КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Изменения индивидуальных генов (внутригенные изменения)
Изменение числа и порядка расположения генов (перестройка хромосом Изменение числа хромосом Наследственное изменение генотипа. Мутации различают цитоплазматические (внехромосомные) и ядерные (хромосомные). Наследственные изменения называются мутациями в геноме, но есть и внехромосомные изменения. Таким образом мутации проявляются на субклеточном и молекулярном уровне. Хромосомные мутации включают три основны типа: ведет к структурным изменениям) В селекции микроорганизмов основное значение имеют два последних типа мутаций. Важной характеристикой мутантов является их способность к реверсии, то есть возвращения к исходному фенотипу (обратное мутирование). Мутанты, которые появляются в результате реверсии называются ревертантами Современная селекция основана на выделении клоновых культур. Определение клона: клон – это генетически однородное потомство одной клетки (это колония, выросшая из одной клетки). Клоновая культура, имеющая наследственную однородность, называется штаммом. Типы мутаций. 1. Делеция (стирание) – выпадение участков хромосомы или нескольких генов. 2. Дупликация – удвоение генов. 3. Амплификация – умножение отдельных генов или группы генов. 4. Транспозиция - вставка участка хромосомы в новые места на хромосоме. 5. Инверсия – изменение порядка расположения генов на хромосоме, при этом может быть утрата одних функций и приобретение новых. 6. Летальные мутации – это мутации, захватывающие слишком большие участки генома, в результате чего организм погибает. 7. Внутригенные мутации: • точечные – изменение последовательности нуклеотидов в пределах одного гена.
• транзиция или трансверсия – выпадение или вставка одного или нескольких оснований, например, транзиция – пурин замещается на пурин или пиримидин на пиримидин, трансверсия – пурин замещается на пиримидин. Точечные мутации приводят к замене одной аминокислоты в белке на другую или к изменению конформации белковой молекулы, что может привести к потере активности фермента. Если белок регулятор или репрессор, то это может привести к повышению выработки целевого продукта продуцентом. Вывод: совершенствование биообъекта – это получение биообъектов – продуцентов с мутациями в геноме, которые отличаются от исходного биообъекта в сторону улучшения биотехнологических свойств, в частности, в сторону увеличения образования целевого продукта. Классификация биообъектов и возможности целевого воздействия на них 1. Макрообъекты: человек, млекопитающие, рептилии, рыбы, насекомые, растения 2. Микрообъекты: 2.1.Эукариоты – низшие грибы, водоросли (кроме нитчатых) 2.2.Прокариоты – актиномицеты, бактерии, сине-зеленые водоросли. 2.3.Микробиосистемы – ферменты, протопласты. Человек: у него можно воздействовать только на отдельные гены, но против использования человека как биообъекта в плане мутагенного действия возражает этика. Человека можно подвергать только ненаследственной иммунизации. Человека можно использовать: 1. донор крови – необходимо, чтобы человек был здоров, кровь не должна быть заражена, при взятии крови не должен нарушаться гомеостаз. 2. донор органов и тканей (после его смерти). Человек являет пример, какие продукты можно получать (интерферон, инсулин, гормоны внутренней секреции, разнообразные факторы роста). Вопрос этики препятствует совершенствованию человека как биообъекта. Млекопитающие: совершенствование млекопитающих как биообъектов сомнительно, хотя в принципе, можно добиться увеличения продукции инсулина поджелудочной железой свиней или крупного рогатого скота.
Рептилии: яд змей лучше собирать весной. Растения: селекция и отбор – единственный путь их совершенствования до настоящего времени. Чтобы увеличить выход целевого продукта сегодня используют культуры растительных клеток - получают биоженьшень, сердечные гликозиды и др. Эукариоты и прокариоты: главные успехи при селекции и отборе получены у микроорганизмов, т.к. они легко размножаются, имеют большое количество мутантов и легче отбирается биообъект с интересующими биотехнолога свойствами. Методом отбора и мутагенеза было достигнуто повышение активности у продуцента пенициллина с 40-х годов в 100 000 раз, стрептомицина в 20 000 раз. Те же результаты получены в работе с продуцентами витаминов и аминокислот. Существуют традиционные методы совершенствования: Естественный отбор –селекция. Нормальная популяция м/о гетерогенна: «+» вариант несет желательный признак», «-» - вариант не несет нужного признака. Вариации обусловлены спонтанными мутациями (неконтролируемые, внезапные или причины которых не установлены). Например, высевают на чашку Петри культуру жрожжей как нужный продукт, они образуют крупные и мелкие колонии. Нас интересуют мелкие колонии и их пересевают, они снова разделяются на крупные и мелкие колонии и эту операцию повторяют несколько раз. Это есть пример многоступенчатого естественного отбора. В результате у первичных колоний и колоний, получаемых после отбора обнаруживается разное соотношение «+» и «-» вариантов (+80/-20) и (+60/-40). У многих м/о существует система репарации или возврата - это обратная мутация или возврат к исходному дикому штамму. Если эта система имеется у м/о, то для преодоления этого явления необходимо 1. отбирать по нужному биотехнологическому признаку 2. отбирать по дефекту репарирования. Индуцируемый мутагенез - путь совершенствования биообъектов радикальными методами. К таким методам относятся: - обработка биообъекта химическими мутагенами, нацеленными на ДНК или ДНК-тропными агентами. После этой обработки число мутантов резко возрастает, как «положительных» так и «отрицательных». При этом у части мутантов резко изменяются признаки, причем, чем больше доза мутагена, тем больше и летальных, не нужных мутантов, но одновременно и больше процент выживших мутантов. Необходимо, чтобы сохранялся баланс между летальными мутациями и количеством выживших мутантов.
1. Химические мутагены: а) нитрозогуанидин – алкилирует основания в репликативной вилке, вызывает мутации по типу трансверсии, транзиции и делеции, б) нитрозометилмочевина – вызывает трансверсию в) акридиновые красители (акридиновый оранжевый) – вставка другого гена между основаниями г) некоторые противоопухолевые антибиотики, которые являются ДНК- тропными агентами. 2.Физические мутагены: а) УФ- облучение, при этом образуются димеры пиридиновых оснований, идут мутации по типу транзиции и трансверсии. Изменяется порядок считывания генов на уровне трансляции. б) рентгеновское облучение в) быстрые нейтроны г) g-лучи (Со) д) ультразвук. Мутационно-ступенчатый отбор – при этом отборе повышается частота мутаций. С помощью этого метода удалось добиться увеличения активности продуцента пенициллина в 100 000 раз за счет амплификации (умножения) генов, кодирующих образование LLD- трипептида, увеличивается производство пенициллина, а также нарушается система ретроингибирования,повышается проницаемость стенки.
Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 468; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |