Генная инженерия - ГБОУ школа № 579

© Кондратьева Лариса Олеговна
учитель биологии ГБОУ СОШ №579 Приморского района
2013 год
Что такое генная инженерия?
•Совокупность приёмов, методов и технологий получения
рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из
организма (клеток).
•Осуществляет манипуляции с генами для введения их в
другие организмы.
•Служит для получения желаемых качеств изменяемого
организма.
•Не является наукой в широком смысле.
•Инструмент биотехнологии.
•Использует исследования молекулярной биологии,
цитологии, генетики, микробиологии.
История и персоналии
Основы генной инженерии заложили ученые У.Гилберт
и Ф. Сенгер (нобелевские лауреаты).
Исследования проводили В. Арбер, Д. Натанс и Х. Смит
(открытие рестриктаз – ферментов, ускоряющих
реакцию гидролиза нуклеиновых кислот).
Ф.
Гриффит
открыл
явление
бактериальной
трансформации.
Ф. Сенгер
У. Гилберт
В. Арбер
Ф. Гриффит
Основные этапы решения
генноинженерной задачи
• Получение изолированного гена.
• Введение гена в вектор для переноса в организм.
• Перенос вектора с геном в модифицируемый
организм.
• Преобразование клеток организма.
• Отбор генетически модифицированных организмов
(ГМО) и устранение тех, которые не были успешно
модифицированы.
Виды мутаций
• Геномные  приводящие к добавлению или утрате
одной, нескольких или полного гаплоидного набора
хромосом (гетероплоидия и полиплоидия);
• Хромосомные  приводящие к перестройкам
структуры хромосом:
– Делеция – потеря генетического материала одной
или нескольких хромосом.
– Дупликация – удвоение генетического материала
одной или нескольких хромосом.
– Иверсия – изменение ориентации сегментов
хромосом в отдельных хромосомах.
– Транслокация – перенос части генетического
материала с одной хромосомы на другую.
• Генные – приводящие к изменениям структуры
отдельных генов путём вставки, выпадения, замены или
изменения пары нуклеотидов.
Применение в научных исследованиях
• Нокаут гена
Метод изучения функции какого-либо
гена, т.е. техника удаления одного или
большего
количества
генов.
В
эксперименте
участвовали
мыши,
которых стали называть нокаутными.
• Искусственная экспрессия
Добавление в организм гена, которого у
него ранее не было.
Перенос новых генов в геном животных возможен с помощью
микроинъекции ДНК в ядро яйцеклетки. Так получили трансгенную
гигантскую мышь, которой ввели ген гормона роста крысы
• Визуализация продуктов генов
Замещение нормального гена на слитый с
репортёрным элементом, например, с геном зелёного
флуоресцентного белка (GFP). Этот белок,
флуоресцирующий в голубом свете, используется для
визуализации продукта генной модификации.
• Исследование механизма экспрессии
Особенности экспрессии зависят прежде всего от
небольшого участка ДНК. Промотор служит для
связывания факторов транскрипции.
Схема строения
зелёного
флуоресцентного белка
Генная инженерия человека
• Могла бы применяться для лечения наследственных болезней.
Однако, технически, есть существенная разница между лечением
самого пациента и изменением генома его потомков.
• В будущем возможно изменение генома человека. В настоящее
время такие эксперименты проводятся на приматах.
• В 2009 году эксперименты увенчались успехом: применение
генноинженерных вирусных векторов вылечило взрослого самца
обезьяны от дальтонизма. Дал потомство первый генетически
модифицированный примат (выращенный из модифицированной
яйцеклетки) — игрунок обыкновенный.
• Используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с
разновидностями бесплодия. Используются яйцеклетки здоровой
женщины. В результате ребёнок наследует генотип от одного отца и
двух матерей.
Вред и польза ГМО
Разрабатываются и используются уже 20 лет.
Почти эпидемиологического масштаба достигают
заболевания онкологического характера, сахарный
диабет, кожные болезни, астма, бесплодие.
Усиливается количество генных мутаций среди
новорожденных.
Продукты, содержащие генные модификации, не
несут вреда здоровью.
Необычные открытия
Китайские учёные- генетики
вырастили ушную раковину на
мыши
Генетически модифицированные
фрукты могут сочетать в себе
несколько вкусов
Генетически-модифицированные животные