- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Методи створення експериментальних химер
1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
З матки вагітних самок одержують зародки, які досягли стадії 8 бластомерів. Бластомери, отримані від двох тварин з різними генотипами (наприклад, від мишей з білим і чорним забарвленням хутра) поміщають в умови, що сприяють їхній агрегації й утворенню 16-ти клітинного зародка. Такі складені зародки розвиваються in vitro до стадії бластоцисти, після чого їх вводять у матку прийомної матері, у якої попередньо викликають помилкову вагітність шляхом введення відповідних гормонів. У результаті отримують алофенних мишей. Коли в них з’являється хутро, його забарвлення не біле або чорне, як у батьків, а змішане, з почерговими чорними й білими плямами або смугами. Це доводить, що тканини тварин-химер мозаїчні, тобто складаються з "білих" й "чорних" клітин.
Внутрішні тканини таких тварин також мозаїчні, хоча це проявляється не так очевидно, як у випадку забарвлення хутра. Відмінності можуть стосуватися білків, що виконують ферментативну функцію: вони можуть каталізувати ті самі реакції в мишей-батьків, потребувати тих самих кофакторів, але при цьому бути не ідентичними, хоча й подібними. Такі білки називаються ізоферментами, і їх можна розділити за допомогою електрофорезу. Агрегаційні химери можна одержувати не тільки між двома ембріонами, але й між різним числом ізольованих бластомерів або окремими частинами ембріонів. Маса химерних ембріонів не більше звичайної й піддається дії механізмів ембріональної регуляції. Перевага методу – не вимагає втручання мікрохірургічної техніки, тому широко використовується в ембріогенетиці.
2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
Використовуються ембріони на стадії бластоцисти. Бластоцисту фіксують й, використовуючи мікроманіпулятори, вводять шляхом ін’єкції клітини внутрішньоклітинної маси бластоцисти донорів у бластоцисту ембріона-реципієнта. Цим методом можна ін’єктувати не тільки внутрішньоклітинну масу ранніх ембріонів, але й більш диференційовані клітини.
Ін’єкційний метод знайшов застосування при одержанні міжвидових химер. Перші міжвидові химери були отримані між двома найближчими видами мишей, які зазвичай не схрещуються: M. muskulus й M. caroli. Причому було відзначено, що химерні ембріони, отримані інєкційним методом, нормально розвивалися тільки при пересадженні їх у матку того виду, чия бластоциста була використана в якості реципієнта. Наприклад, у бластоцисту M. muskulus вводили внутрішньоклітинну масу ембріона M. caroli. Отримані химери імплантувались у матку M. muskulus і добре розвивалися там, а в організмі M. caroli гинули через два тижні.
Міжвидові химерні зародки між мишею й пацюком шляхом агрегації були отримані тільки в 70-х роках. Перші химерні тварини були отримані тільки у 1973 році Р.Гарднером і М. Джонсоном. Успіх цих експериментів дозволив приступити у 80-х роках до створення химерних сільськогосподарських тварин. З’ясувалося, що агрегаційний метод неприйнятний для одержання химер великої рогатої худоби. Химери телят Bos indicus + Bos taurus вдалося одержати тільки ін’єкційним методом.
У 1984 році були отримані міжвидові химери між вівцею й козою – вівцекози, причому практично одночасно в Англії й Німеччині. Використовувалися обидва методи. Статевим шляхом вівці й кози не схрещуються, тому що мають різний набір хромосом: коза 2n = 60, вівця 2n = 54. У Німеччині у 1985 році були отримані химерні телят після агрегації половинок 32-клітинних ембріонів від корів швицької (бурої) і голштино-фризської порід. У фенотипі химер сполучалися обидві масті – бура й чорно-строката.
Химерні тварини не передають нащадкам генетичну мозаїчність. У них відбувається розщеплення, як у гетерозигот, тому цінні генетичні комбінації порушуються. Але протягом 1 покоління господарсько цінні ознаки підтримуються, тому можна, наприклад, сполучати як молочну, так і м’ясну продуктивність.
Химерність досить часто зустрічається й у рослин. Як правило, вона існує в прихованому вигляді, не проявляючись фенотипово. Однак пластидні мутації дозволяють побачити її безпосередньо на рослині. Найчастіше спонтанна химерність спостерігається в гетерозиготних рослин. Різні клітинні типи чітко розділені в просторі, утворюючи окремі шари при поділі апікальних меристем. Прикладом видимої мутації хлоропластів й утворення химерної рослини є строкатолистість або поява секторів тканини іншого кольору.