Клеточная, хромосомная и генная инженерия (моноклональные антитела, секвенирование)
| Метод | Суть | Применение |
|---|---|---|
| Культура клеток и тканей | Выращивание клеток на искусственной среде; тотипотентность растительных клеток позволяет из одной клетки получить растение | Микроклональное размножение (безвирусный картофель, орхидеи), получение веществ (женьшень), оздоровление сортов |
| Гибридизация соматических клеток | Слияние протопластов разных видов (без оплодотворения) | Гибрид картофеля и томата; гибридомы (лимфоцит + опухолевая клетка) — производство моноклональных антител для диагностики и лечения |
| Искусственное оплодотворение | Осеменение самок спермой ценных производителей; экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) с подсадкой эмбрионов | Животноводство, лечение бесплодия у человека |
| Реконструкция яйцеклеток, клонирование, трансплантация ядер | Ядро соматической клетки пересаживают в яйцеклетку с удалённым ядром → зародыш — генетическая копия донора ядра | Овца Долли (1996); клонирование ценных животных; терапевтическое клонирование для получения стволовых клеток |
| Хромосомная инженерия | Замена или добавление отдельных хромосом (например, от дикого вида) в кариотипе культурного растения; получение гаплоидов и полиплоидов | Пшеницы с хромосомами ржи (устойчивость к болезням) |
| Генная инженерия | Выделение или искусственный синтез гена → вырезание рестриктазами → встраивание в вектор (плазмиду, вирус) с помощью лигаз = рекомбинантная ДНК → введение в клетку (трансформация) → отбор трансгенных клеток | Инсулин, интерферон, гормон роста, вакцины из бактерий и дрожжей; ГМ-растения (Bt-кукуруза, золотой рис); генная терапия; редактирование генома CRISPR/Cas9 |
Медицинские биотехнологии: рекомбинантные белки-лекарства, вакцины (в том числе вакцины на основе иРНК), моноклональные антитела, диагностические тест-системы (ПЦР, ИФА, секвенирование), генная терапия наследственных болезней, тканевая инженерия и стволовые клетки (пересадка костного мозга, выращивание кожи, хрящей; индуцированные плюрипотентные клетки из клеток самого пациента — без отторжения). Этические вопросы: клонирование человека, ГМО, редактирование генома эмбрионов.
| Направление | Что делают | Результаты |
|---|---|---|
| Клеточная инженерия | Культивируют клетки и ткани вне организма, соединяют клетки разных видов (гибридизация соматических клеток), выращивают растения из одной клетки | Оздоровление посадочного материала, микроклональное размножение, гибридомы для получения моноклональных антител |
| Хромосомная инженерия | Замещают или добавляют отдельные хромосомы | Перенос устойчивости к болезням в сорта пшеницы |
| Генная инженерия | Выделяют ген, встраивают его в вектор (плазмиду, вирус) и переносят в клетку-хозяина | Инсулин, гормон роста, интерферон, вакцины; трансгенные растения и животные |
| Клонирование (клеточная инженерия) | Пересаживают ядро соматической клетки в лишённую ядра яйцеклетку | Овца Долли (1996); получение генетически идентичных животных |
Тонкости конструирования рекомбинантной ДНК. Одна и та же рестриктаза разрезает и плазмиду, и ДНК с нужным геном так, что на концах остаются короткие одноцепочечные комплементарные участки — липкие концы; они спариваются, а лигаза сшивает разрывы.
| Метод | Суть | Применение |
|---|---|---|
| Генная инженерия | Выделение или искусственный синтез гена → вырезание рестриктазами → встраивание в вектор (плазмиду, вирус) с помощью лигаз = рекомбинантная ДНК → введение в клетку (трансформация) → отбор трансгенных клеток | Инсулин, интерферон, гормон роста, вакцины из бактерий и дрожжей; ГМ-растения (Bt-кукуруза, золотой рис); генная терапия; редактирование генома CRISPR/Cas9 |
| Направление | Что делают | Результаты |
|---|---|---|
| Генная инженерия | Выделяют ген, встраивают его в вектор (плазмиду, вирус) и переносят в клетку-хозяина | Инсулин, гормон роста, интерферон, вакцины; трансгенные растения и животные |
Как получают рекомбинантную ДНК. Нужный ген вырезают рестриктазами (ферментами, разрезающими ДНК в определённых местах) или синтезируют по иРНК с помощью обратной транскриптазы → встраивают в плазмиду, сшивая лигазой → плазмиду вводят в бактериальную клетку → отбирают клетки, получившие ген, и размножают их. Бактерия начинает синтезировать нужный человеку белок: так с 1982 года производят человеческий инсулин, заменивший животный.
Закрепите теорию: 8 терминов и 3 задания с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward