Prezentacja na temat: Inżynieria genetyczna. Biotechnologia
slajd 1
Opis slajdu:
slajd 2
Opis slajdu:
slajd 3
Opis slajdu:
slajd 4
Opis slajdu:
slajd 5
Opis slajdu:
slajd 6
Opis slajdu:
Slajd 7
Opis slajdu:
Slajd 8
Opis slajdu:
Slajd 9
Opis slajdu:
Slajd 10
Opis slajdu:
slajd 11
Opis slajdu:
slajd 12
Opis slajdu:
slajd 13
Opis slajdu:
Slajd 14
Opis slajdu:
slajd 15
Opis slajdu:
slajd 16
Opis slajdu:
Slajd 17
Opis slajdu:
Slajd 18
Opis slajdu:
Slajd 19
Opis slajdu:
Slajd 20
Opis slajdu:Opis slajdu:
Klonowanie zwierząt Owca Dolly, sklonowana z komórek wymion innego, martwego zwierzęcia, zalała gazety w 1997 roku. Naukowcy z University of Roslyn (USA) głośno mówili o sukcesach, nie skupiając opinii publicznej na setkach porażek, które miały miejsce wcześniej. Dolly nie była pierwszym klonem zwierzęcia, ale była najbardziej znana. W rzeczywistości świat klonuje zwierzęta od ostatniej dekady. Roslyn utrzymywała sukces w tajemnicy, dopóki nie udało się opatentować nie tylko Dolly, ale całego procesu jej tworzenia. WIPO (Światowa Organizacja Własności Intelektualnej) przyznała Uniwersytetowi Roslyn wyłączne prawa patentowe na klonowanie wszystkich zwierząt, w tym ludzi, do 2017 roku. Sukces Dolly zainspirował naukowców z całego świata do zabawy w tworzenie i zabawy w Boga pomimo negatywnego wpływu na zwierzęta i środowisko. W Tajlandii naukowcy próbują sklonować słynnego białego słonia króla Ramy III, który zmarł 100 lat temu. Z 50 tysięcy dzikich słoni żyjących w latach 60. w Tajlandii pozostało tylko 2000. Tajowie chcą ożywić stado. Ale jednocześnie nie rozumieją, że jeśli współczesne zaburzenia antropogeniczne i niszczenie siedlisk nie ustaną, ten sam los czeka klony. Klonowanie, podobnie jak cała inżynieria genetyczna w ogóle, jest żałosną próbą rozwiązania problemów poprzez ignorowanie ich pierwotnych przyczyn.
slajd 22
Opis slajdu:
slajd 23
Opis slajdu:
slajd 1
slajd 2
Biotechnologia to integracja nauk przyrodniczych i inżynierskich, która umożliwia pełne wykorzystanie możliwości organizmów żywych do produkcji żywności, leków, rozwiązywania problemów z zakresu energetyki i ochrony środowiska.
slajd 3
Jednym z rodzajów biotechnologii jest inżynieria genetyczna. Inżynieria genetyczna opiera się na pozyskiwaniu hybrydowych cząsteczek DNA i wprowadzaniu tych cząsteczek do komórek innych organizmów, a także na metodach biologii molekularnej, immunochemicznych i bmochemicznych.
slajd 4
Inżynieria genetyczna zaczęła się rozwijać w 1973 roku, kiedy amerykańscy naukowcy Stanley Cohen i Enley Chang wprowadzili plazmid barteryczny do DNA żaby. Następnie ten transformowany plazmid został zwrócony do komórki bakteryjnej, która zaczęła syntetyzować żabie białka, a także przekazywać żabie DNA ich potomkom. W ten sposób znaleziono metodę, która umożliwia wstawienie obcych genów do genomu określonego organizmu.
slajd 5
Inżynieria genetyczna znajduje szerokie praktyczne zastosowanie w sektorach gospodarki narodowej, takich jak przemysł mikrobiologiczny, farmaceutyczny, spożywczy, rolnictwo.
slajd 6
Jednym z najważniejszych sektorów inżynierii genetycznej jest produkcja leków. Nowoczesne technologie produkcji różnych leków pozwalają wyleczyć najpoważniejsze choroby lub przynajmniej spowolnić ich rozwój.
Slajd 7
Inżynieria genetyczna opiera się na technologii uzyskiwania rekombinowanej cząsteczki DNA.
Slajd 8
Podstawową jednostką sekwencji w każdym organizmie jest gen. Informacja w genach kodujących białka jest dekodowana w dwóch następujących po sobie procesach: transkrypcji (synteza RNA) i translacji (synteza białek), co z kolei zapewnia prawidłową translację informacji genetycznej zaszyfrowanej w DNA z języka nukleotydów na język język aminokwasów.
Slajd 9
Wraz z rozwojem inżynierii genetycznej coraz częściej zaczęto przeprowadzać różne eksperymenty na zwierzętach, w wyniku których naukowcy osiągnęli rodzaj mutacji organizmów. Na przykład firma Lifestyle Pets opracowała genetycznie hipoalergicznego kota o imieniu Ashera GD. Do organizmu zwierzęcia wprowadzono pewien gen, który umożliwił „ominięcie chorób”.
slajd 10
slajd 11
Korzystając z inżynierii genetycznej, naukowcy z University of Pennsylvania wprowadzili nową metodę produkcji szczepionek: wykorzystanie genetycznie zmodyfikowanych grzybów. Dzięki temu przyspieszono produkcję szczepionek, co zdaniem mieszkańców Pensylwanii mogłoby się przydać w przypadku ataku bioterrorystycznego lub wybuchu ptasiej grypy.
1 slajd
2 slajdy
Tło historyczne W 1953 roku J. Watson i F. Crick stworzyli dwuniciowy model DNA, a na przełomie lat 50. i 60. wyjaśniono właściwości kodu genetycznego. W 1970 roku G. Smith jako pierwszy wyizolował szereg enzymów - restryktaz nadających się do celów inżynierii genetycznej. Połączenie restrykcyjnych DNA (do cięcia cząsteczek DNA na określone fragmenty) i enzymów wyizolowanych w 1967 r. - ligazy DNA (do „sieciowania” fragmentów w dowolnej kolejności) można słusznie uznać za centralne ogniwo technologii inżynierii genetycznej. W 1972 roku P. Berg, S. Cohen, H. Boyer stworzyli pierwszy rekombinowany DNA. Od początku lat 80 postępy w inżynierii genetycznej zaczynają być wykorzystywane w praktyce. Od 1996 roku w rolnictwie stosuje się genetycznie modyfikowane. Watsona i Creeka
3 slajdy
Zadania inżynierii genetycznej Poprawa odporności na pestycydy Poprawa odporności na szkodniki i choroby Zwiększenie produktywności Poprawa właściwości specjalnych
4 slajdy
Technologia 1. Uzyskanie wyizolowanego genu. 2. Wprowadzenie genu do wektora w celu integracji z organizmem. 3. Przeniesienie wektora z konstruktem do zmodyfikowanego organizmu biorcy. 4. Klonowanie molekularne. 5. Selekcja GMO
5 slajdów
Istota technologii polega na ukierunkowanym, według zadanego programu, konstruowaniu molekularnych systemów genetycznych poza organizmem, a następnie wprowadzaniu powstałych struktur do żywego organizmu. W rezultacie osiąga się ich włączenie i aktywność w tym organizmie i jego potomstwie. Możliwości inżynierii genetycznej – transformacja genetyczna, przenoszenie obcych genów i innych materialnych nośników dziedziczności do komórek roślin, zwierząt i mikroorganizmów, wytwarzanie organizmów zmodyfikowanych genetycznie o nowych unikalnych właściwościach i cechach genetycznych, biochemicznych i fizjologicznych, sprawiają, że kierunek strategiczny. mysz transgeniczna
6 slajdów
Praktyczne osiągnięcia współczesnej inżynierii genetycznej Powstały biblioteki klonów, będące zbiorami klonów bakteryjnych. Każdy z tych klonów zawiera fragmenty DNA określonego organizmu (Drosophila, ludzie i inne). Na bazie transformowanych szczepów wirusów, bakterii i drożdży prowadzona jest przemysłowa produkcja insuliny, interferonu i preparatów hormonalnych. Produkcja białek pomagających w utrzymaniu krzepliwości krwi w hemofilii i innych lekach jest na etapie testów. Powstały transgeniczne organizmy wyższe, w których komórkach z powodzeniem funkcjonują geny zupełnie różnych organizmów. Genetycznie chronione genetycznie zmodyfikowane rośliny odporne na wysokie dawki niektórych herbicydów i szkodników są powszechnie znane. Wśród roślin transgenicznych czołowe pozycje zajmują soja, kukurydza, bawełna i rzepak. Owca Dolly
7 slajdów
Zagrożenia ekologiczne i genetyczne technologii GM Inżynieria genetyczna jest technologią wysokiego poziomu. Wysokie biotechnologie charakteryzują się dużą intensywnością naukową. Technologie GM są wykorzystywane zarówno w ramach konwencjonalnej produkcji rolnej, jak iw innych obszarach działalności człowieka: w ochronie zdrowia, przemyśle, w różnych dziedzinach nauki, w planowaniu i realizacji działań na rzecz ochrony środowiska. Wszelkie technologie wysokiego poziomu mogą być niebezpieczne dla ludzi i ich środowiska, ponieważ konsekwencje ich stosowania są nieprzewidywalne. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia niekorzystnych środowiskowych i genetycznych konsekwencji stosowania technologii inżynierii genetycznej, stale opracowywane są nowe podejścia. Na przykład transgeneza (wprowadzenie obcych genów do genomu organizmu genetycznie zmodyfikowanego) może w niedalekiej przyszłości zostać wyparta przez cisgenezę (wprowadzenie genów tego samego lub blisko spokrewnionego gatunku do genomu organizmu genetycznie zmodyfikowanego) .
slajd 2
Inżynieria genetyczna to zespół metod pozwalających poprzez operacje in vitro (in vitro, poza organizmem) przenosić informację genetyczną z jednego organizmu do drugiego.
slajd 3
Celem inżynierii genetycznej jest uzyskanie komórek (głównie bakteryjnych) zdolnych do produkcji niektórych „ludzkich” białek na skalę przemysłową; w zdolności pokonywania barier międzygatunkowych i przenoszenia indywidualnych cech dziedzicznych jednych organizmów na inne (wykorzystanie w hodowli roślin i zwierząt)
slajd 4
Formalną datą narodzin inżynierii genetycznej jest rok 1972. Jego przodkiem był amerykański biochemik Paul Berg.
slajd 5
Grupa naukowców kierowana przez Paula Berga, który pracował na Uniwersytecie Stanforda w pobliżu San Francisco w Kalifornii, ogłosiła stworzenie pierwszego rekombinowanego (hybrydowego) DNA poza ciałem. Pierwsza zrekombinowana cząsteczka DNA składała się z fragmentów Escherichia coli (Eschherihia coli), grupy genów samej bakterii oraz całego DNA wirusa SV40, który powoduje rozwój nowotworów u małp. Taka rekombinowana struktura mogłaby teoretycznie wykazywać aktywność funkcjonalną zarówno w komórkach E. coli, jak iw komórkach małpy. Mogła, jak wahadłowiec, „przejść” między bakterią a zwierzęciem. Za tę pracę Paul Berg otrzymał Nagrodę Nobla w 1980 roku.
slajd 6
Wirus SV40
Slajd 7
Podstawowe metody inżynierii genetycznej.
Główne metody inżynierii genetycznej zostały opracowane na początku lat siedemdziesiątych. Ich istota polega na wprowadzeniu do organizmu nowego genu. W tym celu tworzone są specjalne konstrukty genetyczne – wektory, tj. urządzenie do dostarczania nowego genu do komórki Plazmidy są używane jako wektory.
Slajd 8
Plazmid jest kolistą dwuniciową cząsteczką DNA znajdującą się w komórce bakteryjnej.
Slajd 9
Ziemniaki GMO
Eksperymentalne tworzenie organizmów zmodyfikowanych genetycznie rozpoczęło się w latach 70. XX wieku. W Chinach uprawia się tytoń odporny na pestycydy. W USA pojawiły się: pomidory GM
Slajd 10
Obecnie w USA istnieje ponad 100 rodzajów genetycznie zmodyfikowanych produktów - "transgenów" - są to soja, kukurydza, groch, słonecznik, ryż, ziemniaki, pomidory i inne. Groch Słonecznikowy Soja
slajd 11
Zwierzęta modyfikowane genetycznie:
Świecący w ciemności łosoś królika
slajd 12
GMI występują w wielu produktach spożywczych:
Kukurydza GM jest dodawana do wyrobów cukierniczych i piekarniczych, napojów bezalkoholowych.
slajd 13
Soję GMO można znaleźć w rafinowanych olejach, margarynach, tłuszczach do pieczenia, dressingach do sałatek, majonezach, makaronach, a nawet w żywności dla niemowląt i innych produktach.
Slajd 14
Ziemniaki GM są używane do produkcji chipsów
slajd 15
Czyje produkty zawierają składniki transgeniczne:
Nestle Hershey's Coca-Cola McDonald's
Tekst do prezentacji "Inżynieria genowa".
Nasza wiedza z zakresu genetyki i biologii molekularnej rośnie z każdym dniem. Wynika to przede wszystkim z prac nad mikroorganizmami Termin „inżynieria genetyczna” można w pełni przypisać selekcji, ale termin ten powstał dopiero w związku z pojawieniem się możliwości bezpośredniej manipulacji poszczególnymi genami.
Tak więc inżynieria genetyczna to zestaw metod, które umożliwiają przeniesienie genu poprzez operacje poza organizmem. informacji z jednego organizmu do drugiego.
W komórkach niektórych bakterii, oprócz głównej dużej cząsteczki DNA, znajduje się również mała kolista cząsteczka DNA, plazmid. W inżynierii genetycznej prazmidy służące do wprowadzania niezbędnych informacji do komórki gospodarza nazywane są wektorami - nośnikami nowych genów. Poza plazmidami rolę wektorów mogą pełnić również wirusy i bakteriofagi.
Standardowa procedura jest pokazana schematycznie na ryc.
Można wyróżnić główne etapy tworzenia organizmów zmodyfikowanych genetycznie:
1. Uzyskanie genu kodującego interesującą cechę.
2. Izolacja plazmidu z komórki bakteryjnej. Plazmid jest otwierany (cięty) przez enzym, pozostawiając "krótkie końce" - są to komplementarne sekwencje zasad.
3. Oba geny z plazmidem wektorowym.
4. Wprowadzenie rekombinowanego plazmidu do komórki gospodarza.
5. Selekcja komórek, które otrzymały dodatkowy gen. znak i jego praktyczne zastosowanie. Taka nowa bakteria będzie już syntetyzować nowe białko, można ją hodować na enzymach i pozyskiwać biomasę na skalę przemysłową.
Jednym z osiągnięć inżynierii genetycznej jest przeniesienie genów kodujących syntezę insuliny u człowieka do komórki bakteryjnej. Odkąd stało się jasne, że przyczyną cukrzycy jest brak hormonu insuliny, chorzy na cukrzycę stali się insuliną, która została uzyskana z trzustki po uboju zwierząt. Insulina jest białkiem, więc toczy się wiele dyskusji na temat tego, czy geny dla tego białka można wprowadzić do komórki bakteryjnej, a następnie hodować na skalę komercyjną, aby wykorzystać je jako tańsze i wygodniejsze źródło hormonu. Obecnie udało się przenieść geny ludzkiej insuliny, a przemysłowa produkcja tego hormonu już się rozpoczęła.
Innym ważnym ludzkim białkiem jest interferon, który zwykle powstaje w odpowiedzi na infekcję wirusową. gen interferonu został również pomyślnie przeniesiony do komórki bakteryjnej.
Patrząc w przyszłość, bakterie będą szeroko stosowane jako fabryki do produkcji szeregu produktów komórek eukariotycznych, takich jak hormony, antybiotyki, enzymy i substancje rolnicze.
Jest możliwe, że użyteczne geny prokariotyczne mogą być włączone do komórek eukariotycznych. Na przykład wprowadzenie genu bakterii wiążących azot do komórek roślin użytkowych. Miałoby to niezwykle duże znaczenie dla produkcji żywności i umożliwiłoby radykalne ograniczenie lub nawet całkowitą rezygnację ze stosowania nawozów saletrzanych do gleby, na które wydawane są ogromne sumy pieniędzy i które pobliskich rzek i jezior są zanieczyszczone.
we współczesnym świecie inżynieria genetyczna jest również wykorzystywana do tworzenia zmodyfikowanych organizmów w celach estetycznych.