Полученные с ГИ организмы называют трансгенными или генетически модифицированными (ГМО).
Схема получения ГМО:
1) Получение чистого гена, который хотят внедрить в клетку-реципиент.
Методы получения генов:
а) Химический синтез.
Пригоден для получения генов, для которых известна последовательность нуклеотидов. Нуклеотиды соединяют в нужной последовательности с фермента полинуклеотидлигазы. Первый ген получен группой Корана (США, 1960) в результате напряженной работы в течение четырех лет. Сейчас ведется машинный синтез: в аппараты (например, «Протва») помещают последовательно нуклеотиды, ферменты, АТФ. Рутинная, хорошо отработанная методика.
б) Ферментативный синтез (энзиматический синтез).
Стал возможен после открытия фермента «обратная транскриптаза», или «ревертаза», у РНК-содержащих вирусов.
Последовательность работы:
1. Из организма (клетки) выделяют и-РНК, считанную с нужного гена (современные методы позволяют разделять молекулы РНК). Это значительно проще, чем выделять ген (т.е. ДНК).
2. С ревертазы строят на и-РНК комплиментарную цепь ДНК.
3. РНК-матрицы разрушают с ферментов.
4. По полученной цепи ДНК достраивают вторую цепь ДНК. Получившаяся двухцепочечная ДНК комплементарна исходной и-РНК и называется кДНК. Таким образом, можно получить кДНК только с экзонами, без интронов. Это очень важно при переносе эукариотического гена в прокариотическую клетку, которая «не отличает» интроны и поэтому построит белок полностью согласно всем триплетам в «незрелой» и-РНК.
Пример синтеза: ГИ синтез интерферона (Дебабов, Овчинников).
в) Выделение генов из природных источников, т.е. имеющихся в природе генов.
1. Выделяют тотальную ДНК (т.е. всю ДНК клетки).
2. Режут на фрагменты рестриктазами (эндонуклеазы рестрикционного действия).
3. Плавят, т.е. разделяют на одноцепочечные нити.
4. Помещают на нитроцеллюлозный фильтр (или разгоняют электрофорезом на агарозном геле).
5. С зонда находят нужный ген.
Трудности: сложно и долго найти нужный ген, проще получать его химическим синтезом, особенно если ген короткий.
2) Следующая задача – включить эти молекулы ДНК в клетки, в которых они смогут размножаться. Существуют различные векторы (переносящие агенты), основными из которых являются плазмиды. Плазмиды – короткие кольцевые молекулы ДНК, которые автономно размножаются в клетках многих бактерий. В определенных условиях плазмиды могут передаваться от бактерии к бактерии. Они содержат ряд генов, причем некоторые из них отвечают за важные для бактерий признаки. Например, в плазмидах находятсямногие гены устойчивости к антибиотикам.
3) Из бактерий выделяют плазмиды, обычно несущие ген устойчивости к определенному антибиотику.
4) Эту плазмиду разрезают рестриктазой, оставляющей однонитевые участки ДНК - «липкие концы».
5) К кДНК с фермента ДНК-лигазы присоединяют адаптеры – концевые участки, содержащие сайт узнавания для той же рестриктазы, и обрабатывают эти ДНК рестриктазой.
6) Полученные ДНК «вшивают» в плазмиду с ДНК-лигазы, соединяющей комплементарные «липкие концы». Эта новая молекула ДНК является рекомбинантной.
7) Плазмиды, т.е. recДНК «вставляют» в бактериальную клетку. Эффективность их включения невелика – обычно плазмидой заражается лишь одна из многих сотен тысяч бактерий.
8) Бактерий, получивших плазмиду и ген, отбирают, высевая на среду с антибиотиком. (Именно для этого и был нужен ген устойчивости: бактерии с плазмидой выживут и размножатся, а все остальные гибнут от антибиотика).
В составе плазмиды введенный ген будет удваиваться, передаваться следующим поколениям бактерий, т.е. клонироваться. Более того, при определенных условиях включенный ген будет управлять синтезом и-РНК и белков в клетке бактерий. Бактерии, которые содержат интересующий ген, можно разными выделить из общей массы. Наработанный ими белок можно получить в чистом виде.
Плазмиды и иные векторы позволяют также встраивать чужеродные гены в хромосомы животных и растений.
Другие пути и другие векторы для введения генов в клетку-реципиент:
а) Микроинъекция генов в пронуклеус клетки-реципиента (1980, Гордон Дж.). Гены встраиваются в хромосомы и размножаются с ними. В основном используются для трансгеноза у животных. Например, сейчас введены генов ростовых гормонов у крупного рогатого скота.
Разрабатывается:
- Замена онкогенов (разработано, но в практике еще нет)
- У человека излечиваются более десятка болезней с трансгеноза
б) Электропорация – с электрических импульсов, которые увеличивают проницаемость мембран, увеличивая поры.
в) Упаковка генов в липосомы (сферы из фосфолипидов). Липосомы захватываются клетками, и ДНК нужного гена поступает в клетку.
г) Бомбардировка микрочастицами: на частицы золота или вольфрама наносят recДНК, помещают в «генные пушки», после выстрелов частицы металла с генами оказываются в клетке.
Важнейшим фактором эволюцианирования человека являлся труд . Только человек смог создать орудие труда . Трудовая деятельность человека закреплению физиологических и морфологических изменений у предков человека , которые называют антро Важным антро в жизни человека являлось прямохождение . Так как человек стал прямоходящим у него освободилась рука , сначала она выполняла примитивные действия , но в процессе труда она совершенствовалась . Таким образом рука является не только органом труда но и его продуктом. Рука человеку разрабаывать орудия труда Также совместная трудовая деятельность людей развитию коллектива ,а отсюда потребность в общении и люди начали обмениваться звуками и жестами . Такое общение созданию речевого аппарта речи и слов. Труд и речь влияли на развитие мозга и мышление . Так в результате длительного времени и влияния биологических и социальных факторов осуществлялась эволюция человека.
Статеве розмноження гається у представників усіх типів рослинного і тваринного світу. Воно пов'язане з утворенням особливих статевих клітин: жіночих — яйцеклітин і чоловічих — сперматозоонів (згідно з Міжнародною гістологічною номенклатурою, вживаний раніше термін "сперматозоїд" застосовують для позначення рухливих чоловічих гамет рослин). Для статевих клітин (гамет) характерне одинарне (гаплоїдне) число хромосом. Крім того, вони різняться за співвідношенням об'ємів цитоплазми і ядра (порівняно із соматичними). Чоловічі статеві клітини — сперматозоони — зазвичай дуже малі і рухливі. Типові сперматозоони мають головку, шийку і хвіст. Головка майже цілком складається з ядра, вкритого тонким шаром цитоплазми. Спереду на головці є гострий, твердий горбик, який сприяє проникненню сперматозоона в яйцеклітину. До складу шийки вхолить цитоплазма, в якій е центріоль (складова частина клітинного центру, або центросоми), мітохондрії та АТФ як джерело енергії для забезпечення руху сперматозоона. Хвіст сперматозоона складається з тонких волокон, вкритих цитоплазматичним циліндром; це орган руху. Загальна довжина сперматозоона у ссавців і людини становить 5060 мкм. Кількість сперматозоонів дуже велика (у ссавців їх упродовж життя дозріває сотні мільйонів). Жіночі статеві клітини (яйцеклітини) нерухливі і, як правило, більші від сперматозоонів. Зазвичай вони мають кулясту або овальну форму і різну будову оболонок. У ссавців розміри яйцеклітин порівняно невеликі і становлять 100—200 мкм у діаметрі. В інших хребетних (риб, амфібій, плазунів, птахів) яйцеклітини великі. У їхній цитоплазмі міститься велика кількість поживних речовин. У птахів, наприклад, яйцеклітиною є та частина яйця, яку зазвичай називають жовтком. Діаметр яйцеклітини курки становить 3—3,5 см, а страуса — 10—11 см. Ці яйдеклітини вкриті кількома оболонками складної будови (шар білка, підшкаралупова і шкаралупова оболонки тощо), які забезпечують нормальний розвиток зародка (див. "Птахи"). Яйцеклітин утворюється значно менше, ніж сперматозоонів. Наприклад, у жінки упродовж життя дозріває близько 400 яйцеклітин. Жіночі статеві клітини, чи яйцеклітини, мають більший розмір, ніж інші клітини тіла, гаплоїдний набір хромосом і здатні після запліднення чи партеногенетнчно розвиватися в новий організм. Характерною рисою яйцеклітини є наявність у ній запасних живильних речовин у виді жовтка, необхідних для розвитку нового організму, наявність особливого поверхневого, чи кортикального (cortex — кора), шару цитоплазми і спеціальних оболонок, що покривають яйцеклітину. Яйцеклітина в основному має округлу форму, і величина її залежить від кількості жовтка в цитоплазмі. У деяких видів тварин нагромаджується у яйцеклітинах стільки жовтка, що їх можна побачити неозброєним оком (ікринки риб і земноводних, яйця плазунів і птахів). Із сучасних тварин найбільші яйця у оселедцевої акули (29 см у діаметрі). У птахів яйцем вважається те, що у побуті називається «жовтком»; діаметр яйця страуса 10,5 см, курки — близько 3,5 см. У тварин, зародок яких живиться за рахунок материнського організму, яйцеклітини мають невеликі розміри. Наприклад, діаметр яйцеклітини миші — 60 мкм, корови — 100 мкм. Яйцеклітина людини має у поперечнику 130— 200 мкм, масса — 3-10-6 г. Найбільш крупні яйцеклітини з представників тваринного царства гаються у птахів и риб. Жовток у яйцеклітині знаходиться у виді пластинок, гранул і складається з білків, фосфоліпідів, нейтральних жирів. У багатьох безхребетних, нижчих хордових, земноводних жовток структурно менш відособлений від цитоплазми, ніж у костистих риб, що плазують і птахів. Кількість жовтка в яйцеклітинах може бути дуже великою. Наприклад, у курячому яйці обсяг жовтка в 4 млн. раз перевищує обсяг вихідної первинної статевої клітини. У зв'язку з великими розмірами і перевантаженістю жовтком яйцеклітина втрачає рухливість; лише в губок і кишковопорожнинних яйцеклітини здатні рухатися.
Объяснение:
Полученные с ГИ организмы называют трансгенными или генетически модифицированными (ГМО).
Схема получения ГМО:
1) Получение чистого гена, который хотят внедрить в клетку-реципиент.
Методы получения генов:
а) Химический синтез.
Пригоден для получения генов, для которых известна последовательность нуклеотидов. Нуклеотиды соединяют в нужной последовательности с фермента полинуклеотидлигазы. Первый ген получен группой Корана (США, 1960) в результате напряженной работы в течение четырех лет. Сейчас ведется машинный синтез: в аппараты (например, «Протва») помещают последовательно нуклеотиды, ферменты, АТФ. Рутинная, хорошо отработанная методика.
б) Ферментативный синтез (энзиматический синтез).
Стал возможен после открытия фермента «обратная транскриптаза», или «ревертаза», у РНК-содержащих вирусов.
Последовательность работы:
1. Из организма (клетки) выделяют и-РНК, считанную с нужного гена (современные методы позволяют разделять молекулы РНК). Это значительно проще, чем выделять ген (т.е. ДНК).
2. С ревертазы строят на и-РНК комплиментарную цепь ДНК.
3. РНК-матрицы разрушают с ферментов.
4. По полученной цепи ДНК достраивают вторую цепь ДНК. Получившаяся двухцепочечная ДНК комплементарна исходной и-РНК и называется кДНК. Таким образом, можно получить кДНК только с экзонами, без интронов. Это очень важно при переносе эукариотического гена в прокариотическую клетку, которая «не отличает» интроны и поэтому построит белок полностью согласно всем триплетам в «незрелой» и-РНК.
Пример синтеза: ГИ синтез интерферона (Дебабов, Овчинников).
в) Выделение генов из природных источников, т.е. имеющихся в природе генов.
1. Выделяют тотальную ДНК (т.е. всю ДНК клетки).
2. Режут на фрагменты рестриктазами (эндонуклеазы рестрикционного действия).
3. Плавят, т.е. разделяют на одноцепочечные нити.
4. Помещают на нитроцеллюлозный фильтр (или разгоняют электрофорезом на агарозном геле).
5. С зонда находят нужный ген.
Трудности: сложно и долго найти нужный ген, проще получать его химическим синтезом, особенно если ген короткий.
2) Следующая задача – включить эти молекулы ДНК в клетки, в которых они смогут размножаться. Существуют различные векторы (переносящие агенты), основными из которых являются плазмиды. Плазмиды – короткие кольцевые молекулы ДНК, которые автономно размножаются в клетках многих бактерий. В определенных условиях плазмиды могут передаваться от бактерии к бактерии. Они содержат ряд генов, причем некоторые из них отвечают за важные для бактерий признаки. Например, в плазмидах находятсямногие гены устойчивости к антибиотикам.
3) Из бактерий выделяют плазмиды, обычно несущие ген устойчивости к определенному антибиотику.
4) Эту плазмиду разрезают рестриктазой, оставляющей однонитевые участки ДНК - «липкие концы».
5) К кДНК с фермента ДНК-лигазы присоединяют адаптеры – концевые участки, содержащие сайт узнавания для той же рестриктазы, и обрабатывают эти ДНК рестриктазой.
6) Полученные ДНК «вшивают» в плазмиду с ДНК-лигазы, соединяющей комплементарные «липкие концы». Эта новая молекула ДНК является рекомбинантной.
7) Плазмиды, т.е. recДНК «вставляют» в бактериальную клетку. Эффективность их включения невелика – обычно плазмидой заражается лишь одна из многих сотен тысяч бактерий.
8) Бактерий, получивших плазмиду и ген, отбирают, высевая на среду с антибиотиком. (Именно для этого и был нужен ген устойчивости: бактерии с плазмидой выживут и размножатся, а все остальные гибнут от антибиотика).
В составе плазмиды введенный ген будет удваиваться, передаваться следующим поколениям бактерий, т.е. клонироваться. Более того, при определенных условиях включенный ген будет управлять синтезом и-РНК и белков в клетке бактерий. Бактерии, которые содержат интересующий ген, можно разными выделить из общей массы. Наработанный ими белок можно получить в чистом виде.
Плазмиды и иные векторы позволяют также встраивать чужеродные гены в хромосомы животных и растений.
Другие пути и другие векторы для введения генов в клетку-реципиент:
а) Микроинъекция генов в пронуклеус клетки-реципиента (1980, Гордон Дж.). Гены встраиваются в хромосомы и размножаются с ними. В основном используются для трансгеноза у животных. Например, сейчас введены генов ростовых гормонов у крупного рогатого скота.
Разрабатывается:
- Замена онкогенов (разработано, но в практике еще нет)
- У человека излечиваются более десятка болезней с трансгеноза
б) Электропорация – с электрических импульсов, которые увеличивают проницаемость мембран, увеличивая поры.
в) Упаковка генов в липосомы (сферы из фосфолипидов). Липосомы захватываются клетками, и ДНК нужного гена поступает в клетку.
г) Бомбардировка микрочастицами: на частицы золота или вольфрама наносят recДНК, помещают в «генные пушки», после выстрелов частицы металла с генами оказываются в клетке.
д) С МГЭ – мобильных генетических элементов.