2.15.1 Вопросы для самопроверки

1). В чем заключается явление нехромосомной наследственности?

2) В каких органоидах клетки содержится ДНК?

3) Что из себя представляет ДНК хлоропластов и митохондрий?

4). Что такое плазмиды, какие в них содержатся гены?

2.16 Биотехнология и основы генетической инженерии

Биотехнология – это наука об использовании живых организмов и биологических процессов в производстве. Биотехнология возникла на стыке многих наук, в том числе биохимии, генетики и молекулярной гегнетики. Генетическая инженерия- раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием in vitro новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке и синтезировать определенный продукт.

В настоящее время известны два способа искусственного синтеза генов вне организма - химический и ферментативный. Основные ферменты, используемые в генной инженерии – обратная транскриптаза, полимераза и рестриктаза. После синтеза нужного гена необходимо доставить его в другой организм. Для этого используются специальные молекулы – переносчики, которые называются векторами. Идеальная векторная молекула – это бактериальная плазмида.

Таким методом уже созданы культуры бактерий, продуцирующие аминокислоту триптофан, гормоны: соматостатин, соматотропин, инсулин, интерферон и др.

Для получения трансгенных животных в настоящее время наиболее популярен и эффективен метод прямой микроинъекции нескольких сотен копий молекул рекомбинантной ДНК в пронуклеусы оплодотворенных яйцеклеток. Затем прооперированные яйца пересаживают в яйцеводы реципиентных самок. Путем прямой инъекции чужеродной ДНК в яйцеклетки и эмбрионы получены трансгенные линии овец, выделяющих в молоко фактор IX, влияющий на сверты­ваемость человеческой крови и фермент химозин, используемый в сыроделии для коагуляции белкового сгустка; трансгенные свиньи несущие бычий или человеческий ген гормона роста; трансгенные коро­вы, выделяющие человеческий бета-интерферон в молоко.

Изучите также направления генетической инженерии в растениеводстве и животноводстве и их практическое зна­чение. Обратите внимание на то, что целью применения генной инженерии в селекции является получение трансгенных жи­вотных с новыми хозяйственно-полезными признаками — более эффективным усвоением кормов, быстрым ростом, устойчи­востью к заболеваниям

Литература: 1, стр.378-406; 2, стр. 198-230; 3, 102-110, 5, 103-122.

2.16.1 Вопросы для самопроверки

1). Что такое генетическая инженерия и каковы ее основ­ные методы?

2). Какие существуют методы синтеза нужных генов?

3) Что такое векторная молекула и каково ее назначение?

4).Какие существуют методы введения рекомбинантной ДНК в реципиентную клетку?

5). Как используются в практике достижения генетической инженерии?

6). В чем заключается цель использования генной инжене­рии в селекции сельскохозяйственных животных?

7) Какие направления существуют в генной инженерии растений?

2.17 Иммуногенетический и биохимический полиформизм белков и их использование в биотехнологии и селекции. Полиморфизм днк.

Изучение темы начните с ознакомления с историей иммуногенетики, после чего можно перейти к изучению иммуногенетики животных. В этом разделе темы необходимо выяснить методы определения групп крови у животных, в основу кото­рых положено использование взаимодействия иммунных анти­тел с антигенными факторами эритроцитов крови. Обратите внимание на большое количество антигенных факторов, обна­руженных у разных видов сельскохозяйственных животных, и кодоминантный тип их наследования. Для понимания методов определения групп крови необходимо выяснить, что такое сис­тема групп крови и какое количество их выявлено у основных видов сельскохозяйственных животных, что следует понимать под феногруппами и какой символикой пользуются для их обо­значения.

Достижения иммуногенетики используются в практике жи­вотноводства для контроля происхождения племенных живот­ных, определения родства пород, для выявления одно- или двуяйцевого происхождения близнецов, при объяснении природы гемолитической болезни молодняка.

В последние три десятилетия проявляется интерес к изу­чению полиморфизма белков, в основе наследования которого лежит явление множественного аллелизма и кодоминантности. Для анализа генетического белкового полиморфизма чаще пользуются зональным электрофорезом в полиакриламидном геле, основанном на способности разных белков с разной скоростью передвигаться в поле постоянного тока. Результаты анализа полиморфизма белков (трансферрины, гемоглобин, ряд фер­ментов и др.) используются для выяснения биохимической ин­дивидуальности организма, генетической экспертизы проис­хождения животных. Кроме того, ведется поиск по выявлению связей между типами отдельных белков и продуктивностью животных.

Более перспективным представляется использование в качестве маркерных систем полиморфных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК. Гомологичные последовательности ДНК у различных индивидов могут различаться по одному или нескольким основаниям в результате точечных мутаций, вставок, делеций или инверсий. Такие последовательности ДНК называются полиморфными, а само явление гетерогенности или вариабельности нуклеотидного состава гомологичных последовательностей – полиморфизмом ДНК. Использование в качестве маркерных систем полиморфных последовательностей ДНК позволяет тестировать генетический полиморфизм непосредственно на уровне генотипа, а не на уровне продуктов генов, как в случае использования метода белкового полиморфизма. Другими словами, варианты нуклеотидной последовательности ДНК, обусловливающие фенотипические изменения (белкового продукта, морфологических или физиологических признаков и п.п.) могут быть зарегистрированы на молекулярном уровне. ДНК-маркеры позволяют маркировать практически любые участки ДНК, в том числе некодирующие. Кроме того, эта маркерная система дает возможность использовать для анализа любые ткани и органы, независимо от стадии развития организма

При проведении генетического анализа по группам крови и полиморфным белковым системам необходимые математи­ческие характеристики (частоты генов и генотипов, генетиче­ское сходство популяций, гомозиготность и гетерозиготность и др.) определяются с использованием специальных формул.

Литература: 1, стр.328-379; 2, стр.346-366; 3, стр.308-334; 5, 209-225.