- •Задача 1
- •Из понятия сущности биотехнологии следует, что основным механизмом получения или модификации лекарственных средств является биообъект.
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Задача 8
- •Задача 9
- •Задача 10
- •Задача 11
- •Задача 12
- •Задача 14
- •Задача 15.
- •Задача 16.
- •Задача 17
- •Задача 18
- •Задача 19
- •Задача 20
- •Задача 21
- •Задача 22
- •Задача 23
- •Задача 24
- •Задача 25
- •Задача 26
- •Проблема биотехнологии в экологическом плане
- •Биотехнологическое производство и опасность биообъекта для окружающей среды.
- •Продукты опасные в экологическом плане
- •Задача 27
- •Задача 28
- •Задача 29
- •Задача 30.
- •Задача 32
- •Задача 33
- •Задача 34
- •Задача 36
- •Задача 37
- •Задача 38
- •Задача 39
- •Задача 41
- •Задача 42
- •Задача 43
- •Задача 44
- •Контроль концентрации инсулина в крови человека
Задача 4
Широчайшие возможности для модификации биообъекта с целью повышения его продуктивности является генная инженерия. Биотехнология рекомбинантных белков охватывает производство:гормонов (инсулина)
вакцин (против гепатита) пептидных факторов роста тканей, рекомбинантных интерферонов (они представляют неспецифическую защиту клетки от вирусов и злокачественных образований).На первом месте среди них по значению стоит рекомбинантный инсулин, составляющий около 30% от всего рынка рекомбинантной продукции.
Суть технологии: производят соединение фрагментов ДНК in vitro (в пробирке) с последующим введением изолированной ДНК в живую клетку. Чистая генная инженерия -это техника обмена изолированными фрагментами ДНК. Это происходит с помощью ферментов, которые относятся к эндонуклеазам (например, рестриктазы).
Цели генной инженерии: создание новых продуцентов для выработки новых целевых продуктов (новые лекарственные средства, диагностическе и профилактические препараты).
Необходимые условия для осуществления генной инженерии:
Нужен такой биообъект, который способен синтезировать чужеродный белок, воспринимал бы и передавал генетическую информацию.
Организм человека не должен отторгать продукт, синтезированный продуцентом.
Клетка должна делиться, необходимо, чтобы гены, продуцирующие целевой продукт у клеток, образующихся после деления, экспрессировались (работали).
Необходимо иметь транспортное устройство для внесения ДНК в клетку продуцента: вектор в виде плазмид, космиды, фага.
Вектор вводится разными путями:
конъюгация - генетический материал клеток при сближении переходит из одной клетки в другую в виде плазмиды.
трансдукция — передача клетке генетического материала через вирус или фаг.
трансформация — передача клетке генетического материала изолированной ДНК, в результате чего изменяется геном. Процесс трансформации - перенос генетического материала, при котором фрагмент ДНК, выделенный из клетки донора, поступает в клетку-реципиент
В генной инженерии включение нового гена происходит с помощью фермента рестриктазы.
Рестриктаз в клетке может быть очень много. Рестриктазы разрушают фосфодиэфирные связи между нуклеотидами в строго определенном месте, т.е. они обладают строгой специфичностью, действуя на определенную последовательность нуклеотидов в цепи. После разрыва связей образуются «липкие концы» и в разрывы включаютсч гены с помощью ферментов ДНК-лигаз, которые соединяют нуклеотиды между собой.
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 2 ►
Есог 1- рестриктаза действует в строго определенной последовательности на одну нить ДНК. Другая рестриктаза расщепляет вторую нить ДНК на другом участке. Рестриктазы расщепляют ковалентные фосфодиэфирные связи между нуклеотидами. После расщепления связей образуются «липкие концы» и в место разрыва можно включить ген, который «сшивается с ДНК с помощью ДНК-лигаз. Техника генноинженерного эксперимента (стадии)
Получение ДНК чужеродного фрагмента, который необходимо включить (вклеить) в клетку хозяина. Например, получение ДНК человеческого инсулина.
Получение плазмиды из клетки донора
Есть клетка-реципиет (напр. Е. coli ) из которой мы получаем плазмиды ( это элементарная концевая молекула ДНК в 100-1000 раз меньше хромосомы, существует в бактериальных клетках или клетках прокариот, плазмиды несут ограниченное количество генов (не более 30).
3. Конструированиерекомбинантной плазмиды (вектора)
Вектор - рекомбинат ( подготовленная для генно-инженерных манипуляций плазмида или в виде фага или в виде изолированной ДНК или вируса) или часть рекомбинантной ДНК, которая обеспечивает проникновение и дальнейшую репликацию этой ДНК в клетке хозяина. Вектор получают с помощью рестриктазы ( разрывает фосфодиэфирные связи в строго определенном месте последовательности оснований нуклнеотидной цепи)
Введение фрагмента ДНК (гена человеческого инсулина в плазмиду клетки реципиента (E.coli) : 2 липких конца одного биообъкета и 2 липких конца другого комплементарно воссоединились. Ген инсулина является чужеродным, поэтому может иметь место такое явление как отжиг.
Отжиг - это процесс смещения двух фрагментов ДНК, когджа восстанавливаются только водородные связи и фосфодиэфирные связи не образуются. Для восстановления фосфодиэфирных связей используют ДНК-лигазы - это ферменты, которые восстанавливают ковалентные фосфодиэфирные связи и таким образом концы однотяжевой линейной молекулы ДНК соединяются с кольцевой молекулой ДНК - плазмидой. Плазмида - это вектор. Так лиганды сшивают, склеивают молекулы ДНК. На этом этапе плазмида называется вектором или транскриптом.
4. Включение вектора в клетку-реципиент (E.coli)
Условием включения вектора в клетку реципиента является то, что цитоплазматическая мембрана ее должна близко подходить к клеточной стенке, когда вектор входит внутрь клетки через окошечки.
5. Отбор гибридных клонов
Посев идет на питательную среду, содержащую, как пример, бензилпенициллин, при этом вырастают клоны клетки E.coli с маркером в гибридной плазмиде.
У эукариот при образовании молекулы м РНК имеет место процесс сплайсинга (от английского splicing- созревание, сращивание). Ген у эукариот представляется не непрерывный, а мозаичной структуры, содержащей наряду с кодирующими, несущими информацию (так называемые экзоны), также некодирующие, не несущие информацию (интроны) последовательности. Фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза катализирует
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 3
транскрипцию как экзонов, так и интронов. В процессе сплайсинга интроны с помощью ферментов вырезаются, а экзоны после удаления интронов сращиваются. При этом образуется функционирующая м РНК.
У прокариот процесс образования м РНК идет проще. При помощи РНК-полимеразы идет транскрипция соответствующего гена. Процесс сплайсинга у прокариот отсутствует. Образующаяся в процессе транскрипции молекула м РНК уже способна к функционированию.
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | 1 ►