Генетически модифицированные организмы

ПЛАН

1. Введение

2. Технологии ГМО

   2.1. Получение генетического материала

   2.2 Включения фрагментов ДНК

   2.3 Введение в геном реципиента

3. Основные методы генной инженерии

   3.1. Полимеразная цепная реакция

   3.2. Электрофорез

   3.3. Идентификация сегментов ДНК.

   3.4. Зонды и гибридизация

   3.5. Секвенирование

4. Значение ГМО        

   4.1. ГМО на службе у медицины

   4.2. ГМО бактерии уничтожают опухоли

   4.3. ГМО-деревья спасут экологию

1. Введение

Генетически модифицированный организм или сокращенно ГМО – это живой организм, генотип которого был изменён при помощи методов генной инженерии с целью создания новых свойств организма. Подобные изменения сегодня производятся практически повсеместно в области создания продуктов питания в хозяйственных целях, реже в научных целях.

Генетическая модификация отличается целенаправленным конструированием генотипа организма, что в отличие от случайного, характерного для природного и искусственного мутагенеза.

2. Технологии ГМО

Генная инженерия – это раздел молекулярной генетики, использующий различные методы манипуляции с нуклеиновыми кислотами (технологии рекомбинативных ДНК) для целенаправленного изменения генетически программ и создания новых генотипов.

Генная инженерия состоит из следующих основных этапов: а) получение генетического материала, содержащего нужные гены; б) включение этих генов в автономную генетическую систему (вектор), способную к репликации и встраиванию в чужой геном; в) введение этой системы в реципиентную клетку, где новые гены входят в состав ДНК. На указанных этапах используются много молекулярно-генетических подходов и методов.

2.1. Получение генетического материала

Генетический материал можно получать двумя способами: путем химического синтеза и путем ферментативной рестрикции. Химический синтез ДНК осуществляется из нуклеотид в специальных условиях на основе полностью расшифрованной нуклеотидной последовательности определенного участка ДНК. Рестрикция ДНК – это процесс своеобразного «разрезания» молекул ДНК прокариот и эукариот специальными ферментами, что позволяет получать участки, содержащие определенные гены.

2.2 Включения фрагментов ДНК

Вектор способен перемещать чужую ДНК внутрь клетки-хозяина таким образом, что она там могла реплицироваться. Существует два основных вида векторов: бактериальные плазмиды и бактериофаги.

Бактериальные плазмиды – это небольшие кольцевые молекулы двухцепочной ДНК, в функции которых входит, например, обеспечение устойчивости к антибиотикам. В бактериальной клетке плазмиды могут существовать во множестве копий, могут реплицироваться независимо от хозяйской ДНК. Для многих плазмид известна полная нуклеотидная последовательность. Это делает возможным точную локализацию сайтов рестрикции для клонирования фрагментов ДНК. Они могут быть отделены от хозяйской хромосомы.

Бактериофаги обычно содержат линейную ДНК, в которую могут быть встроены фрагменты чужеродной ДНК по какому-либо из доступных сайтов рестрикции. Основным преимуществом  фаговых векторов перед плазмидными является то, что в них модно встраивать в 2 – 3 раза более крупные фрагменты чужеродной ДНК.

2.3 Введение в геном реципиента

Вектор, включающий в себя фрагменты чужеродной ДНК, должен проникать в рецептивные клетки, выбранные для клонирования гена. Она могут быть как ядерными так и безядерными. Встроенные в плазмиды чужие гены передаются в клетку хозяина путем трансдукции и встраиваются в их геном, где способны к быстрой репликации с помощью ферментов клетки-хозяина. Процесс быстрого получения большого количества одинаковых копий молекул называется клонирование. Путем клонирования вектора в реципиентных клетках можно обеспечить получение большого количества нужного гена в высокоочищенном виде или большого количества белка, кодируемого данным геном.