Pagtatanghal sa paksa: Genetic engineering. Biotechnology
slide 1
Paglalarawan ng slide:
slide 2
Paglalarawan ng slide:
slide 3
Paglalarawan ng slide:
slide 4
Paglalarawan ng slide:
slide 5
Paglalarawan ng slide:
slide 6
Paglalarawan ng slide:
Slide 7
Paglalarawan ng slide:
Slide 8
Paglalarawan ng slide:
Slide 9
Paglalarawan ng slide:
Slide 10
Paglalarawan ng slide:
slide 11
Paglalarawan ng slide:
slide 12
Paglalarawan ng slide:
slide 13
Paglalarawan ng slide:
Slide 14
Paglalarawan ng slide:
slide 15
Paglalarawan ng slide:
slide 16
Paglalarawan ng slide:
Slide 17
Paglalarawan ng slide:
Slide 18
Paglalarawan ng slide:
Slide 19
Paglalarawan ng slide:
Slide 20
Paglalarawan ng slide:Paglalarawan ng slide:
Pag-clone ng hayop Si Dolly ang tupa, na na-clone mula sa mga selula ng udder ng isa pang patay na hayop, ay bumaha sa mga papeles noong 1997. Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Roslyn (USA) ay tumunog tungkol sa mga tagumpay nang hindi nakatuon sa publiko sa daan-daang mga kabiguan na nangyari noon. Si Dolly ay hindi ang unang clone ng hayop, ngunit siya ang pinakasikat. Sa katunayan, ang mundo ay nag-clone ng mga hayop sa nakalipas na dekada. Inilihim ni Roslyn ang tagumpay hanggang sa nagawa nilang patente hindi lang si Dolly, kundi ang buong proseso ng paglikha nito. Binigyan ng WIPO (World Intellectual Property Organization) ang Roslyn University ng eksklusibong mga karapatan sa patent para i-clone ang lahat ng hayop, kabilang ang mga tao, hanggang 2017. Ang tagumpay ni Dolly ay nagbigay inspirasyon sa mga siyentipiko sa buong mundo na makisali sa paglikha at gumanap bilang Diyos sa kabila ng mga negatibong epekto sa mga hayop at kapaligiran. Sa Thailand, sinusubukan ng mga siyentipiko na i-clone ang sikat na puting elepante ni Haring Rama III, na namatay 100 taon na ang nakalilipas. Sa 50 libong ligaw na elepante na nabuhay noong dekada 60, 2000 na lang ang natitira sa Thailand. Nais ng mga Thai na buhayin ang kawan. Ngunit sa parehong oras, hindi nila naiintindihan na kung ang mga modernong anthropogenic na kaguluhan at pagkasira ng mga tirahan ay hindi titigil, ang parehong kapalaran ay naghihintay sa mga clone. Ang pag-clone, tulad ng lahat ng genetic engineering sa pangkalahatan, ay isang kalunus-lunos na pagtatangka na lutasin ang mga problema sa pamamagitan ng pagwawalang-bahala sa mga ugat nito.
slide 22
Paglalarawan ng slide:
slide 23
Paglalarawan ng slide:
slide 1
slide 2
Ang biotechnology ay ang pagsasama-sama ng mga agham ng natural at engineering, na ginagawang posible na ganap na mapagtanto ang mga kakayahan ng mga nabubuhay na organismo para sa paggawa ng pagkain, mga gamot, para sa paglutas ng mga problema sa larangan ng enerhiya at proteksyon sa kapaligiran.
slide 3
Ang isang uri ng biotechnology ay genetic engineering. Ang genetic engineering ay batay sa pagkuha ng mga hybrid na molekula ng DNA at pagpapasok ng mga molekulang ito sa mga selula ng iba pang mga organismo, gayundin sa mga molecular biological, immunochemical at bmochemical na pamamaraan.
slide 4
Nagsimulang umunlad ang genetic engineering noong 1973, nang ipasok ng mga Amerikanong mananaliksik na sina Stanley Cohen at Enley Chang ang barterial plasmid sa DNA ng palaka. Pagkatapos ang nabagong plasmid na ito ay ibinalik sa bacterial cell, na nagsimulang mag-synthesize ng mga protina ng palaka, at maglipat din ng DNA ng palaka sa kanilang mga inapo. Kaya, natagpuan ang isang paraan na nagpapahintulot sa mga dayuhang gene na maipasok sa genome ng isang partikular na organismo.
slide 5
Ang genetic engineering ay nakakahanap ng malawak na praktikal na aplikasyon sa mga sektor ng pambansang ekonomiya, tulad ng industriya ng microbiological, industriya ng pharmacological, industriya ng pagkain at agrikultura.
slide 6
Ang isa sa pinakamahalagang industriya sa genetic engineering ay ang paggawa ng mga gamot. Ang mga modernong teknolohiya para sa paggawa ng iba't ibang mga gamot ay ginagawang posible na pagalingin ang mga pinaka-seryosong sakit, o hindi bababa sa pabagalin ang kanilang pag-unlad.
Slide 7
Ang genetic engineering ay batay sa teknolohiya ng pagkuha ng recombinant DNA molecule.
Slide 8
Ang pangunahing yunit ng pagkakasunud-sunod sa anumang organismo ay ang gene. Ang impormasyon sa mga gene na nag-encode ng mga protina ay na-decode sa kurso ng dalawang sunud-sunod na proseso: transkripsyon (RNA synthesis) at pagsasalin (protein synthesis), na siya namang tinitiyak ang tamang pagsasalin ng genetic na impormasyong naka-encrypt sa DNA mula sa wika ng mga nucleotides patungo sa wika ng mga amino acid.
Slide 9
Sa pag-unlad ng genetic engineering, lalo silang nagsimulang magsagawa ng iba't ibang mga eksperimento sa mga hayop, bilang isang resulta kung saan nakamit ng mga siyentipiko ang isang uri ng mutation ng mga organismo. Halimbawa, ang Lifestyle Pets ay genetically engineered ng hypoallergenic na pusa na pinangalanang Ashera GD. Ang isang tiyak na gene ay ipinakilala sa katawan ng hayop, na naging posible na "bypass ang mga sakit".
slide 10
slide 11
Gamit ang genetic engineering, ang mga mananaliksik sa University of Pennsylvania ay nagpakilala ng isang bagong paraan para sa paggawa ng mga bakuna: gamit ang genetically engineered fungi. Bilang resulta, ang paggawa ng mga bakuna ay pinabilis, na, ayon sa mga taga-Pennsylvania, ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa kaganapan ng isang bioterrorist na pag-atake o isang pagsiklab ng bird flu.
1 slide
2 slide
Makasaysayang background Noong 1953, si J. Watson at F. Crick ay lumikha ng isang double-stranded na modelo ng DNA, at sa pagpasok ng 1950s at 1960s, ang mga katangian ng genetic code ay napaliwanagan. Noong 1970, si G. Smith ang unang nagbukod ng bilang ng mga enzyme - mga paghihigpit na angkop para sa mga layunin ng genetic engineering. Ang kumbinasyon ng mga paghihigpit ng DNA (para sa pagputol ng mga molekula ng DNA sa ilang partikular na mga fragment) at mga enzyme na nakahiwalay noong 1967 - DNA ligases (para sa mga "crosslinking" na mga fragment sa isang arbitrary na pagkakasunud-sunod) ay nararapat na ituring na sentral na link sa teknolohiya ng genetic engineering. Noong 1972, nilikha ni P. Berg, S. Cohen, H. Boyer ang unang recombinant na DNA. Mula noong unang bahagi ng 1980s ang mga pagsulong sa genetic engineering ay nagsisimula nang gamitin sa pagsasanay. Mula noong 1996, ang mga genetically modified ay ginamit sa agrikultura. Watson at Creek
3 slide
Mga gawain ng genetic engineering Pagpapabuti ng paglaban sa mga pestisidyo Pagpapabuti ng paglaban sa mga peste at sakit Pagtaas ng produktibidad Pagpapabuti ng mga espesyal na katangian
4 slide
Teknolohiya 1. Pagkuha ng nakahiwalay na gene. 2. Pagpapakilala ng isang gene sa isang vector para sa pagsasama sa isang organismo. 3. Paglipat ng vector na may construct sa binagong recipient organism. 4. Molecular cloning. 5. Pagpili ng GMO
5 slide
Ang kakanyahan ng teknolohiya ay nakasalalay sa itinuro, ayon sa isang naibigay na programa, ang pagbuo ng mga molecular genetic system sa labas ng katawan na may kasunod na pagpapakilala ng mga nilikha na istruktura sa isang buhay na organismo. Bilang isang resulta, ang kanilang pagsasama at aktibidad sa organismo na ito at sa mga supling nito ay nakamit. Ang mga posibilidad ng genetic engineering - genetic transformation, ang paglipat ng mga dayuhang gene at iba pang materyal na carrier ng heredity sa mga selula ng mga halaman, hayop at microorganism, ang paggawa ng mga genetically modified na organismo na may bagong natatanging genetic, biochemical at physiological na mga katangian at katangian, gawin ito. estratehikong direksyon. transgenic na mouse
6 slide
Mga Praktikal na Nakamit ng Modern Genetic Engineering Clone library, na mga koleksyon ng mga bacterial clone, ay nilikha. Ang bawat isa sa mga clone na ito ay naglalaman ng mga fragment ng DNA ng isang partikular na organismo (Drosophila, mga tao, at iba pa). Sa batayan ng mga nabagong strain ng mga virus, bakterya at lebadura, ang pang-industriya na produksyon ng insulin, interferon, at mga paghahanda sa hormonal ay isinasagawa. Ang paggawa ng mga protina na tumutulong sa pagpapanatili ng pamumuo ng dugo sa hemophilia at iba pang mga gamot ay nasa yugto ng pagsubok. Ang mga transgenic na mas matataas na organismo ay nilikha, sa mga selula kung saan matagumpay na gumana ang mga gene ng ganap na magkakaibang mga organismo. Ang genetically protected na genetically modified na mga halaman na lumalaban sa mataas na dosis ng ilang mga herbicide at peste ay malawak na kilala. Sa mga transgenic na halaman, ang mga nangungunang posisyon ay inookupahan ng soybeans, mais, bulak, at rapeseed. Dolly ang Tupa
7 slide
Ang mga panganib sa ekolohiya at genetic ng mga teknolohiyang GM Ang genetic engineering ay isang mataas na antas na teknolohiya. Ang mataas na biotechnologies ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na intensity ng agham. Ang mga teknolohiya ng GM ay ginagamit kapwa sa balangkas ng maginoo na produksyon ng agrikultura at sa iba pang mga lugar ng aktibidad ng tao: sa pangangalaga sa kalusugan, sa industriya, sa iba't ibang larangan ng agham, sa pagpaplano at pagsasagawa ng mga hakbang sa pangangalaga sa kapaligiran. Anumang mataas na antas ng teknolohiya ay maaaring mapanganib para sa mga tao at sa kanilang kapaligiran, dahil ang mga kahihinatnan ng kanilang paggamit ay hindi mahuhulaan. Upang mabawasan ang posibilidad ng masamang epekto sa kapaligiran at genetic ng paggamit ng mga teknolohiyang genetic engineering, ang mga bagong diskarte ay patuloy na ginagawa. Halimbawa, ang transgenesis (ang pagpapakilala ng mga dayuhang gene sa genome ng isang genetically modified organism) sa malapit na hinaharap ay maaaring palitan ng cisgenesis (ang pagpapakilala ng mga gene ng pareho o isang malapit na nauugnay na species sa genome ng isang genetically modified organism) .
slide 2
Ang genetic engineering ay isang hanay ng mga pamamaraan na nagpapahintulot, sa pamamagitan ng in vitro operations (in vitro, sa labas ng katawan), na ilipat ang genetic na impormasyon mula sa isang organismo patungo sa isa pa.
slide 3
Ang layunin ng genetic engineering ay upang makakuha ng mga cell (pangunahing bacterial) na may kakayahang gumawa ng ilang "tao" na protina sa isang pang-industriyang sukat; sa kakayahang pagtagumpayan ang mga interspecific na hadlang at ilipat ang mga indibidwal na namamana na katangian ng ilang mga organismo sa iba (gamitin sa pag-aanak ng halaman at hayop)
slide 4
Ang pormal na petsa ng kapanganakan ng genetic engineering ay 1972. Ang ninuno nito ay ang American biochemist na si Paul Berg.
slide 5
Isang grupo ng mga mananaliksik na pinamumunuan ni Paul Berg, na nagtrabaho sa Stanford University, malapit sa San Francisco sa California, ang nag-anunsyo ng paglikha ng unang recombinant (hybrid) DNA sa labas ng katawan. Ang unang recombinant na molekula ng DNA ay binubuo ng mga fragment ng Escherichia coli (Eschherihia coli), isang pangkat ng mga gene mula sa bacterium mismo, at ang buong DNA ng SV40 virus na nagiging sanhi ng pag-unlad ng mga tumor sa mga unggoy. Ang nasabing recombinant na istraktura ay maaaring theoretically magkaroon ng functional na aktibidad sa parehong E. coli at monkey cells. Kaya niyang, tulad ng isang shuttle, "maglakad" sa pagitan ng isang bacterium at isang hayop. Para sa gawaing ito, si Paul Berg ay ginawaran ng Nobel Prize noong 1980.
slide 6
SV40 virus
Slide 7
Mga pangunahing pamamaraan ng genetic engineering.
Ang mga pangunahing pamamaraan ng genetic engineering ay binuo noong unang bahagi ng 1970s. Ang kanilang kakanyahan ay nakasalalay sa pagpapakilala ng isang bagong gene sa katawan. Para dito, nilikha ang mga espesyal na genetic construct - mga vector, i.e. isang aparato para sa paghahatid ng isang bagong gene sa isang cell. Ginagamit ang mga plasmid bilang isang vector.
Slide 8
Ang plasmid ay isang pabilog na double-stranded na molekula ng DNA na matatagpuan sa isang bacterial cell.
Slide 9
GM na patatas
Ang eksperimental na paglikha ng mga genetically modified na organismo ay nagsimula noong 1970s. Ang tabako na lumalaban sa pestisidyo ay lumago sa China. Sa USA lumitaw: GM tomatoes
Slide 10
Ngayon sa USA mayroong higit sa 100 mga uri ng genetically modified na mga produkto - "transgenes" - ito ay soybeans, mais, gisantes, sunflower, bigas, patatas, kamatis at iba pa. Soybean Sunflower Pea
slide 11
Mga hayop na binago ng genetiko:
Glow in the Dark Rabbit Salmon
slide 12
Ang mga GMI ay matatagpuan sa maraming produktong pagkain:
Ang GM corn ay idinagdag sa mga confectionery at mga produktong panaderya, mga soft drink.
slide 13
Ang GM soy ay matatagpuan sa mga pinong langis, margarine, baking fats, salad dressing, mayonesa, pasta, kahit na pagkain ng sanggol at iba pang produkto.
Slide 14
Ang GM na patatas ay ginagamit upang gumawa ng mga chips
slide 15
Kaninong mga produkto ang naglalaman ng mga sangkap na transgenic:
Ang Coca-Cola McDonald's ng Nestle Hershey
Teksto para sa pagtatanghal na "Gene engineering".
Ang aming kaalaman sa genetika at molecular biology ay lumalaki araw-araw. Pangunahin ito dahil sa pagtatrabaho sa mga microorganism. Ang terminong "genetic engineering" ay maaaring ganap na maiugnay sa pagpili, ngunit ang terminong ito ay lumitaw lamang na may kaugnayan sa pagdating ng posibilidad ng direktang manipulasyon sa mga indibidwal na gene.
Kaya, ang genetic engineering ay isang hanay ng mga pamamaraan na nagpapahintulot sa paglipat ng isang gene sa pamamagitan ng mga operasyon sa labas ng katawan. impormasyon mula sa isang organismo patungo sa isa pa.
Sa mga selula ng ilang bakterya, bilang karagdagan sa pangunahing malaking molekula ng DNA, mayroon ding maliit na pabilog na molekula ng DNA, ang plasmid. Sa genetic engineering, ang mga prasmid na ginamit upang ipasok ang kinakailangang impormasyon sa host cell ay tinatawag na mga vectors - mga carrier ng mga bagong gene. Bilang karagdagan sa mga plasmid, ang mga virus at bacteriophage ay maaari ding maglaro ng papel ng mga vector.
Ang karaniwang pamamaraan ay ipinapakita sa eskematiko sa fig.
Posibleng iisa ang mga pangunahing yugto sa paglikha ng mga genetically modified na organismo:
1. Pagkuha ng gene na nag-encode ng isang katangian ng interes.
2. Paghihiwalay ng isang plasmid mula sa isang bacterial cell. Ang plasmid ay binubuksan (pinutol) ng enzyme, na nag-iiwan ng "maikling dulo" - ito ay mga pantulong na base sequence.
3. Parehong mga gene na may vector plasmid.
4. Pagpapasok ng recombinant plasmid sa host cell.
5. Pagpili ng mga cell na nakatanggap ng karagdagang gene. sign at praktikal na paggamit nito. Ang ganitong bagong bacterium ay mag-synthesize na ng isang bagong protina, maaari itong lumaki sa mga enzyme at ang biomass ay maaaring makuha sa mga pang-industriyang kaliskis.
Ang isa sa mga tagumpay ng genetic engineering ay ang paglipat ng mga gene na nag-encode ng synthesis ng insulin sa mga tao sa isang bacterial cell. Mula nang maging malinaw na ang sanhi ng diabetes ay ang kakulangan ng hormone na insulin, ang mga pasyente na may diyabetis ay naging at insulin, na nakuha mula sa pancreas pagkatapos ng pagkatay ng mga hayop. Ang insulin ay isang protina, at kaya nagkaroon ng maraming debate tungkol sa kung ang mga gene para sa protina na ito ay maaaring ipasok sa isang bacterial cell at pagkatapos ay lumaki sa isang komersyal na sukat upang magamit bilang isang mas mura at mas maginhawang mapagkukunan ng hormone. Sa kasalukuyan, posible na ilipat ang mga gene ng insulin ng tao, at nagsimula na ang pang-industriya na produksyon ng hormon na ito.
Ang isa pang mahalagang protina ng tao ay interferon, na kadalasang nabuo bilang tugon sa isang impeksyon sa viral. ang interferon gene ay nailipat din sa isang bacterial cell.
Sa pagtingin sa hinaharap, ang bakterya ay malawakang gagamitin bilang mga pabrika para sa paggawa ng isang hanay ng mga produkto ng eukaryotic cell tulad ng mga hormone, antibiotic, enzyme, at mga sangkap na pang-agrikultura.
Posible na ang mga kapaki-pakinabang na prokaryotic genes ay maaaring isama sa mga eukaryotic cells. Halimbawa, upang ipakilala ang gene ng nitrogen-fixing bacteria sa mga selula ng mga kapaki-pakinabang na halamang pang-agrikultura. Ito ay magiging napakalaking kahalagahan para sa produksyon ng pagkain at gagawing posible na mabawasan nang husto o kahit na ganap na mawalan ng paglalagay ng mga pataba ng nitrate sa lupa, kung saan ginugol ang malaking halaga ng pera at kung saan ang mga kalapit na ilog at lawa. ay polluted.
sa modernong mundo, ginagamit din ang genetic engineering upang lumikha ng mga binagong organismo para sa aesthetic na layunin.