Презентации 2020 / 02-20-GP-DNA-tech2-ГМО
.pdf
Геномика и протеомика
Модуль 1. Клонирование, идентификация и анализ ДНК
Лекция 2. Технологии рекомбинантных ДНК II: ГМО
•1.2.1. Понятие генетически-модифицированных организмов (ГМО)
•1.2.2. Трансгенные микроорганизмы и области применения
•1.2.4. Трансгенные растения
•1.2.5. Получение ГМ-животных
•1.2.6. Клонирование животных
•1.2.7. Успешные примеры ГМ-животных
•1.2.8. Искусственная жизнь. Синтия 3.0
•1.2.9. Проблемы экспрессии чужеродных генов
•и аутентичность чужеродных белков
Трансгенные организмы
или ГМО –
генетически-модифицированные организмы, наследуемый генетический материал (ДНК, РНК) которого целенаправленно изменен генноинженерными методами
В настоящее время практическая генно-инженерная биотехнология развивается по двум основным направлениям:
1«Молекулярное разведение (селекция)» (molecular breeding)
получение новыми методами хозяйственно ценных организмов.
2«Молекулярное производство» (molecular farming) направлено на использование трансгенных организмов в качестве биореакторов ценных органических соединений.
Геномика и протеомика
Трансгенные микроорганизмы и клеточные культуры
Разнородная группа микроскопических организмов, искусственно объединенная на основании размера, стала основой многочисленных биотехнологических производств, сложившихся в промышленную микробиологию. Практически любое биотехнологическое производство сегодня основано на использовании трансгенных организмов. бактерия = «фабрика»
Продукты: рекомбинантные белки: терапевтические и промышленные (ферменты, например, авидин для диагностики, ферменты для сыров, протеазы для стиральных порошков и т.д.), витамины, красители, аминокислоты, антибиотики, гормоны, вакцины, мономеры различных биополимеров и др.
Геномика и протеомика
Трансгенные микроорганизмы и клеточные культуры
Области применения:
1. Для синтеза рекомбинантных белков: самые различные ферменты, антигены, антитела, терапевтические белки и др.
2.Совершенствование старых биотехнологических процессов путем модификации уже имеющихся генов
3.Получение новых продуктов путем изменения метаболизма микроорганизмов введением в них чужеродных генов
4.Использование биомассы ГМ микроорганизмов для производства кормов и добавок, и др.
Продукты: белки, витамины, красители, аминокислоты, антибиотики, гормоны, вакцины, мономеры различных биополимеров и др.
Геномика и протеомика
ГМ-растения: получение трансгенных растений
1)Взрослое ГМ-растение может быть получено из отдельной соматической трансформированной растительной клетки
2)Растения можно разножать вегетативно (клонировать)
наиболее распространенная векторная система для растений
Геномика и протеомика
ГМ-растения: примеры и некот-е области применения
1.Устойчивость к гербицидам, например, к раундапу (глифосат). Ген выделен из устойчивого штамма E. coli.
2.Устойчивость к вредителям и болезням, например, Bt-сорта хлопка, кукурузы, картофеля (Bt или Cry-протоксин из B. thuringiensis).
3.Растения с улучшенными лечебно-диетическими свойствами, например, «Золотой рис» с провитамином А (встроен ген фитоен-синтазы нарцисса), земляника с повышенным синтезом витамина С, соя с повышенным содержанием ненасыщенных жирных кислот (Омега-3 и 6, ген из водорослей), фрукты с суперсладким белком тауматином и т.д.
4.Устойчивость к неблагоприятным факторам среды, засухам, заморозкам, повышенной солености и т.д. Повышенная продуктивность и рост.
5.ГМ-растения для фармакологии, от съедобных вакцин до производства ценных рекомбинантных белков (антитела, промышл. Ферменты и т.д)
6.Повышение декоративных свойств растений
Геномика и протеомика
Голубые розы (достичь невозможного)
Старт
1990
сорт
"SUNTORY blue rose APPLAUSE"
в продаже с 2009 г
1)Вставка гена дельфинидина (Dp) из анютиных глазок, открывающего «голубой путь» (Suntory, Япония) 2004
2)Выключение «красного» и «оранжевого» генов
дегидрофлавонол-редуктазы (DFR) розы
3) Вставка гена DFR из ириса, завершающего синтез Ближайшее будущее? голубого пигмента дельфинидина (Florigene, Австралия)
Геномика и протеомика
ГМ-животные: технологии получения
–метод микроинъекции,
–опосредованный ретровирусами перенос генов,
–использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток,
–перенос трансформированных ядер генеративных и соматических клеток
–использование спермиев и сперматогониев как переносчиков ДНК
Клонированием полученных ценных образцов почти невозможно
Геномика и протеомика
ГМ-животные: технологии получения
Получение линии трансгенных мышей с использованием ретровирусных векторов
Геномика и протеомика
ГМ-животные: технологии получения
Клонирование овцы методом переноса ядра
Геномика и протеомика