайд 46ТРАНСГЕННЫЕ КОЗЫ
совместный российско-белорусский проект «БелРосТрансген», работа началась в 2002 году;
цель

проекта - промышленный выпуск детского питания для грудных детей на основе козьего молока с человеческим лактоферрином;
задача – получить коз, выдающих до 50 г/л лактоферрина в молоке;
в 2007 году родились первые трансгенные козлики Лак-1 и Лак-2;
весной 2009 родились четыре козочки и восемь козликов, половина потомства наследует необходимый ген.
ТРАНСГЕННЫЕ КОЗЫсовместный российско-белорусский проект «БелРосТрансген», работа началась в 2002 году; цель проекта - промышленный выпуск детского питания

Слайд 47Лак-1 и Лак-2 (г. Жодино, 2007 г.)

Лак-1 и Лак-2 (г. Жодино, 2007 г.)

Слайд 48Потомственный «лактоферриновый» козленок (Жодино, весна 2009 г.)

Потомственный «лактоферриновый» козленок (Жодино, весна 2009 г.)

Слайд 49Часто гибридные организмы существуют только на уровне молекул или небольших зародышей, не выходя за пределы

пробирки. Но уже реально существуют не только отдельныеорганизмы-химеры растений и животных, но и их многочисленное потомство; на их основе созданы сортарастений и группы животных с определенными признаками. 

длинноносая химера - представитель уникального вида рыб, относящегося к семейству носатых химер.

Часто гибридные организмы существуют только на уровне молекул или небольших зародышей, не выходя за пределы пробирки. Но уже реально существуют не только

Слайд 51Трансгенные животные


Онкомышь с геном, вызывающим рак
«Бельгийская голубая» порода коров с двойным

мускульным геном.

Порода свиней с геном «роста»

Трансгенные животныеОнкомышь с геном, вызывающим рак«Бельгийская голубая» порода коров с двойным мускульным геном.Порода свиней с геном

Слайд 52Животные, выведенные методом генной инженерии
Флуоресцентный кролик и мышь с геном медузы

Животные, выведенные методом генной инженерии Флуоресцентный кролик и мышь с геном медузы

Слайд 54ТРАНСГЕННЫЕ РЫБЫ
За год трансгенные лососи (а) вырастают в 10

- 11 раз крупнее обычных, тиляпии (b) в 1,5 - 2 раза крупнее обычных

Корнилова О.А.

ТРАНСГЕННЫЕ РЫБЫ За год трансгенные лососи (а) вырастают в 10 - 11 раз крупнее обычных, тиляпии

Слайд 55В 2005 г. фирма «Origen Therapeutics» (Калифорния) в куриных яйцах получила

антитела к раку предстательной железы человека. Противораковая активность этих антител оказалась в 10-100 раз большей, чем у антител, полученных другими методами.
В 2005 г. британская «Oxford Biomedica» в сотрудничестве с американской компанией «Viragen» и Рослинским институтом получила в белке трансгенных яиц антитела против одного из видов рака кожи – меланомы.

ТРАНСГЕННЫЕ КУРЫ

Корнилова О.А.

В 2005 г. фирма «Origen Therapeutics» (Калифорния) в куриных яйцах получила антитела к раку предстательной железы человека.

Слайд 56«СВЕТЯЩИЕСЯ» ТКАНИ У ТРАНСГЕННЫХ КУР
Корнилова О.А.

«СВЕТЯЩИЕСЯ» ТКАНИ У ТРАНСГЕННЫХ КУРКорнилова О.А.

Слайд 57Вместо 3 — 5 лет, необходимых для получения сорта растений, в

скотоводстве для формирования типа, линии или семейства необходимы 30 — 35 лет непрерывной селекции.

СКОТОВОДСТВО

Корнилова О.А.

Вместо 3 — 5 лет, необходимых для получения сорта растений, в скотоводстве для формирования типа, линии или

Слайд 58ДРЕВНИЕ ПОРОДЫ КРС
Нелоре, или онголе – выведена в Индии 4000 лет

назад. С 1868г. разводят в Бразилии. Сегодня 80% поголовья КРС Бразилии (около 100 млн. голов) - нелоре.





Маркеджана – 45% современного поголовья КРС в Италии. Разводят с V-го века н.э.

Корнилова О.А.

ДРЕВНИЕ ПОРОДЫ КРСНелоре, или онголе – выведена в Индии 4000 лет назад. С 1868г. разводят в Бразилии.

Слайд 59 Герефорд – самая многочисленная в мире порода мясного скота.

Выведена в Южной Англии,
в XVIII в. Хорошо переносит жаркий климат.




Галловейская порода (Шотландия) – самая старая порода в Великобритании. Широко распространена в мире, как мясной скот.

Корнилова О.А.

Герефорд – самая многочисленная в мире порода мясного скота. Выведена в Южной Англии,

Слайд 60Абердин-ангус – порода мясного скота.

Выведена в Шотландии, в XIX в.



Дают мраморное мясо.

Хорошо переносят суровый климат, морозы.

Корнилова О.А.

Абердин-ангус – порода мясного скота. Выведена в Шотландии, в XIX в. Дают мраморное мясо. Хорошо переносят суровый

Слайд 61Выведены породы мясного скота с «двойной мускулатурой» - бельгийская голубая, пьемонтская,

партенезская.

У этих животных не работают гены миостатина – белка, подавляющего рост мышц. Поэтому мышечная масса у них значительно больше, чем у обычного мясного скота.

Корнилова О.А.

Выведены породы мясного скота с «двойной мускулатурой» - бельгийская голубая, пьемонтская, партенезская. У этих животных не работают

Слайд 62Мясные породы КРС
Партенезский скот (Франция, Ирландия)
Корнилова О.А.

Мясные породы КРСПартенезский скот (Франция, Ирландия)Корнилова О.А.

Слайд 63Мясные породы КРС
Пьемонтский скот (Италия)
Корнилова О.А.

Мясные породы КРСПьемонтский скот (Италия)Корнилова О.А.

Слайд 64Мясные породы КРС
Бельгийский голубой скот
Корнилова О.А.

Мясные породы КРСБельгийский голубой скотКорнилова О.А.

Слайд 65Голштинская, или голштино-фризская порода – выведена в Голландии в 1 в.н.э.

Сегодня – самый популярный молочный скот в мире.





Ярославская порода (молочная) – выведена в XIX веке в Ярославской губернии длительным отбором наиболее продуктивных местных животных и разведением лучшего скота "в себе".
Голштинская, или голштино-фризская порода – выведена в Голландии в 1 в.н.э. Сегодня – самый популярный молочный скот

Слайд 66Калмыцкая порода (мясная) – выведена в начале XVII века кочевыми калмыцкими

племенами.






Якутская порода – выведена около 2000 лет назад в условиях Крайнего Севера. Высота в холке 113 см., масса 370 кг, удой молока 1500 л, жирность молока 5,6%, потребность в кормах – 2 тонны сена на весь год.

Корнилова О.А.

Калмыцкая порода (мясная) – выведена в начале XVII века кочевыми калмыцкими племенами.Якутская порода – выведена около 2000

Слайд 67В Сибири выведен тип герефордов "садовский", обладающий устойчивостью к гнусу и

хорошо приспособленный к использованию лесных и таежных пастбищ;
В Смоленском НИИСХ выведен тип "смоленский" бурой швицкой породы, он имеет высокую сопротивляемость к лейкозу, туберкулезу, бруцеллезу.


Корнилова О.А.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ МЯСНОЙ СКОТ

В Сибири выведен тип герефордов

Слайд 68СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КРС –
КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
В мире насчитывается около 1,5

млрд голов КРС.
Большинство поголовья скота выращивается в США (преобладает интенсивное скотоводство), Бразилии и Китае (преобладает экстенсивное скотоводство),
По производству и экспорту молока лидируют Новая Зеландия и Евросоюз.

Корнилова О.А.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КРС – КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТАВ мире насчитывается около 1,5 млрд голов КРС.Большинство поголовья скота выращивается

Слайд 69ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС
Шотландский высокогорный скот

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРСШотландский высокогорный скот

Слайд 70ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС
Скот ватусси (Африка, Конго)

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРССкот ватусси (Африка, Конго)

Слайд 71ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС
Техасский лонгхорн (США)

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРСТехасский лонгхорн (США)

Слайд 72ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС
Миниатюрный герефорд (Англия)

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРСМиниатюрный герефорд (Англия)

Слайд 73ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС
«Мутоновая» корова (США)

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ КРС«Мутоновая» корова (США)

Слайд 74ДЕКОРАТИВНЫЕ КОЗЫ
Камерунская карликовая коза

ДЕКОРАТИВНЫЕ КОЗЫКамерунская карликовая коза

Слайд 75«Обморочные» козы (миотонические)

«Обморочные» козы (миотонические)

Слайд 76В Якутии получены гибриды снежного барана – толсторога и домашней овцы

В Якутии получены гибриды снежного барана – толсторога и домашней овцы

Слайд 77СВИНОВОДСТВО
Самая динамично развивающаяся отрасль животноводства (более 1 млрд. голов).
Более половины мирового

поголовья свиней приходится на Азию, прежде всего на Китай.
Во многих странах свиней не разводят и не употребляют в пищу по религиозным соображениям.
СВИНОВОДСТВОСамая динамично развивающаяся отрасль животноводства (более 1 млрд. голов).Более половины мирового поголовья свиней приходится на Азию, прежде

Слайд 78Голландская компания «Euribrid» («Nutreco») применяет геномную селекцию, или генетическую селекцию, основанную

на результатах исследований ДНК, в программе селекции свиней («Hypor»).

В отечественном свиноводстве выведен заводской гибрид «григорополисский» с высокими мясными и откормочными качествами.
Голландская компания «Euribrid» («Nutreco») применяет геномную селекцию, или генетическую селекцию, основанную на результатах исследований ДНК, в программе

Слайд 79ДЕКОРАТИВНЫЕ СВИНЬИ
Минипиг

ДЕКОРАТИВНЫЕ СВИНЬИМинипиг

Слайд 80ОТЕЧЕСТВЕННОЕ КОНЕВОДСТВО
В Башкирии выведены внутрипородные типы башкирской лошади – «учалинский», с

хорошей способностью к нагулу, и «Линия Спектра» с ярко выраженным молочным типом телосложения и средней молочностью более 2,5 тысячи килограммов за пять-шесть месяцев доения.

Широко распространяется в предгорной и горной зонах Алтая новоалтайская порода лошадей мясной продуктивности.
ОТЕЧЕСТВЕННОЕ КОНЕВОДСТВОВ Башкирии выведены внутрипородные типы башкирской лошади – «учалинский», с хорошей способностью к нагулу, и «Линия

Слайд 81ЯКУТСКАЯ ЛОШАДЬ

ЯКУТСКАЯ ЛОШАДЬ

Слайд 82ДЕКОРАТИВНЫЕ ЛОШАДИ
Карликовая лошадь
рядом с собакой и

обычной
лошадью

ДЕКОРАТИВНЫЕ ЛОШАДИ Карликовая лошадь рядом с собакой и обычной лошадью

Слайд 83«КУДРЯВАЯ» ЛОШАДЬ

«КУДРЯВАЯ» ЛОШАДЬ

Слайд 84ИНДИЙСКИЕ ЛОШАДИ ПОРОДЫ «МАРВАРИ»
Главная внешняя особенность марварийских лошадей – закрученные

внутрь кончики ушей.
ИНДИЙСКИЕ ЛОШАДИ ПОРОДЫ «МАРВАРИ» Главная внешняя особенность марварийских лошадей – закрученные внутрь кончики ушей.

Слайд 85
карликовая лошадь - поводырь

карликовая лошадь - поводырь

Слайд 86ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ ДРУГИХ ЖИВОТНЫХ

ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОРОДЫ ДРУГИХ ЖИВОТНЫХ

Слайд 87Селекция кошек
ликои (кошка-оборотень), саванна (гибрид с сервалом)

Селекция кошекликои (кошка-оборотень), саванна (гибрид с сервалом)

Слайд 88СЕЛЕКЦИЯ СОБАК
Приобретают популярность «дизайнерские породы», например, «лабрадудль» - помесь

лабрадора и пуделя.
СЕЛЕКЦИЯ СОБАК Приобретают популярность «дизайнерские породы», например, «лабрадудль» - помесь лабрадора и пуделя.

Слайд 89 Новые критерии отбора — по носительству некоторых генов, например,

мутантной аллели гена MDR1, приводящей к непереносимости некоторых лекарственных средств.
Новые критерии отбора — по носительству некоторых генов, например, мутантной аллели гена MDR1, приводящей к

Слайд 90ПТИЦЕВОДСТВО
Мировое производство яйца.

В конце 1960-х годов в контрольных испытаниях яйценоскости участвовали

52 фирмы по разведению племенной птицы;

Сегодня осталось только два больших холдинга и несколько небольших фирм.
ПТИЦЕВОДСТВОМировое производство яйца.В конце 1960-х годов в контрольных испытаниях яйценоскости участвовали 52 фирмы по разведению племенной птицы;Сегодня

Слайд 91КРОССЫ (ГИБРИДЫ) КУР
В птицеводстве используется преимущественно гибридная птица –

трёхлинейные или четырёхлинейные кроссы.
КРОССЫ (ГИБРИДЫ) КУР В птицеводстве используется преимущественно гибридная птица – трёхлинейные или четырёхлинейные кроссы.

Слайд 92

Доминантный ген медленной оперяемости:
петушки – медленно-оперяющиеся

(генотип Kk),
курочки – быстро-оперяющиеся (генотип k¯).

суточный возраст
Доминантный ген медленной оперяемости: петушки – медленно-оперяющиеся (генотип Kk), курочки – быстро-оперяющиеся

Слайд 93БАЗОВЫЕ ПОРОДЫ КУР
Яичные линии кур основаны на старинных породах Род-Айланд (красные)

и Белый леггорн (белые).

Бройлерные линии кур основаны на линиях мясной породы Корниш и мясо-яичной породы Плимутрок.
БАЗОВЫЕ ПОРОДЫ КУРЯичные линии кур основаны на старинных породах Род-Айланд (красные) и Белый леггорн (белые).Бройлерные линии кур

Слайд 94В мировом яичном птицеводстве сегодня существует всего два конкурирующих генофонда, принадлежащих

компаниям «Ломан-Хай-Лайн» и «Хендрикс Дженетикс».

Сегодня прародителей яичной птицы в Россию поставляет только голландская компания “Хендрикс Дженетикс”, известная кроссами Иза-Браун и Хайсекс-Браун.

ЯИЧНОЕ ПТИЦЕВОДСТВО

В мировом яичном птицеводстве сегодня существует всего два конкурирующих генофонда, принадлежащих компаниям «Ломан-Хай-Лайн» и «Хендрикс Дженетикс».Сегодня прародителей

Слайд 95Из отечественных пород сохранились в масштабах птицефабрики только породы Кучинская юбилейная,

Адлерская серебристая, Московская чёрная (ППЗ «Кучинский» в Московской обл.).
Все остальные породы кур содержатся энтузиастами – любителями домашней птицы или в небольших генетических питомниках (Сергиев-Посад, Пушкин и др.).

ЯИЧНОЕ ПТИЦЕВОДСТВО

Из отечественных пород сохранились в масштабах птицефабрики только породы Кучинская юбилейная, Адлерская серебристая, Московская чёрная (ППЗ «Кучинский»

Слайд 96ДЕКОРАТИВНОЕ ПТИЦЕВОДСТВО
Павловская порода Бойцовая порода

ДЕКОРАТИВНОЕ ПТИЦЕВОДСТВОПавловская порода Бойцовая порода

Слайд 97Геном человека
1. Геном –весь наследственный аппарат клетки, её ДНК
2

.Секвенирование ДНК – выяснение нуклеотидной
последовательности цепочки ДНК

3. Картирование - определение положения гена по отношению
к другим генам - генетическое
к другим ДНК последовательностям -
молекулярное или позиционное
к рисунку дифференциальной окраске -
хромосомное
4. Идентификация гена – установление наличия гена в библиотеке кДНК, его картирование, выделение в чистом виде, клонирование вне организма


Геном человека1. Геном –весь наследственный аппарат клетки, её ДНК2 .Секвенирование ДНК – выяснение нуклеотидной

Слайд 98Генетическое картирование основано на методах классической генетики –определении групп сцепления, частоты

рекомбинации и построении генетических карт, где единицей измерения служат проценты рекомбинации, или сантиморганы (сМ).
Цитогенетическое картирование осуществляется с применением методов цитогенетики, когда для локализации каких-либо нуклеотидных последовательностей и определения их взаимного расположения используются цитологические препараты.
Физическое картирование – это обширная группа молекулярно-биологических методов, позволяющая строить карты генома (обычно их называют физическими) высокого уровня разрешения и определять расстояния между локализуемыми нуклеотидными последовательностями с точностью от нескольких десятков тысяч п.н. до одной нуклеотидной пары.

Генетическое картирование основано на методах классической генетики –определении групп сцепления, частоты рекомбинации и построении генетических карт, где

Слайд 99 ГЕНЫ и ХРОМОСОМЫ
Кариотип человека
2n =46 диплоидный

набор
1n = 23 –гаплоидный набор
Эухроматин
Гетерохроматин
ГЕНЫ и ХРОМОСОМЫ Кариотип человека 2n =46 диплоидный набор 1n = 23 –гаплоидный

Слайд 100
ПРОЕКТ
ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА
ОФИЦИАЛЬНО
ЗАВЕРШЕН
20 апреля 2003г.

ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА АКТИВНО ПРОДОЛЖАЮТСЯ

ПРОЕКТГЕНОМ ЧЕЛОВЕКАОФИЦИАЛЬНО ЗАВЕРШЕН20 апреля 2003г.ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА АКТИВНО ПРОДОЛЖАЮТСЯ

Слайд 101ОДИН ИЗ ПЕРВЫХ ДИПЛОИДНЫЙ ГЕНОМОВ РАСШИФРОВАН в 2007г. - ЭТО ГЕНОМ

KRAIG VENTER

ЕГО ГЕНОМ состоит из 2,81 миллиардов пар оснований и содержит более 4,1 миллионов полиморфных сайтов:
однонуклеотидные (3 213 401) и блочные (53 823) замены,
инсерции/делеции (851 575),
инверсии (90)
несколько дупликаций сегментов и вариаций.
44% из 20 488 генов Вентера гетерозиготны. Это открытие - самое неожиданное и интересное. Приведены некоторые аллели, увеличивающие риск развития различных заболеваний

Levy S, Sutton G, Ng PC, Feuk L, Halpern AL, et al. The Diploid Genome Sequence of an Individual Human // PLoS Biology Vol. 5, No. 10, e254.

ОДИН ИЗ ПЕРВЫХ ДИПЛОИДНЫЙ ГЕНОМОВ РАСШИФРОВАН в 2007г. - ЭТО ГЕНОМ KRAIG VENTER ЕГО ГЕНОМ состоит

Слайд 102ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА
1. Число нуклеотидов -

3 164.7 х 10 6
эухроматин – 2 900 х 10 6 гетерохроматин – 0.3 х 106

2. Транскрибируемая часть (до РНК) - 28-30%
Транслируемая до белков - 1,2%
3. «Факультативная» ДНК : LTR,SINE,LINE, Транспозоны -50%
короткие повторы - 3%
4. Число структурных генов ~ 22 000
Картировано на хромосомах (31.08.09) 12 390
Исследованы на наличие мутаций (2009) 1 500
5. Межиндивидуальная вариабельность геномов –
оценка 2003г. – 0,1% -
Однонуклеотидные замены (SNP) 10 -12 х 10 6

оценка 2006г. + 1% за счет вариации числа фрагментов-
COPY NUMBER VARIATIONS

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА 1. Число нуклеотидов - 3 164.7 х 10 6

Слайд 103Что такое молекулярная медицина (ММ)?
ММ- медицина , базирующаяся на знаниях

о структуре и функциях генома человека в развитии
Стандартные задачи медицины (профилактика, диагностика и лечение ) решаются ММ путем анализа нуклеиновых кислот и продуктов их экспрессии методами системной генетики
Что такое молекулярная медицина (ММ)? ММ- медицина , базирующаяся на знаниях о структуре и функциях генома человека

Слайд 104 ОСОБЕННОСТИ Молекулярной Медицины
1. индивидуальный характер


2. профилактическая направленность.
ОСОБЕННОСТИ Молекулярной Медицины 1. индивидуальный характер 2. профилактическая направленность.

Слайд 105






Нутригеномика
Токсикогеномика

Геномика старения
Спортивная геномика

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНЕТИКИ В ГЕНОМИКУ ДАЛА НАЧАЛО НОВЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ МЕДИЦИНЫ

Фармакогеномика
Дерматогеномика
Психогеномика
Кардиогеномика

Нутригеномика Токсикогеномика Геномика старения Спортивная геномика ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНЕТИКИ В

Слайд 106ЧТО УЖЕ ДАЛИ МЕДИЦИНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА
Идентифицированы мутантные

гены всех частых моногенных и многих мультифакторных заболеваний (МФЗ)
Разработаны универсальные методы диагностики наследственных болезней
Внедрены методы геномной дактилоскопии
Заложены основы фармакогенетики и фармакогеномики
Проводится тестирования наследственной предрасположенности к некоторым МФЗ
Разработаны научные основы и начаты клинические испытания по генной и клеточной терапии.
ЧТО УЖЕ ДАЛИ МЕДИЦИНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА Идентифицированы мутантные гены всех частых моногенных и многих

Слайд 107ВКЛАД НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ И В НЕКОТОРЫЕ МФЗ

Рост

– 80-85%
Масса тела – 70-80%
Цвет глаз, кожи, волос – 95-99%
Форма ушей – 98%
Сахарный диабет – 60%

Артериальное давление – 40-45%
Уровень липидов – 60-80%
Выносливость – 65%
Быстрота – 80%
Интеллект – 70%

Предсказательная величина генетических тестов
не может превысить величины наследуемости!!!

ВКЛАД НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ И В НЕКОТОРЫЕ МФЗ Рост – 80-85%Масса тела – 70-80%Цвет глаз,

Слайд 108Генетические маркеры веса человека
Вес (масса) тела - один из важнейших показателей

физического состояния человека. Полногеномные исследования позволили выявить целый более 150 локусов на различных хромосомах ответственных за ожирение. Например:

(по Thorleifsson et al., 2009)

Генетические маркеры веса человекаВес (масса) тела - один из важнейших показателей физического состояния человека. Полногеномные исследования позволили

Слайд 109Расшифровку генных сетей и эпигенетических профилей частых МФЗ (диабет, онкология,

психические болезни и др.)
Секвенирование индивидуальных геномов и диагностику наследственной предрасположенности к частым МФЗ и разработку эффективных мер их профилактики
Внедрение ДНК-вакцин, генной и клеточной терапии для предупреждения и лечения наследственных и МФЗ
Создание индивидуальных, семейных и других баз ДНК-данных (генетических паспортов беременных, семей , детей, школьников, спортсменов, сотрудников МЧС и пр.)
Бурное развитие фармако-, онко –, нутри- , кардиогеномики и др. важных направлений современной медицины
Создание лекарств направленного действия для индивидуальной терапии и профилактики МФЗ.

ЧТО ОЖИДАТЬ ОТ ГЕНОМИКИ В XXI ВЕКЕ ?

Расшифровку генных сетей и эпигенетических профилей частых МФЗ (диабет, онкология, психические болезни и др.) Секвенирование индивидуальных

Слайд 110 Тестирование наследственной “предрасположенности”
Бронхиальная астма: GSTM1; GSTT1,TNF-ά Эндометриоз: GSTM1; NAT-2 ,CYP19
Остеопороз

- VDR 3; COL1A1;CALCR
Хронический обструктивный бронхит-
mEPHX, CFTR.
Рак легкого- GSTM1 ; GSTT1 ;NAT-2;
CYP1A1; p53-6; p53-16; p-53-72;
p53-6; p53-16; p-53-72;
Рак простаты - AR;p53-6;p53-16;p-53-72;
Рак молочной железы- GSTM1;GSTT1;
GSTPi; L-MYC;NAT-2; CYP1A1;
CYP17; CYP19; p53-6; p53-16; p-53-72
Рак толстой кишки: GSTM1; GSTT1:NAT- 2
Диабет I -HLA DR и DQ (DR3 и DR4)
Mic-A; VDR-3;
Ишемическая болезнь сердца - ApoE;
MTHFR; ApoC; PON; FV; FVII; ACE
Гипертоническая болезнь-AGT; PAI1;
АСЕ, REN,AGTR1,AGTR2,BKR2
Перидонтоз - IL-1A(4845)+; IL-1B (3954)
Алкоголизм - DRD3; DAT,ALD
Наркомания - DRD2A; DRD2,OPRD1
Тромбофилия –FV,GPIIIA, PAI-1; AGT,
MTHFR, PR, FB
Устойчивость к ВИЧ инфекции - 32delCCR5/+

Досимптоматическая диагностика
1. Нейродегенеративные заболевания :
HD ; SCA1; DRPLA; AR ; SCA2;
MP1;
2.Семейный рак молочной железы:
BRCA1; BRSA2
3.Семейный аденоматозный полипоз (FAP) APC
4.Болезнь Альцгеймера:
PS-1 ; PS-2.
5.Прочие

Диагностика гетерозиготного носительства :
Муковисцидоз;
Миодистрофия Дюшенна; Гемофилия А;
Фенилкетонурия;
Адрено-генитальный синдром;
Спинальная мышечная атрофия.

Геномная дактилоскопия
vWF 5; ApoB ; AR9 HPRT ; STRX1 ; HLA

МЕДИКО –ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ
ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ВРАЧА И ПАЦИЕНТА
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ОБРАЗЕЦ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПАСПОРТА


Кариотип

Год рождения -
Идентификационный номер -Национальность -

Совершенно секретно

Тестирование наследственной “предрасположенности”Бронхиальная астма: GSTM1; GSTT1,TNF-ά Эндометриоз: GSTM1; NAT-2 ,CYP19Остеопороз - VDR 3; COL1A1;CALCR

Слайд 111 (5)
Тестирование наследственной “предрасположенности” :
Нерасхождение хромосом в мейозе

-Bub-1, MTHFR; MTTR.
Привычное невынашивание : GSTM1; GSTT1 ;GSTPi.
Гестозы ACE, eNOS; GP IIIa;,GSTM1 GSTPi; MTHFR; PAI-1; PON 1.
Варикозная болезнь: GP-IIIa; FV; MTHFR; APC.
Прогноз фето-плацентарной нелостаточности -MTHFR; MTTR;
Дефекты нервной трубки - MTHFR; MTTR;
Диабет I - HLA DR и DQ (DR3 и DR4), Mic-A; VDR-3
Чувствительность к
цитомегаловирусной инфекции: Cmv1
Устойчивость к ВИЧ инфекции 32delCCR5/+

(4)
СВЕДЕНИЯ О СУПРУГЕ:
1. Кариотип (2);
2. Тесты на гетерозиготное
носительство мутаций
наиболее частых моногенных
болезней (3);

(3)
Диагностика гетерозиготного носительства :
Муковисцидоз;
Миодистрофия
Дюшенна;
Гемофилия А;
Фенилкетонурия;
Адрено-генитальный
синдром;
Спинальная
мышечная
атрофия.

(1)
Медико-генетическое консультирование супружеской пары

КОНСУЛЬТАЦИИ ГЕНЕТИКА и АКУШЕРА; ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ВРАЧА И БЕРЕМЕННОЙ, ВЫРАБОТКА ТАКТИКИ ВЕДЕНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ВАРИАНТ «ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КАРТЫ РЕПРОДУКТИВНОГО ЗДОРОВЬЯ»

(2)
Кариотип

Год рождения -
Национальность-


(5) Тестирование наследственной “предрасположенности” :Нерасхождение хромосом в мейозе -Bub-1, MTHFR; MTTR.

Слайд 112Тестирование наследственной “предрасположенности”

Бронхиальная астма: GSTМ1, GSTT1, GSTР1, СС16, IL4, IL4R, NOS1,

TNF-alpha
Остеопороз - VDR 3; COL1A1
Диабет I -DQA1, DQB1, MIC-A, CTLA4
Артериальная гипертензия – ACE, AGT, AGTR1, AGTR2, BkR, REN, ADRB2, ADRB1, MTHFR, NOS3, MTRR, ApoE, ApoCIII, PRAR–γ
Наследственная тромбофилия - MTHFR, FV, PAI-1, FGB, GPIIIa/b, FII
Метаболический синдром - ApoE ApоCIII, AGT, ACE, AGTR1, AGTR2, BKR, REN, ADRB1, ADRB2, DQB1, TNFA, DRD-2A, SR, IGF1, PRAR–δ, PRAR–α, PRAR–γ, UCP2, UCP3
Лейкозы - трансклокации;CYP1A1, GSTM1, CYP2C9, TPMT
Трансплантология - CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, TPMT/HLA
Анализ генов, влияющих на формирование зависимости к алкоголю и наркотикам - DRD-2A, SR
Предрасположенности к определенным видам спорта, фитнеса - ACE, AGT, AGTR1, BkR, REN,AGTR2, MTHFR, ADRB2, ADRB1, ApoE, NOS3, GPIIIa/b, VDR, AR, AMPD1, PGC1A, СnB, ACTN3, DRD-2A, SR, IGF1, PRAR–δ, PRAR–α, PRAR–γ, UCP2, UCP3
Устойчивость к ВИЧ инфекции - 32delCCR5/+

Диагностика гетерозиготного носительства :
Муковисцидоз;
Миодистрофия
Дюшенна;
Гемофилия А;
Фенилкетонурия;
Адрено-генитальный
синдром;
Спинальная
мышечная
атрофия.

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ВРАЧА РОДИТЕЛЕЙ, ВЫРАБОТКА ТАКТИКИ КОРРЕКЦИИ ОБРАЗА ЖИЗНИ, ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ВАРИАНТ «ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КАРТЫ ЗДОРОВЬЯ РЕБЕНКА»

Кариотип

Год рождения -
Национальность-


Тестирование наследственной “предрасположенности”Бронхиальная астма: GSTМ1, GSTT1, GSTР1, СС16, IL4, IL4R, NOS1, TNF-alpha Остеопороз - VDR 3;

Слайд 113ТРЕБОВАНИЯ К ГЕНЕТИЧЕСКОМУ ПАСПОРТУ
1.Хорошо продуманная генная сеть каждого МФ заболевания
2. Достоверные клинические

и популяционные данные, подтверждающие вклад соответствующих генетических полиморфизмов в патогенез МФ заболевания
3. Адекватные математические методы оценки роли индивидуальных генов и межгенных взаимодействий в МФ заболевание
4.Взвешенная интерпретация результатов генетического тестирования наследственной предрасположенности
5.Рекомендации по результатам индивидуального генетического паспорта
6.Мониторинг отдаленных результатов состояния пациента после генетического тестирования
7. Конфиденциальность, доступность, юридическая и правовая защищенность.

ТРЕБОВАНИЯ К ГЕНЕТИЧЕСКОМУ ПАСПОРТУ1.Хорошо продуманная генная сеть каждого МФ заболевания2. Достоверные клинические и популяционные данные, подтверждающие вклад

Слайд 114


ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛНОГЕНОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ МОНОГЕННЫХ И МУЛЬТИФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Панель

№1.
Исследование генов частых наследственных болезней: нейрофиброматоза I и II типов, аденоматозного полипоза толстой кишки, болезни Вильсона — Коновалова, фенилкетонурии, гемофилии А и Б, галактоземии I типа, врожденной тугоухости, гемохроматоза, рака толстой кишки, синдрома Ретта, синдрома Опица-Каведжиа, тетрады Фалло, поликистоза почек, хронической обструктивной болезни легких и ювенильного гамартоматозного полипоза желудка и кишечника (экзоны генов APC, ATP7B, PAH, F8, F9, GALT, GJB2, HFE, KRAS, MECP2, MED12, NF1, NF2, NKX2-5, PKD1, PKHD1, SERPINA1, SMAD4)

Разработаны амплисек панели для одновременного скрининга от 300 до 2000 мутаций:

Панель №2.
Исследование генетических маркеров кардиомиопатий и внезапной смерти методом NGS секвенирования (гены ACTC1, MYBPC3, MYH7, MYL2, MYL3, TNNI3, TNNT2, TPM1, CASQ2)

Панель №3.
Исследование генетических маркеров «Карты репродуктивного здоровья»

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛНОГЕНОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ МОНОГЕННЫХ И МУЛЬТИФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙПанель №1.Исследование генов частых наследственных болезней: нейрофиброматоза

Слайд 115НОВОЕ В ГЕНОМЕ ЧЕЛОВЕКА 2014
1. Впервые секвенирован

геном человека за 1000$
2. Секвенированы 1 500 геномов индивидуумов 95 популяций ,
создается этнический атлас за последние 4 000 лет
3. Генетическая генеалогия (Y-хромосома, миохондриальная ДНК, аутосомная ДНК) – главное направление современной коммерческой геномики
4. Создан атлас тканеспецифичных промоторных (185 000)и
энхансерных (44 000 ) участков ; места на разных тканях чала транскрипции одних и тех же генов М/быть различными
5. Y-хромосома человека уже потеряла 97% генов, оставшиеся 3% (53 гена всего, 36 –общие с Х-хромосомой), остальные- важные, загадочные регуляторные функции ( SRY 180 мл.лет).
6. Уже секвенированы тысячи геномов разных видов в т.ч. 80-
млекопитающих
7.Предложена универсальная генетическая номенклатура всех
животных (качественная генетическая характеристика, номер
вида) Патент - Периодическая система живых организмов ( !?)


НОВОЕ В ГЕНОМЕ ЧЕЛОВЕКА 2014 1. Впервые секвенирован геном человека за 1000$ 2. Секвенированы

Слайд 116Новости 2015
RISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — это

своеобразная иммунная система бактерий, защищающая их от вирусов. В ДНК бактерий присутствуют участки, которые ничего не кодируют. Они состоят из множества повторов одной небольшой последовательности нуклеотидов, например ATATATATATATATAT... Между повторами находятся спейсеры — последовательности более разнообразного состава. Изначально спейсеры — это участки ДНК бактериофагов. Такому признанию способствовала серия громких исследований. CRISPR привлек интерес не только в связи средактированием геномов младенцев и созданием сверхсобак в Китае, но и благодаря тому, что систему фактически сделали безошибочной.
Авторам системы CRISPR/Cas9 Эммануэлю Шарпантье из Германии и Дженнифер Дудна из США в 2015 году прочили Нобелевскую премию по химии. Премия их непременно найдет, а пока в научном сообществе продолжается дискуссия о том, этично ли редактировать геном человека. Первые клинические испытания на людях планируются в 2017 году.

Новости 2015 RISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — это своеобразная иммунная система бактерий, защищающая их

Слайд 117Новости 2016 Генетики узнали, от чего зависит уровень интеллекта
Оказывается, отсутствие копии

одного из участков 16-й хромосомы в организме человека может привести к снижению IQ на 25 пунктов. А дополнительная копия того же участка, связанного с расстройствами аутистического спектра, снижает уровень интеллекта на 16 пунктов. Это выяснили специалисты из Университета Монреаля, передает The Times of India.  Причем, если у носителей мутации разные симптомы аутизма или их нет вообще, такое снижение IQ все равно имеет место. Исследователи оценили уровень интеллекта 700 человек, у которых, по крайней мере, один родственник был носителем мутации в 16-й хромосоме. Даже у участников с нормальным уровнем интеллекта ученые отметили снижение IQ на 25 пунктов, обусловленное мутацией. 
Новости 2016 Генетики узнали, от чего зависит уровень интеллекта Оказывается, отсутствие копии одного из участков 16-й

Слайд 118Обнаружен
«ген седины»
Всем добровольцам выполнили полногеномное исследование ассоциаций с такими признаками

как форма (прямые или кудрявые) и цвет волос, седина, лысина, а также (у мужчин) густота бороды, бровей и наличие сросшихся бровей. После применения фильтров контроля качества в распоряжении исследователей остались данные 6357 человек (в том числе 2922 мужчин) и почти 670 тысяч обнаруженных однонуклеотидных полиморфизмов. Эти данные подвергли статистическому анализу путем множественной регрессии. В ходе анализа исследователи выявили 18 ассоциаций с полногеномной значимостью, в том числе 10 новых

Обнаружен «ген седины» Всем добровольцам выполнили полногеномное исследование ассоциаций с такими признаками как форма (прямые или кудрявые) и

Слайд 119Одной из наиболее интересных находок стала связь появления седины с геном IRF4 (регуляторного фактора интерферонов

4 типа). Этот ген влияет на активность тирозиназы (ключевого фермента синтеза пигмента меланина). Ранее поседение связывали с активностью фермента каталазы в волосяных фолликулах, разлагающего в клетках перекись водорода и не дающего ей обесцвечивать волосы.
Также ученым удалось обнаружить «ген сросшихся бровей». Им оказался транскрипционный фактор PAX3, от которого зависит развитие лица, ушей и глаз.

Одной из наиболее интересных находок стала связь появления седины с геном IRF4 (регуляторного фактора интерферонов 4 типа). Этот ген влияет на активность тирозиназы

Слайд 120Бессонница связана с генетическими особенностями организма
Сотрудники Калифорнийского технологического института проанализировали ДНК

рыбр-зебр и нашли в ней причину развития отклонений в режиме сна и бодрствования, передает "Российская газета". Ученые специально вывели рыб, у которых была добавлена копия одного из гена, важного для работы мозга. Но данная копия активировалась только в случае, если температуру тела рыбы поднимали до 37 градусов Цельсия. Больше всего внимания привлек ген NMu. Когда происходила активация лишней копии этого гена, в рыб развивалась "бессонница" и серьезные сбои в работе внутренних часов. А вот у рыб с "отключенным" геном, напротив, проявлялась вялость и сонливость. Они не ощущали наступления светлого времени суток.  "Видимо, NMu заставляет нас пробуждаться, действуя на нервные клетки в глубинных слоях мозга, которые вырабатывают гормон кортикотропин - особое сигнальное вещество, заставляющее надпочечники выделять адреналин и другие гормоны, переводящие организм в режим "чрезвычайного положения". Нарушения в активности NMu и кортикотропиновых нервных клеток могут приводить к развитию бессонницы, нарколепсии и других проблем, связанных с нарушениями сна", - говорится в отчете ученых.

Бессонница связана с генетическими особенностями организма Сотрудники Калифорнийского технологического института проанализировали ДНК рыбр-зебр и нашли в ней

Слайд 121 Шизофрения имеет биологические корни
Генетики в сотрудничестве с психиатрами собрали огромную базу

данных по 65 тыс. человек из 30 стран. Затем они начали поиски генных мутаций, связанных с шизофренией. Наиболее подходящим геном стал вариант гена С4. Как известно, именно этот ген отвечает за синтез белка, отмечающего патогенные организмы для последующего их уничтожения иммунной системой. Но кроме этого, ген С4 используется в ходе синаптического прунинга, то есть, в удалении лишних связей в мозге для усиления наиболее часто используемых «путей». Прунинг происходит в процессе полового созревания.   
Эксперименты на мышах показали, что усиленная экспрессия С4 дает более интенсивное «подстригание» синапсов. По мнению авторов исследования, такой процесс может давать «старт» развитию шизофрении. В коре головного мозга у взрослых пациентов фиксируется относительно небольшое количество синапсов. Есть также подозрения, что аномальная экспрессия гена С4 может иметь влияние и на иммунную систему больных шизофренией.


Шизофрения имеет биологические корни Генетики в сотрудничестве с психиатрами собрали огромную базу данных по 65 тыс.

Слайд 122Гены делают людей счастливыми, утверждают специалисты
Исследователи изучали ген FAAH, связанный с

удовольствием и болью. Они выяснили, что люди с конкретным вариантом этого гена, как правило, счастливее остальных, пишет The Daily Mail.  Состояние здоровья и материальное положение на уровень счастья не влияли. Это может объяснить, почему люди из некоторых беднейших стран мира тоже счастливы. "Ген счастья" присутствовал у 26,3% шведов, 23% британцев, 21% французов и 20% немцев. Он реже встречался на юге Европы. Так, его обладателями оказались 18% греков и 12% итальянцев. Данный ген был у многих жителей Ганы, Нигерии, Мексики и Колумбии. Уровень счастья в этих странах тоже оказался высоким. А вот в Ираке, Иордании, Гонконге и Китае уровень счастья жителей был низким. И обладателей "гена счастья" в данных странах оказалось мало. Правда, имелись и исключения. В частности, в России и Эстонии людей со "счастливым" вариантом FAAH было много, а уровень счастья в этих странах оставлял желать лучшего. По словам ученых, уровень счастья зависел не только от генов. Например, на него влиял климат в стране.

Гены делают людей счастливыми, утверждают специалистыИсследователи изучали ген FAAH, связанный с удовольствием и болью. Они выяснили, что

Слайд 123Что такое трансгенные продукты?
Трансгенными могут называться

те виды растений, в которых успешно функционирует ген (или гены) пересаженные из других видов растений или животных. Делается это для того, чтобы растение реципиент получило новые удобные для человека свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генноизмененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги.
Создание трансгенных растений в настоящее время развиваются по следующим направлениям:
Получение сортов с/х культур с более высокой урожайностью
Получение с/х культур, дающих несколько урожаев в год (например, в России существуют ремантантные сорта клубники, дающие два урожая за лето)
Создание сортов с/х культур, токсичных для некоторых видов вредителей (например, в России ведутся разработки, направленные на получение сортов картофеля, листья которого являются остро токсичными для колорадского жука и его личинок)
Создание сортов с/х культур, устойчивых к неблагоприятным климатическим условиям (например, были получены устойчивые к засухе трансгенные растения, имеющие в своем геноме ген скорпиона)
Создание сортов растений, способных синтезировать некоторые белки животного происхождения (например, в Китае получен сорт табака синтезирующий лактоферрин человека).
Что такое трансгенные продукты? Трансгенными могут называться те виды растений, в которых успешно функционирует

Слайд 124Экскурс в историю
Созданием ГМО впервые отличились США, а именно мощнейший международный

концерн «Монсанто», печально известный как изобретатель в 1960-е вещества Agent Orange, применявшегося для «выжигания» растений во время войны США во Вьетнаме, в результате чего более миллиона вьетнамцев стали инвалидами, тысячи солдат армии США умерли от рака .В середине 1970-х «Монсанто» приступил к реализации концепции глобального перехода от органической пищевой продукции к её генетически модифицированным формам.
Начало массовому производству модифицированных продуктов положили в Китае где в 1992 году начали выращивать табак, который «не боялся» вредных насекомых. А уже 1994 году в США появились помидоры, которые не портились при перевозке.
Первое ГМ растение – 1994 год – томат «Флавр Савр» - стабильность при хранении и транспортировке.

Экскурс в историюСозданием ГМО впервые отличились США, а именно мощнейший международный концерн «Монсанто», печально известный как изобретатель

Слайд 126 Перечень продуктов, где могут быть ГМО:
Соя, кукуруза, ячмень;
Горох, капуста,

огурцы;
Картофель и его формы;
Томаты и его формы;
Кабачки и продукты, произведённые с их использованием;
яблоня, груша, баклажан, виноград, киви, дыня, малина, земляника, папайя, слива, арбуз, хурма
Сахарная свёкла, кормовая свекла, свёкла столовая, сахар, произведённый из сахарной свёклы;
Пшеница и продукты, произведённые с её использованием, в том числе хлеб и хлебобулочные изделия;
Подсолнечник, оливы;
Рис и продукты, его содержащие;
Морковь и продукты, её содержащие;
Репчатый, шалот, порей и прочие луковичные овощи.
Декоративные растения – (ноготки, тополь, фиалка)
Хлопок
Табак


Перечень продуктов, где могут быть ГМО: Соя, кукуруза, ячмень;Горох, капуста, огурцы;Картофель и его формы;Томаты и

Слайд 127 Чья продукция содержит трансгенные компоненты:
Kelloggs
Nestle
Unilever
Heinz Foods
Hersheys
Coca-Cola
McDonalds
Danon
Similac
Cadbury
Mars
PepsiCo


Чья продукция содержит трансгенные компоненты:Kelloggs Nestle UnileverHeinz FoodsHersheysCoca-Cola McDonaldsDanonSimilacCadburyMarsPepsiCo

Слайд 128ТРАНСГЕННЫЕ ТОМАТЫ

Переживание бактериоза: слева трансгенное растение томата, справа -

обычное
ТРАНСГЕННЫЕ ТОМАТЫ Переживание бактериоза: слева трансгенное растение томата, справа - обычное

Слайд 129ТРАНСГЕННЫЙ ХЛОПЧАТНИК
В 1997 году в Китае начали выращивать трансгенный хлопчатник, в

геном которого был вставлен ген бактерии Bacillus thuringiensis.
Белок, кодируемый этим геном, токсичен только для гусениц некоторых бабочек.
Повысились урожаи хлопка.
Резко сократилось использование химических ядов, что сильно улучшило экологическую обстановку в сельскохозяйственных районах Китая.
ТРАНСГЕННЫЙ ХЛОПЧАТНИКВ 1997 году в Китае начали выращивать трансгенный хлопчатник, в геном которого был вставлен ген бактерии

Слайд 130Генномодифицированные продукты и их польза
1. Химикатов в генетически модифицированных растениях

накапливается меньше, чем в их природных аналогах. Некоторые сами разрушают гербициды — за счет содержания особого фермента.
2. Одна из важных задач, которую могут решить трансгены, - получение растений, устойчивых к вирусам. В настоящее время получены растения, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.
3. Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Применение инсектицидов не вполне эффективно, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что дождевой водой они смываются с растений. Трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к непобедимому колорадскому жуку, растения хлопчатника оказались устойчивыми к разным насекомым. Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов на 40 - 60%.
4. Генные инженеры вывели трансгенные растения с удлиненным сроком созревания плодов. Такие помидоры, например, можно снимать с куста красными, не боясь, что они перезреют при транспортировке.
Генномодифицированные продукты и их польза 1. Химикатов в генетически модифицированных растениях накапливается меньше, чем в их природных

Слайд 131Каким образом определяется потенциальный риск для здоровья человека?
В процессе оценки безопасности

генетически модифицированных пищевых продуктов обычно исследуются:
прямое воздействие на здоровье (токсичность),
тенденции вызывать аллергическую реакцию (аллергенность);
конкретные компоненты, предположительно обладающие питательными или токсичными свойствами;
устойчивость введенного гена;
воздействие на питание, связанное с генетической модификацией;
любое непредусмотренное воздействие, которое может возникнуть в результате введения гена.
Каким образом определяется потенциальный риск для здоровья человека?В процессе оценки безопасности генетически модифицированных пищевых продуктов обычно исследуются:

Слайд 132Генетически модифицированные продукты - вред или польза?

Генетически модифицированные продукты - вред или польза?

Слайд 133Исследование на животных

Исследование на животных

Слайд 134Генетическая конструкция для получения ГМО
Селективные гены (репортерные гены; nptII, hpt и

gus)
Промотор - инициация транскрипции (35S из вируса мозаики цветной капусты)
Целевой ген (трансген)
Терминатор – сигнал окончания транскрипции
Генетическая конструкция для получения ГМОСелективные гены (репортерные гены; nptII, hpt и gus)Промотор - инициация транскрипции (35S из

Слайд 135Структура генетически-модифицированной ДНК

Структура генетически-модифицированной ДНК

Слайд 136Появление метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 1983 г. существенно продвинуло,

ускорило и удешевило молекулярное клонирование, сделав возможным быстрый синтез (амплификацию) прямо в пробирке нужных последовательностей из считанных исходных копий. Впоследствии за изобретение ПЦР американский ученый К. Мюллис (K. Mullis) получил Нобелевскую премию.
ПЦР представляет собой серию из трех циклически повторяющихся стадий реакции (15–30 циклов по 1–3 мин):
1) тепловая денатурация исходной ДНК при ~94 °С;
2) отжиг ДНК-затравок (праймеров) при ~50–60 °С на получившиеся
одноцепочечные матрицы;
3) синтез двухцепочечных ДНК при 72 °С с каждым из праймеров навстречу друг другу по противоположным цепям ДНК.





Реакцию проводят в специальном приборе – термоциклере, или амплификаторе, обеспечивающем периодическое охлаждение и нагревание пробирок. По завершении каждого цикла количество синтезированного продукта удваивается и происходит увеличение количества исходных копий ДНК в геометрической прогрессии. В качестве праймеров используются короткие (15–25 нуклеотидных оснований) одноцепочечные ДНК – олигонуклеотиды, комплементарные концам целевого фрагмента ДНК.
Появление метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 1983 г. существенно продвинуло, ускорило и удешевило молекулярное клонирование, сделав

Слайд 137Три цикла полимеразной цепной реакции, или амплификации ДНК.
ПЦР – полимеразная цепная

реакция - метод определения специфичного участка ДНК в исследуемом биологическом материале путем амплификации.
Амплификация – процесс многократного копирования специфического участка ДНК
Три цикла полимеразной цепной реакции, или амплификации ДНК.ПЦР – полимеразная цепная реакция - метод определения специфичного участка

Слайд 138
Пробоподготовка
Выделение НК
Приготовление реакционных смесей
Амплификация, обработка данных
В лаборатории

применяется метод ПЦР
Пробоподготовка Выделение НК Приготовление реакционных смесей Амплификация, обработка данных В лаборатории применяется метод ПЦР

Слайд 140Испытание
Пробоподготовка
Сырье, фрукты и овощи, продукты консервированные, полуфабрикаты и др.
Смешивание образца,

его измельчение и доведение до гомогенного состояния, отбор 10-30 мг
ИспытаниеПробоподготовка Сырье, фрукты и овощи, продукты консервированные, полуфабрикаты и др.Смешивание образца, его измельчение и доведение до гомогенного

Слайд 141Комната выделения НК

Комната выделения НК

Слайд 142Испытание
Выделение НК

ОК
+
400 мкл Буф
17 мкл Лиз
+
20 мкл
сорбента
10 мкл в ПЦР

10-30 мг 640С Х 1 час 12-14 т.об/мин Х 5мин

супернатант 5 раз 15 мин 5-10 т.об/мин Х 1мин

супернатант 10 сек 10-12 т.об/мин Х 1мин

супер. 640С Х 10 мин 5 раз 640СХ 8 мин 10-12 т.об/мин Х 1мин


1


2


3

4


ИспытаниеВыделение НКОК+400 мкл Буф17 мкл Лиз+20 мкл сорбента10 мкл в ПЦР 10-30 мг

Слайд 144Центрифуга и термостат

Центрифуга и термостат

Слайд 145Испытание
Приготовление
реакционных смесей
Добавление реакционных смесей
10 мкл в ПЦР

супер. 640С Х 10 мин 5 раз 640СХ 8 мин 10-12 т.об/мин Х 1мин
ИспытаниеПриготовлениереакционных смесей Добавление реакционных смесей 10 мкл в ПЦР супер. 640С Х 10

Слайд 146Комната приготовления реакционных смесей

Комната приготовления реакционных смесей

Слайд 147Приготовление
реакционных смесей

Приготовлениереакционных смесей

Слайд 148
Испытание


Амплификация,
обработка данных
Происходит автоматически в программируемом термостате – термоциклере

(амплификаторе), который нагревает и охлаждает пробирки с реакционными смесями в короткое время. Циклическое копирование повторяется до 50 раз

Rotor-Gene 6000
Производитель – компания Corbett Life Science, Австралия

Испытание Амплификация, обработка данных Происходит автоматически в программируемом термостате – термоциклере (амплификаторе), который нагревает и охлаждает пробирки

Слайд 150Испытание
Амплификация,
обработка данных
В ротор (36 лунок) устанавливаются маркированные пробирки с

образцами, контрольные или градуировочные образцы
ИспытаниеАмплификация, обработка данных В ротор (36 лунок) устанавливаются маркированные пробирки с образцами, контрольные или градуировочные образцы

Слайд 151Пример

Пример

Слайд 154Трансгенные продукты
Высокая урожайность
трансгенных растений
Решение продовольственной
проблемы
Экономное использование
с/х угодий
Улучшение качеств сортов растений
Устойчивость

растений к вирусам, болезням, вредителям

Получение растений-лекарств, растений-вакцин

Устойчивость к загрязнению

Самопроизвольный перенос
чужеродных генов из трансгенных организмов в нетрансгенные

Поражение невредных
насекомых

Возникновение устойчивости
к инсектицидному токсину

Развитие аллергических реакций

Возможность возникновения
мутаций

Проведенные испытания
краткосрочны, влияние может
отразиться на потомстве

ЗА

ПРОТИВ

Трансгенные продуктыВысокая урожайностьтрансгенных растенийРешение продовольственной проблемыЭкономное использованиес/х угодийУлучшение качеств сортов растенийУстойчивость растений к вирусам, болезням, вредителямПолучение растений-лекарств,

Слайд 155Неконтролируемое потребление генетически модифицированных продуктов может иметь непредсказуемые последствия в будущем.

Но чтобы полностью понять все риски употребления в пищу трансгенных продуктов, должно пройти несколько десятков лет и смениться несколько поколений, питавшихся этими продуктами.

Надежнее всего употреблять в пищу отечественные продукты. Однако, человек сам в праве выбирать, как жить и чем питаться! Главное, чтобы этот выбор был осознанным и не вредил здоровью.

Генетически модифицированные или обычные продукты - свобода выбора каждого!

Неконтролируемое потребление генетически модифицированных продуктов может иметь непредсказуемые последствия в будущем. Но чтобы полностью понять все риски

Слайд 156Спасибо
за
Внимание!

Спасибо за Внимание!
Скачать презентацию

Похожие презентации

Презентация по биологии Живые ископаемые Презентация по биологии Живые ископаемые 735
Презентация по биологии на тему Пресмыкающиеся Презентация по биологии на тему Пресмыкающиеся 168
Презентация.Собственное моделирование Программы здоровья школьником. Презентация.Собственное моделирование Программы здоровья школьником. 221
Презентация по биологии Бабочки Презентация по биологии Бабочки 241
Презентация по биологии на тему Все о водорослях Презентация по биологии на тему Все о водорослях 177
Презентация Фигурное катание. Закономерности генетики Презентация Фигурное катание. Закономерности генетики 197

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть