Химерные и трансгенные организмы реферат

Обновлено: 29.06.2024

Механизмы изучения дифференцировки и регуляции активности генов в ходе онтогенеза Клонирование Химеры Трансгенные организмы Дают понять роль генов в дифференцировке клеток и в регуляции взаимоотношений между клетками в процессе онтогенеза

У животных даже стволовые клетки частично дифференцированы, из клеток красного костного мозга образуются только клетки крови, а не кожи, легких или др.клетки Только в искусственных условиях можно заставить ядро дифференцированной клетки обеспечить развитие полноценного организма, что используется в клонировании. Клонирование – получение генетически идентичных особей путем бесполого размножения.

Клоны растений животных

Генная инженерия Конструирование последовательности нуклеотидов ДНК, необходимых исследователю. Методы введения искусственно созданных генов в ядра яйцеклеток или сперматозоидов, в результате получают трансгенные организмы

Трансгенные организмы Организмы, несущие в своем геноме чужеродные гены. Гены должны эспрессироваться, т.е. работать-транскрибироваться и транслироваться, для этого создают искусственную конструкцию – к гену присоединяют промотор (РНК-полимераза) от другого гена, про который известно, что он экспрессируется в нужной ткани (в молочный железе). Таким образом, белок, кодируемый чужеродным геном будет входить в состав молока, из которого его можно выделить.

Одним из первых примеров успешного создания трансгенных животных было получение мышей, в геном которых встроен ген гормона роста крысы. Некоторые из таких трансгенных мышей росли быстро и достигали размеров, существенно превышавших размеры контрольных животных.

Химерные организмы. Химерные животные– это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. Для получения "химер" культуральные клетки двух разных животных обрабатывают специальными вирусными препаратами, добиваясь слияния их ядер.

Химерные организмы (химеры) Организмы, состоящие из генетически различных клеток и тканей В природе возникают в результате соматических мутаций. Имеют мозаичное проявление признаков, определяемых генами, затронутыми такой мутацией

Вывод. Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появиться возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии. В настоящее время интерес к трансгенным животным велик. Возникли широкие возможности для изучения работы чужеродного гена в геноме организма-хозяина, в зависимости от места его встраивания в ту или иную хромосому.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок биологии в 8 классе по теме "Клеточное строение организма" (конспект урока + презентация)

Урок биологии в 8 классе по теме "Клеточное строение организма". В данной работе представлен конспект урока с презентацией. На уроке дети должны усвоить знания о строении и жизнедеятельности кле.

методическая разработка урока биологии в 6 классе по теме "Движения живых организмов" и презентация к ней. Методическая разработка урока биологии в 6 классе по теме "Дыхание растений, бактерий и грибов" и презентация к ней.

Методическая разработка урока с поэтапным проведением с приложениямиПрезентация к уроку биологии в 6 классе по теме "Почему организмы совершают движения? ".Методическая разработка урока с поэтап.

УРОК БИОЛОГИИ. 11 класс. Что изучает экология. Среда обитания организмов и её факторы.

Урок биологии. Изучение экологического состояния пришкольной территории

Экологическое сознание - это понимание и осознание того, что каждый человек несет ответственность за сохранение как отдельных видов животных и растений, так и в целом жизни на Земле. Биология как пре.

Конспект урока биологии в 11 классе Абиотические факторы среды и организмы. Адаптация организмов к абиотическим факторам

Наследование дифференцированного состояния клеток

Для изучения раздела "Генетические основы индивидуального развития".

Наследование дифференцированного состояния клеток. Трансгенные и химерные организмы.

устойчивость дифференцированного состояния клеток. Обратимость дифференцированного состояния клеток.Химерные и трансгенные организмы., осрбенности их получения. клонирование.ж.

Тема. ГЕНОТИП КАК ЦЕЛОСТНАЯ СИСТЕМА

УРОК 18. ХИМЕРНЫЕ И ТРАНСГЕННЫЕ ОРГАНИЗМЫ. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ ОРГАНИЗМОВ

Цели урока: ознакомить учащихся с особенностями биологии и технологиями создания химерных и трансгенных организмов, рассмотреть генетические основы селекции; развивать умение применять ранее полученные знания; воспитывать рациональное отношение к использованию живых организмов человеком.

Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации со схемами получения химерных и трансгенных организмов, фотографии или рисунки химерных и трансгенных организмов, сортов культурных растений и пород домашних животных.

Базовые понятия и термины: причудливые и трансгенные организмы, селекция, отбор, скрещивание, сорта, породы, штамма.

Вопросы для беседы

1. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием генотипа?

2. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием среды?

3. Каким образом генотип и среда взаимодействуют при формировании признаков?

III . Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Химерами называют организмы или их части, состоящие из генетически разнородных тканей. Впервые этот термин применил немецкий ботаник Г. Винклер (1907) для форм растений, полученных в результате сращивание паслена и томата. В Дальнейшем (1909) Э. Баур, изучая пеларгонию ряболисту, выяснил природу химер. Различают несколько типов причудливых организмов:

• химеры мозаичные (гіперхимери) - у них генетически разные ткани образуют тонкую мозаику;

• химеры векторіальні - у них разнородные ткани расположены крупными участками;

• химеры периклінальні - ткани из различными генотипами лежат слоями друг над другом;

· химеры мериклінальні - их ткани состоят из смеси секторіальних и периклінальних участков.

Химеры могут возникать в результате прививок растений и под влиянием мутаций соматических клеток. Компоненты химер могут отличаться друг от друга генами ядра, числом хромосом или генов пластид или митохондрий. Причудливые организмы достаточно часто используются в научных исследованиях.

Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего количества ранних зародышей и их слияния. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создание химеры, есть различия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью химерных мышей было, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток поперечнополосатых мышц. Изучение причудливых животных позволило решить немало проблем, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные вопросы генетики и эмбриологии.

Трансгенными называют растения и животных, содержащие в своих клетках ген чужого организма, включен в хромосомы их получают, используя методы генной инженерии. Трансгенные организмы могут иметь большое значение для повышения эффективности сельского хозяйства и в исследованиях в области молекулярной биологии.

Первые генетически модифицированные организмы, полученные с помощью методов молекулярной биологии, появились на свет лишь в 80-х годах XX века. Ученые сумели изменить геном растительных клеток, добавляя в них необходимые гены других растений, животных, рыбы и даже человека.

Первый трансгенный организм (мышь) был получен Дж. Гордоном с сотрудниками 1980 г. В начале 90-х годов в Китае было проведено первое коммерческое испытания генетически модифицированных сортов табака и томатов, устойчивых к вирусам. А в 1994 г. в США впервые поступили в торговую сеть продуктов питания плоды генетически измененных томатов со сокращенным сроком созревания.

Широкомасштабное высвобождения в окружающую среду трансгенных организмов началось в 1996 г. Среди трансгенных организмов, которые были созданы, 98 % составляли генетически модифицированные сельскохозяйственные растения. Среди трансгенных сельскохозяйственных культур наибольшие площади под посевами сортов растений, устойчивых к гербицидам (71 %), болезней и вредителей (22 %), гербицидов и болезней вместе (7 %). 1999 г. в мировом масштабе посевы трансгенных сортов составляли: сои - 54 %, кукурузы - 28 %, хлопка и рапса - 9 %, картофеля - 0,01 % от общей площади под трансгенными растениями. Кроме указанных культур на незначительных площадях выращивались генетически модифицированные сорта помидоров, тыквы, табака, папайи, свеклы, цикория, льна. Уже созданы и проходят испытания и процедуру регистрации трансгенные сорта риса и пшеницы.

Генетическая модификация предоставляет живым организмам новых свойств. Но, хотя сейчас питается такими продуктами много людей, прошло слишком мало времени, чтобы наука полностью установила их влияние на наш организм. В Европе модифицированные растения сои и кукурузы для изготовления пищевых продуктов разрешено с 1997 p ., а пищевые ферменты, добавки, полученные в результате генной инженерии, используют более двадцати лет. Во многих европейских странах к законодательных актов пищевых продуктов включены требования относительно безопасности генетически модифицированных продуктов.

ГМО следует внедрять с большой осторожностью, особенно если страна расположена в центре происхождения и распространения растения. Так, соя в диком состоянии растет на Дальнем Востоке, и там может произойти переопыления. Но для Украины переноса генов в природных условиях вообще не актуальный. Здесь почти нет диких сородичей культурных растений, ведь мы питаемся только неаборигенними культурами. Для нас принципиальным является решение другой проблемы: станут дикорастущие растения бурьяном, устойчивым к гербицидам? Считают, что в нас актуальным может быть только вопрос с сахарной свеклой, ведь в него эффективное перенос пыльцы ветром достигает шести километров. В Крыму есть дикорастущие родственники сахарной свеклы, правда, эти гибриды непродуктивные. Такая же ситуация с пшеницей. Но проблема есть, ее нужно изучать.

Вопрос о перспективе использования генной инженерии во время выращивания сельскохозяйственного сырья продолжает вызвать серьезные споры среди исследователей и широких слоев потребителей. Среди положительных аргументов - повышенная урожайность, экологические преимущества, защита от вредителей. С другой стороны - неуверенность в безопасности новых технологий.

Негативное влияние трансгенных растений, устойчивых к вредителям, на нецелевые организмы возможен благодаря наличию в организме упомянутых растений биологически активных веществ (инсектициды, фунгициды и др.). Воздействие этих веществ может быть прямого или опосредованного действия через трофические цепи. В каждом агроценозі необходимо определить весь спектр фаунистических многообразие и влияние конкретных биологически активных веществ на него. Сегодня за 13 лет полевых испытаний достоверных экспериментальных данных о негативном влиянии трансгенных растений, устойчивых к вредителей, на нецелевые организмы не получено.

Широкомасштабное высвобождения в окружающую среду генетически модифицированных сортов растений разных таксономических групп с различными генетическими конструкциями, которые придают им новых свойств, поставило ряд вопросов, на которые необходимо обратить внимание во время построения системы биобезопасности окружающей среды. Главными вопросами биобезопасности при этом возможна передача генов, встроенных в трансгенный организм, организмам окружающей природной среды, влияние трансгенных растений, устойчивых к вредителям, на нецелевые организмы и нарушения трофических цепей.

Дать ответы на вопросы:

1. Какие организмы называют химерными и как ученые их получают?

2. Какие организмы называют трансгенными и как ученые их получают?

3. Какие генетические методы широко используют в селекции?

4. Почему нужно постоянно проводить дальнейшую селекцию давно одомашненных организмов?

Широкие возможности глубже понять роль генов в дифференцировке клеток и в регуляци взаимодействий между клетками в процессе развития дают химерные и трансгенные животные. Развитие экспериментальных методов в последнее время сделало возможным получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только одного отца и одной матери, но и большего количества предков. Химерные животные — это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Трансгеноз.docx

Процедура трансгеноза клеток должна заканчиваться проверкой её успешности. Трансгеноз можно считать успешным, если не менее 5% всех обработанных клеток будет иметь введённый генетический материал.

Конечная процедура генной терапии через трансгеноз соматических клеток in vitro— реимплантация грансгенных клеток-мишеней (клеточно-опосредо-ванная генная терапия). Она может быть органотропной (печёночные клетки вводятся через воротную вену) или эктопической (клетки костного мозга вводятся через вену).

Прямой трансгеноз (in vivo) осуществляется следующим образом. Создаётся рекомбинантный генетический вектор с заданным геном, необходимым для лечения. Вектор может быть тканеспецифичным (органотропным) или неспецифичным. Его вводят в достаточном количестве. В клетках-мишенях или в любых клетках происходит трансгеноз с помощью рекомбинантного вектора.

Изложенные выше принципы проверены в экспериментах на культурах клеток и животных. Совершенствование этих принципов продолжается. Разрабатываются также другие подходы к генной терапии: методы направленной модификации генов и супрессии конкретных мутаций.

Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. С помощью химерных мышей был, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития много ядерных клеток поперечнополосатых мышц. Теоретически можно допустить два варианта их возникновения, Один может быть результатом многократных делений ядер без деления цитоплазмы, другой вариант связан со слиянием одноядерных клеток.

Используя химерных мышей и специальные методы анализа ферментов, доказали, что многоядерные клетки - результат слияния одноядерных клеток. Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии.

Одно из перспективных направлений биотехнологии — искусственное получение химер (аллофенных животных). Понятие химера означает составное животное. Сущность метода получения химер заключается в искусственном объединении эмбриональных клеток двух и более животных. Животные могут быть как одной породы, так и разных пород и даже разных видов. Современная микрохирургия позволяет получать химер, имеющих 3—4 и более родителей. Химеры обладают признаками животных разных генотипов.

Существует два основных метода получения химер искусственным путем: 1) агрегационный — объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный — микроинъекция клеток внутриклеточной массы (ВКМ) бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. В обоих случаях получают особей, ткани и органы которых построены из клонов клеток объединенных (двух или более) эмбрионов (рис. 30). Первыми созданы химеры лабораторных мышей между линиями агути (кремовые) и не агути (черные). Они выглядели крапчатыми. Их окраска сочетала признаки обоих родителей: полосы пигментированной шерсти чередовались со светлыми, каждая полоса представляла клон клетки-родоначальницы. Их использование помогает изучению фундаментальных проблем дифференцировки клеток в процессе онтогенеза, многих вопросов механизма клеточного развития и происхождения отдельных тканей, иммунологического взаимодействия в развитии и т. д.

№ слайда 1

№ слайда 2

Развитие экспериментальных методов в последнее время сделало возможным получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только от одной матери и одного отца, но и большего количества предков. Развитие экспериментальных методов в последнее время сделало возможным получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только от одной матери и одного отца, но и большего количества предков.

№ слайда 3

Химерные животные– это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. Химерные животные– это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. Для получения "химер" культуральные клетки двух разных животных обрабатывают специальными вирусными препаратами, добиваясь слияния их ядер.

№ слайда 4

№ слайда 5

№ слайда 6

№ слайда 7

Всеми любимые пестролистные растения, такие как диффенбахии, колеусы, пеларгонии, кодиумы, каладиумы, аукубы и многие, многие другие - химеры. В растительном мире распространение химерных организмов очень велико Всеми любимые пестролистные растения, такие как диффенбахии, колеусы, пеларгонии, кодиумы, каладиумы, аукубы и многие, многие другие - химеры. В растительном мире распространение химерных организмов очень велико Химерность растений возникает легко и просто - как результат нарушений (мутаций) в делящихся молодых клетках. И стебель, и корень будут нарастать своими верхушками. Будут постепенно образовываться новые стебли, листья, цветы, корни, ведь растения, растут всю жизнь.

№ слайда 8

Факторы внешней среды легко могут повлиять на часть делящихся клеток, изменив структуру находящихся в них генов. Так возникает полоса клеток, например, листа, лишенная зеленой окраски, где отсутствуют или дефектны хлоропласты. Образуются пестрые стебли, листья и даже корни, а иногда и цветки. Семенное поколение может быть химерным в том случае, если мутации затронули половые клетки и материнское растение было химерным. Если для опыления брать пыльцу химерного растения, то химерность не передается. Химерные растения чрезвычайно ценятся садоводами, а возникающие мутации тщательно отслеживаются.

№ слайда 9

№ слайда 10

№ слайда 11

№ слайда 12

№ слайда 13

Развитие генной инжинерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Успехи в области экспериментальной эмбриологии позволили создать методы введения таких искусственно созданных генов в ядра сперматозоидов или яйцеклеток. В результате возникла возможность получения трансгенных животных Развитие генной инжинерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Успехи в области экспериментальной эмбриологии позволили создать методы введения таких искусственно созданных генов в ядра сперматозоидов или яйцеклеток. В результате возникла возможность получения трансгенных животных Трансгенные животные– животные несущее в своем геноме чужеродные гены.

№ слайда 14

№ слайда 15

№ слайда 16

№ слайда 17

Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появиться возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии. Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появиться возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии. В настоящее время интерес к трансгенным животным велик. Возникли широкие возможности для изучения работы чужеродного гена в геноме организма-хозяина, в зависимости от места его встраивания в ту или иную хромосому.

№ слайда 18

Читайте также: