Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Репродуктивная биотехнология. Учебно-методическое пособие
.pdf
Министерство сельского хозяйства РФ
ФГБОУ ВО «Казанская государственная акаде-
мия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»
Кафедра биохимии, физики и математики
Якупов Т.Р., Зиннатов Ф.Ф.
Репродуктивная биотехнология
учебно-методическое пособие
Казань 2021
1
УДК 60(075.8)
ББК 40.06я73
Я 49
Печатается по решению Ученого совета факультета
биотехнологии и стандартизации ФГБОУ ВО Казанская
ГАВМ от 21.04.2021 года, протокол № 7.
Рецензенты:
доктор ветеринарных наук, зав. каф. микробиологии,
вирусологии и иммунологии, профессор ФГБОУ ВО Казан-
ская ГАВМ – А.К. Галиуллин;
кандидат биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии и молекулярно-генетического анализа
ФГБУ «ФЦТРБ ВНИВИ» – К.В.Усольцев.
Якупов, Т.Р. Репродуктивная биотехнология: учебно–
методическое пособие/ Якупов Т.Р., Зиннатов Ф.Ф. – ФГБОУ
ВО Казанская ГАВМ, 2021. – 40 с.
Учебно-методическое пособие «Репродуктивная био-
технология» подготовлено на кафедре биологической химии,
физики и математики ФГБОУ ВО Казанская ГАВМ и предна-
значено для подготовки выпускников по направлениям подготовки 36.03.02 – «Зоотехния».
@ Якупов Т.Р., Зиннатов Ф.Ф.
@ федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Ба-
умана», 2021
2
1. Общие методические рекомендации
Мы живем в постоянно и стремительно меняющемся мире. Неизменными остаются социальные
жизненно важные проблемы: охрана здоровья, обеспечение человека продовольствием, охрана окружающей природы и энергообеспечение. Без использования знаний и приемов молекулярной биотехнологии в современном мире немыслимо решение этих
проблем.
Учебно-методическое пособие «Репродуктивная
биотехнология» составлено с учетом требований
Федеральных государственных образовательных
стандартов высшего образования по направлениям
подготовки 36.03.02 – «Зоотехния» по дисциплине
«Биотехнология в животноводстве».
В настоящее время на животноводство прихо-
дится не менее трети сельскохозяйственного ВВП во
многих странах мира. Уверенностью можно сказать,
что животноводство играет ведущую роль в жизни
людей, обеспечивая как продовольственными, так и
непродовольственными товарами и способствуя росту их благосостояния.
Цель изучения дисциплины - дать студентам
целостное представление о современном состоянии
биотехнологии как о новом направлении научной и
3
практической деятельности человека, имеющем в
своей основе использование биологических объектов
(клетки микроорганизмов, тканей животных и растений) или молекул (нуклеиновые кислоты, белки-
ферменты и др.) для решения различных задач в об-
ласти сельского хозяйства и животноводства.
Учебно-методическое пособие «Репродуктивная
биотехнология» будет способствовать решению за-
дач предусмотренных рабочей программой дисци-
плины, таких как:
- ознакомление студентов достижениями в об-
ласти молекулярной биологии, основными направ-
лениями и разделами современной биотехнологии;
- показать роль биотехнологических методов и
технологий в развитии животноводства и в целом
сельского хозяйства, значение биотехнологии как
наука для профессиональной деятельности бакалавра
по направлению подготовки «Зоотехния»;
- освоение основных методов и приемов генной
инженерии и клеточной инженерии.
Для освоения материала учебно-методического
пособия у студента должны быть сформированы:
умения и компетенции по общей биологии, биохимии, генетике и разведения с/х животных в объеме,
предусмотренном государственными образователь-
ными стандартами. Он должен знать основные мета-
4
болические пути превращения биологических со-
единений в организме животных; биохимические
функции отдельных органов, тканей и особенности в
них молекулярных процессов; молекулярные основы
передачи, хранения и реализации генетической ин-
формации и др.
Учебно-методическое пособие будет способствовать формированию ряда общепрофессиональ-
ных компетенций предусмотренных РПД «Биотех-
нология в животноводстве», таких как:
- способность осуществлять профессиональную
деятельность с учетом влияния на организм живот-
ных природных, социально-хозяйственных, генетических и др. факторов;
- способность обосновывать и реализовывать в
проф.деятельности современные технологии с использованием приборно-инструментальной базы и
использовать основные биологические и профессиональные понятия, а также методы при решении об-
щепрофессиональных задач.
5
2. Введение
В настоящее время «Биотехнологию» опреде-
ляют как науку о генно-инженерных и клеточных
методах и технологиях создания и использования ге-
нетически трансформированных (модифицирован-
ных) растений, животных и микроорганизмов в целях интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения. Однако, среди ученых нет единого и точного определения понятия «биотехнология». Объяснить это можно
тем, что современная «биотехнология» - не отдель-
ная наука с конкретными целями, задачами и предметом изучения, а целая область знаний, объединя-
ющая множество биологических, точных и др. наук.
В целях конкретизации предметов изучения и
задач биотехнологии, т.е. для более научного восприятия биотехнологических процессов, выделяют
«молекулярную биотехнологию», которую можно
представить как науку, развившуюся из молекуляр-
ной биологии - изучения явлений жизни на молекулярном уровне.
Условно молекулярную биотехнологию можно
разделить на 4 основные и тесно взаимосвязанные
между собой разделы (или направления):
1. Генная инженерия
6
2. Клеточная инженерия
3. Инженерная энзимология
4. Техническая или производственная микро-
биология.
Каждая из этих направлений представляют со-
бой обширную область знаний со своими целями и
задачами.
Генетическая инженерия - совокупность ме-
тодов, позволяющих искусственно переносить генетическую информацию из одного организма в другой с помощью специально созданных генетических
конструкций. Одной из главных задач генной инженерии является получение организмов с желаемыми
свойствами. Основным подходом - конструирование
in vitro (вне организма) рекомбинантных молекул
ДНК (искусственно скомбинированных из фрагментов) с заданными наследственными свойствами, поэтому генную инженерию также называют техноло-
гией рекомбинантных ДНК.
Клеточная инженерия - совокупность методов,
используемых для конструирования новых клеток.
Включает культивирование и клонирование клеток
на специально подобранных средах, гибридизацию
клеток, пересадку клеточных ядер и другие микрохирургические операции по «разборке» и «сборке»
(реконструкции) жизнеспособных клеток из отдель-
7
ных фрагментов.
Генная инженерия и клеточная инженерия составляют основу молекулярной биотехнологии. Объединив их в одно целое, в настоящее время выделя-
ют отдельный раздел молекулярной биотехнологии биоинженерию.
В настоящее время разработан широкий спектр
биотехнологий, которые уже используются во всех
секторах животноводства, и которых можно классифицировать в трех основных направлениях:
1) воспроизводство, генетика и селекция живот-
ных;
2) производство, переработка кормов и кормле-
ние животных;
3) охрана здоровья животных.
Если в производстве кормов, в кормлении и
охране здоровья животных больше отражаются технологии инженерной энзимологии и технической
микробиологии, то в воспроизводстве, генетике и
селекции животных - вся биоинженерия.
Прогресс современной сельскохозяйственной
биотехнологии в животноводстве неразрывно связан
с расширением и совершенствованием арсенала используемых методов исследований. В области зооинженерии во многих странах мира биотехнологические методы нашли широкое применение при реше-
8
нии проблем повышения воспроизводительной
функции и создании новых типов животных. Ис-
пользование методов генной и клеточной инженерии
способствовало восстановлению и сохранению исчезающих видов сельскохозяйственных и диких жи-
вотных.
Все основные направления развития технологий
клеточной инженерии проявляются в этом направле-
нии:
1. Трансгенез – искусственный перенос гена
или группы генов из одного организма в другой и
создание условий для его/их экспресии (т.е. выражения: транскрипции, трансляции, приводящих к появ-
лению в клетках организма-реципиента биологически активного генного продукта).
2. Клонирование - получение идентичных по-
томков при помощи бесполого размножения или
процесс изготовления генетически идентичных ко-
пий отдельной клетки или организма.
3. Репродуктивная биотехнология, т.е. биотех-
нологии воспроизводства.
Все технологии клеточной инженерии основаны
на манипуляциях с клетками: соматическими, половыми или стволовыми. Клеточная инженерия, как
наука и возникла с изучения и разработки способов
гибридизации соматических клеток в начале 60-х го-
9
дов прошлого столетия.
В репродуктивной биотехнологии условно
можно выделить три основные направления:
1. Развитие технологий получения, хранения и
транспортировки половых клеток, эмбрионов – в це-
лях повышения эффективности воспроизводства жи-
вотных;
2. Искусственное оплодотворение – в целях
значительного генетического улучшения производи-
тельности;
3. Перенос или трансплантация эмбрионов – для
максимальной реализации возможностей самок.
Разработка методов искусственного осеменения
сельскохозяйственных животных и его практическое
применение обеспечили большой успех в области
улучшения генетики животных. Разработка способов
длительного хранения, культивирования и траспортировки половых клеток, эмбрионов открыла новые
возможности искусственного оплодотворения самок
в получении десятков тысяч потомков от одного
производителя в год и в значительном улучшении
генетики воспроизводства. По существу, это позволило решить проблему рационального использования производителей в практике животноводства.
Искусственное оплодотворение (AI) на сего-
дняшний день является наиболее широко применяе-
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]