Реферат на тему Редактирование генома

Содержание:

Введение 3
1. Возможности генной инженерии растений 4
1.1. Корончатые галлы растений 5
1.2. Практическое применение генетической инженерии растений 6
2. Что происходит, когда редактируют геном растений? 8
2.1. ГМО и другие генетические тайны селекции растений 10
2.2. Введение ДНК в клетки растений с помощью Ti- и Ri-плазмид 13
Заключение 17
Список использованной литературы 18

Введение:

Важнейшая роль биоинженерии в современной селекции направлена на устойчивое развитие и качество продукции, создание нового поколения сортовых ресурсов страны.
В настоящее время разведение является одной из важнейших наук. Эта наука выходит на первый план среди многих естественных дисциплин.
Каждый год совершенствуются методы отбора, внедряются такие концепции, как генная инженерия, хромосомная инженерия и клеточная инженерия. Традиционные методы заменяются более новыми, известные технологии становятся все более и более продвинутыми.
Генная инженерия, хромосомная инженерия и клеточная инженерия являются наиболее значительными и перспективными методами сегодня. Использование этих методов — большой шаг в будущее.
По мнению научных демографов, население мира удвоится в течение следующих двадцати лет.
Используя современные сельскохозяйственные культуры и сельскохозяйственные технологии, просто обеспечить продовольствием такое население будет просто невозможно. Поэтому пришло время подумать о том, как удвоить урожай с наименьшими потерями. Поскольку период двух десятилетий чрезвычайно мал для обычного разведения, необходимо использовать новые перспективные методы разведения.
Цель работы: редактирование генома.
Задачи: 1. Возможности генной инженерии растений;
2. Корончатые галлы растений;
3. Практическое применение генетической инженерии растений;
4. Что происходит, когда редактируют геном растений?
5. ГМО и другие генетические тайны селекции растений;
6. Введение ДНК в клетки растений с помощью Ti- и Ri-плазмид.

Заключение:

Итак, многие надежды уже превратились в результаты, и агробактерия с ее невероятной Ti-плазмидой в руках ученых стала реальным инструментом как для понимания функционирования генома растения, так и для решения многих проблем, с которыми приходится сталкиваться сельскому хозяйству. К сожалению, в нашей стране трансгенные растения все еще остаются на уровне лабораторных экспериментов, поскольку путь от лаборатории до поля, как и много лет назад, остается бездоказательным, и во многих лабораториях, в том числе и у нас, уже есть трансгенные растения, которые жду вашего времени.
Детальное изучение геномов растений, животных и человека открывает самые широкие возможности для применения знаний, полученных в биотехнологии и медицине. Однако только данных о нуклеотидных последовательностях геномов недостаточно для понимания функциональных связей отдельных элементов генома и их роли в формировании фенотипических признаков и патогенезе отдельных заболеваний. В постгеномную эпоху активно разрабатываются методы для манипулирования ДНК в геномах, а также для визуализации и контроля экспрессии генов и функционирования регуляторных элементов. Однако не все методы отвечают высоким требованиям к их эффективности, безопасности и доступности для широкого круга исследователей.
В последние несколько лет появились новейшие методы редактирования геномов – это системы TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nucleases) и CRISPR (Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas9.
Эти относительно недавние системы уже зарекомендовали себя как эффективные и надежные инструменты для генной инженерии.

Фрагмент текста работы:

1. Возможности генной инженерии растений
В настоящее время сотни коммерческих предприятий по всему миру с совокупным капиталом более ста миллиардов долларов заняты производством и испытаниями генетически модифицированных растений. В 1999 году трансгенные растения были посажены на общей площади около 40 миллионов гектаров, что превышает размер такой страны, как Великобритания. В Соединенных Штатах на генетически модифицированные растения (ГМ-культуры) в настоящее время приходится около 50% зерновых и соевых культур и более 30-40% хлопковых культур. Это говорит о том, что биотехнология генной инженерии растений уже стала важной отраслью в производстве продуктов питания и других полезных продуктов, привлекая значительные людские ресурсы и финансовые потоки. В ближайшие годы ожидается дальнейшее быстрое увеличение площади, занимаемой трансгенными формами культурных растений [8].
Современный этап развития генной инженерии растений называется «метаболическая инженерия». В то же время задача состоит не столько в улучшении определенных качеств растения, сколько в традиционном разведении, но в том, чтобы научить растение производить совершенно новые соединения, используемые в медицине, химической промышленности и других областях. Этими соединениями могут быть, например, специальные жирные кислоты, полезные белки с высоким содержанием незаменимых аминокислот, модифицированные полисахариды, пищевые вакцины, антитела, интерфероны и другие «лекарственные» белки, новые полимеры, которые не загрязняют окружающую среду, и многое, многое другое. Использование трансгенных растений позволяет наладить крупномасштабное и дешевое производство таких веществ и, таким образом, сделать их более доступными для широкого потребления.

1.1. Корончатые галлы растений
В группе почвенных бактерий, известных под общим названием Agrobacteria, есть несколько видов, которые могут поражать растения и вызывать образование опухолей, называемых коронными галлами, состоящими из недифференцированной опухолевой ткани, которая растет в месте заражения. Клетки коронных галлов во многом напоминают раковые клетки животных. Они приобретают способность к неограниченному, нерегулируемому росту. Когда клетки крон-галла культивируют in vitro, они растут в отсутствие специальных гормонов, которые необходимы для культивирования нормальных растительных клеток. Более того, клетки желчного венца продолжают сохранять эти свойства (трансформированный фенотип), даже если бактерии убиты антибиотиками. Изучение индуктора опухоли Agrobacterium tumefaciens показало, что фактическим онкогенным агентом в этой бактерии является Ti-плазмида, которая частично интегрируется в хромосомы растений [14].
Галлы (или цицедии) представляют собой новообразования на вегетативных органах растений, которые возникают как реакция растений на повреждения, вызванные вредными организмами, которые питаются и развиваются внутри этих образований. Механизмы их появления несколько схожи с развитием воспалительной реакции у людей и теплокровных животных.
Итак, под влиянием травмы иммунная система растения запускает ответ в виде повышенного образования компонентов ткани. Образуя галлы, растения стремятся защитить себя от проникновения посторонних предметов во внутреннюю среду, но, в отличие от животных, представители этого царства не обладают клеточным иммунитетом, поэтому защищают его, формируя такие наросты. Среди всех возможных вариантов галлов наиболее распространенными являются коронные галлы на стволах деревьев и «чернильные орехи», которые часто можно увидеть на листьях.