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バイオテクノロジーは、人類の活動の最も古い分野の 1 つを表す、単に新奇でキャッチーな名前ではありません。 そう考えることができるのは懐疑論者だけです。 私たちの辞書にこの用語が登場すること自体が、非常に象徴的です。 これは、一般には受け入れられていないものの、生物学的材料と原理の応用が今後 10 年から 50 年の間に多くの産業と人間社会そのものを根本的に変えると考えられているという、広く受け入れられている見解を反映しています。

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バイオテクノロジーは自然科学と工学科学の統合であり、これにより、生物またはその派生物の能力を十分に活用して、さまざまな目的のために製品やプロセスを作成および変更することが可能になります。 物理生物学および化学生物学のさまざまな要素が急速に進歩した結果、バイオテクノロジーと呼ばれる科学と生産の新しい方向性が現れました。 この方向性は過去 20 年にわたって形成され、すでに強力な発展を遂げています。

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「バイオテクノロジー」という用語は、1917 年にハンガリーの技術者カール・エレキによって初めて使用されました。バイオテクノロジーの個々の要素は、かなり昔に登場しました。 本質的に、これらは工業生産において個々の細胞（微生物）といくつかの酵素を使用して、多くの化学プロセスの発生を促進する試みでした。

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そこで 1814 年、サンクトペテルブルクの学者 K. S. キルヒホッフは生物学的触媒現象を発見し、生体触媒法を使用して入手可能な国産原料から砂糖を入手しようと試みました (19 世紀半ばまでは砂糖はサトウキビからのみ得られました)。 1891年にアメリカで日本人生化学者Dz. 高峰は工業目的での酵素製剤の使用に関する最初の特許を取得しました。科学者は植物廃棄物の糖化にジアスターゼを使用することを提案しました。

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最初の抗生物質であるペニシリンは 1940 年に分離されました。 ペニシリンに続いて、他の抗生物質が発見されました (この研究は今日まで続いています)。 抗生物質の発見により、微生物によって生成される医薬品物質の生産を確立し、コストを削減して新薬の入手可能性を高め、医療に必要な大量の新薬を入手するという新しい課題がすぐに現れました。

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抗生物質の化学合成は非常に高価で、あるいは信じられないほど難しく、ほとんど不可能でした（ソビエトの科学者M.M.シェミャキンによるテトラサイクリンの化学合成が有機合成の最大の成果の一つと考えられているのも当然です）。 そして彼らは、ペニシリンや他の抗生物質を合成する微生物を医薬品の工業生産に利用することを決定しました。 これが、微生物合成プロセスの使用に基づいた、バイオテクノロジーの最も重要な分野がどのようにして生まれたのかということです。

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微生物合成 貴重な生合成製品を生産する微生物産業の発展により、根本的に新しい産業機器の設計、生産、操作において非常に重要な経験を蓄積することが可能になりました。 現代の微生物学的生産は、非常に高度な培養物の生産です。 その技術は非常に複雑かつ特殊であり、装置のメンテナンスには特別なスキルを習得する必要があります。生産全体が厳格な無菌条件下でのみ稼働するためです。別の種の微生物の細胞が 1 つだけ発酵槽に入ると、生産全体が停止してしまう可能性があります。 -「見知らぬ人」は増殖し、まったく異なるもの、つまり人が必要とするものを合成し始めます。

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現在、微生物合成の助けを借りて、抗生物質、酵素、アミノ酸、さまざまな物質をさらに合成するための中間体、フェロモン（昆虫の行動を制御できる物質）、有機酸、飼料タンパク質などが生産されています。 これらの物質を生産する技術は十分に確立されており、微生物学的に入手することは経済的に有益です。

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固定化酵素は医療にも使用されています。 そこで、我が国では、心血管疾患の治療のために固定化ストレプトキナーゼ薬が開発されました（この薬は「ストレプトデカーゼ」と呼ばれます）。 この薬を血管に注射して、血管内に形成された血栓を溶解します。 ストレプトキナーゼが化学的に「結合」している水溶性多糖マトリックス（周知のとおり、多糖の種類にはデンプンとセルロースが含まれます。選択されたポリマー担体は構造的にそれらに近かったです）は、酵素の安定性を大幅に高めます。毒性とアレルギー効果を軽減し、酵素の活性や血栓を溶解する能力には影響を与えません。

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プラスミド 細菌の遺伝装置を変化させる分野で最大の成功が収められています。 細菌は、細菌細胞内に存在する小さな環状 DNA 分子、つまりプラスミドを使用してゲノムに新しい遺伝子を導入する方法を学習しました。 必要な遺伝子はプラスミドに「接着」され、その後、そのようなハイブリッドプラスミドが細菌、例えば大腸菌の培養物に添加されます。 これらの細菌の中には、そのようなプラスミドを完全に消費するものもあります。 この後、プラスミドは細胞内で遺伝子として機能し始め、大腸菌細胞内でそれ自体のコピーを数十個生成し、新しいタンパク質の合成を確実にします。

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それでは、バイオテクノロジーの構造はどのようなものでしょうか? バイオテクノロジーが活発に開発されており、その構造が最終的に決定されていないことを考慮すると、現在存在する種類のバイオテクノロジーについてのみ話すことができます。 これは細胞バイオテクノロジー、つまり応用微生物学、植物および動物の細胞培養です（これは、微生物産業、細胞培養の可能性、および化学的突然変異誘発について話したときに議論されました）。 これらは、遺伝子バイオテクノロジーと分子バイオテクノロジーです（これらは「DNA産業」を提供します）。 そして最後に、これは酵素工学を含む、複雑な生物学的プロセスとシステムのモデリングです (これについては、固定化酵素について話したときに話しました)。

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バイオテクノロジーには大きな未来があることは明らかです。 そして、そのさらなる発展は、組織のさまざまなレベルで生物を研究する生物学の最も重要な分野すべての同時発展と密接に関係しています。 結局のところ、生物学がどのように区別されても、どのような新しい科学の方向性が生じても、彼らの研究の対象は常に生物であり、生物は物理的、化学的、生物学的統一性を構成する一連の物質構造と多様なプロセスです。 そして、これこそが生物の性質そのものであり、生物の包括的な研究の必要性をあらかじめ決定しています。 したがって、バイオテクノロジーが物理生物学と化学生物学という複雑な方向の進歩の結果として生まれ、この方向と同時かつ並行して発展することは自然かつ自然です。

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結論として、バイオテクノロジーを他の科学や生産分野と区別するもう 1 つの重要な状況に注目する必要があります。 それは当初、現代人類を心配する問題に焦点を当てていました：食料生産（主にタンパク質）、自然界のエネルギーバランスの維持（かけがえのない資源の使用から離れ、再生可能な資源を優先）、環境保護（バイオテクノロジー - 「クリーン」）ただし、生産には大量の水を必要とします）。 このように、バイオテクノロジーは人類の発展の自然な結果であり、人類が発展の重要な、いわば転換点に達したことのしるしです。

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市立教育機関中等教育学校第 7 クラス 11A の生徒、アナスタシア ダニロワが完成しました。教師: オクサナ ヴィクトロヴナ ゴルブツォワ
現代のバイオテクノロジーの進歩

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導入
バイオテクノロジーは、人間に必要な特性を備えた非常に効果的な形態の微生物の培養、植物および動物の細胞および組織の培養に基づく生物学的プロセスおよびシステムの工業的利用です。 特定のバイオテクノロジープロセス（ベーキング、ワイン醸造）は古くから知られています。 しかし、バイオテクノロジーは 20 世紀後半に最大の成功を収め、人類の文明にとってますます重要になっています。

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現代バイオテクノロジーの構造
現代のバイオテクノロジーには、生態学、遺伝学、微生物学、細胞学、分子生物学の最新の成果に基づいた多くの高度なテクノロジーが含まれています。 現代のバイオテクノロジーでは、分子遺伝学から生物地球圏 (生物圏) まで、あらゆるレベルの生物学的システムが使用されています。 この場合、自然界には見られない根本的に新しい生物学的システムが作成されます。 バイオテクノロジーで使用される生物学的システムは、非生物学的コンポーネント (技術機器、材料、エネルギー供給システム、制御および管理) とともに、便宜的に作業システムと呼ばれます。

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バイオテクノロジーと実際の人間活動におけるその役割
バイオテクノロジーの特徴は、科学技術の進歩による最先端の成果と、人間にとって有用な製品を生み出すために天然資源の使用で表現される過去の蓄積された経験を組み合わせていることです。 バイオテクノロジーのプロセスには、対象物の準備、培養、単離、精製、改変、および結果として得られる製品の使用という多くの段階が含まれます。 プロセスは多段階で複雑であるため、その実装には遺伝学者、分子生物学者、細胞学者、生化学者、ウイルス学者、微生物学者、生理学者、プロセスエンジニア、バイオテクノロジー機器設計者など、さまざまな専門家の関与が必要です。

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バイオテクノロジー
作物生産
家畜
薬
遺伝子工学

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方法: 組織培養
組織培養による農作物の栄養繁殖方法は、産業ベースでますます使用されています。 これにより、有望な植物の新しい品種を迅速に繁殖させるだけでなく、ウイルスに感染していない植栽材料を入手することもできます。

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畜産におけるバイオテクノロジー
近年、動物、鳥、魚、毛皮を持つ動物の飼料のバランスをとるための動物性タンパク質の供給源として、また治療的および予防的な特性を備えたタンパク質サプリメントとして、ミミズへの関心が高まっています。 動物の生産性を高めるには、完全な飼料が必要です。 微生物産業は、細菌、真菌、酵母、藻類などのさまざまな微生物に基づいて飼料タンパク質を生産します。 工業試験が示しているように、単細胞生物のタンパク質が豊富なバイオマスは家畜によって高効率で吸収されます。 したがって、1トンの飼料酵母で5〜7トンの穀物を節約できます。 世界の農地の 80% が家畜と家禽の飼料生産に当てられているため、これは重要です。

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クローン作成
1996年にエディンバラのロスリン研究所のイアン・ウィルムットらによって羊のドリーのクローンが作成され、世界中に波紋を巻き起こした。 ドリーは、ずっと前に死んでいた羊の乳腺から誕生し、その細胞は液体窒素の中で保存されていました。 ドリーが作られた技術は核移植として知られています。これは、未受精卵の核が除去され、その代わりに体細胞の核が配置されることを意味します。

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羊のドリーのクローン作成

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医療分野での新たな発見
バイオテクノロジーの成功は、特に医療の分野で広く活用されています。 現在、抗生物質、酵素、アミノ酸、ホルモンは生合成を利用して生産されています。 たとえば、ホルモンは通常、動物の臓器や組織から得られていました。 少量の医薬品を得るにも、大量の原料が必要でした。 そのため、必要な量の薬剤を入手することが難しく、非常に高価でした。 したがって、膵臓のホルモンであるインスリンが糖尿病の主な治療法となります。 このホルモンは患者に継続的に投与する必要があります。 豚や牛の膵臓からそれを生産するのは難しく、高価です。 さらに、動物のインスリン分子は人間のインスリン分子とは異なり、特に子供にアレルギー反応を引き起こすことがよくあります。 現在、ヒトインスリンの生化学的生成は確立されています。 インスリンを合成する遺伝子を取得した。 この遺伝子は遺伝子工学を用いて細菌細胞に導入され、その結果、ヒトインスリンを合成する能力を獲得した。 治療薬の入手に加えて、バイオテクノロジーにより、抗原調製物や DNA/RNA サンプルの使用に基づいて感染症や悪性新生物の早期診断が可能になります。 新しいワクチンの準備の助けを借りて、感染症を防ぐことが可能です。

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医療におけるバイオテクノロジー

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幹細胞法：治癒か障害か？
京都大学の山中伸弥教授率いる日本の科学者らは、ヒトの皮膚から幹細胞を初めて単離し、あらかじめ特定の遺伝子セットを導入していた。 彼らの意見では、これはクローン作成の代替手段として機能し、ヒト胚のクローン作成によって得られる薬と同等の薬の作成が可能になるという。 アメリカの科学者もほぼ同時に同様の結果を得ました。 しかしこれは、数カ月以内に胚のクローン作成を完全に放棄し、患者の皮膚から採取した幹細胞を使って体の機能を回復できるようになるという意味ではありません。 まず、専門家は、「皮膚」の表の細胞が実際に見た目どおり多機能であること、患者の健康を心配することなくさまざまな臓器に移植できること、そしてそれらが機能することを確認する必要があります。
主な懸念は、そのような細胞ががん発生のリスクをもたらすことです。 なぜなら、胚性幹細胞の主な危険性は、遺伝的に不安定であり、体内に移植した後に一部の腫瘍を発生させる可能性があることだからです。

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遺伝子工学
遺伝子工学技術により、必要な遺伝子を単離し、それを新しい遺伝環境に導入して、あらかじめ決められた新しい特性を持つ生物を作り出すことが可能になります。 遺伝子工学手法は依然として非常に複雑で高価です。 しかし現在、彼らの支援により、産業界はインターフェロン、成長ホルモン、インスリンなどの重要な医薬品を生産しています。微生物の選択は、バイオテクノロジーにおいて最も重要な分野です。 バイオニクスの開発により、生物学的手法を効果的に適用して工学的問題を解決したり、生きた自然の経験をさまざまな技術分野で活用したりすることが可能になります。

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トランスジェニック製品：長所と短所?
すでに数十の食用遺伝子組み換え植物が世界中で登録されている。 これらは、除草剤に耐性のある大豆、米、テンサイの品種です。 除草剤や害虫に強いトウモロコシ。 コロラドハムシに耐性のあるジャガイモ。 ズッキーニ、ほとんど種なし。 賞味期限が延長されたトマト、バナナ、メロン。 脂肪酸組成が変更された菜種と大豆。 ビタミンAを多く含む米。遺伝子組み換え源は、ソーセージ、フランクフルト、肉の缶詰、餃子、チーズ、ヨーグルト、離乳食、シリアル、チョコレート、アイスクリームキャンディーなどに含まれている。

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バイオテクノロジーの発展の展望
組織培養による農作物の栄養繁殖方法は、産業ベースでますます使用されています。 これにより、有望な植物の新しい品種を迅速に繁殖させるだけでなく、ウイルスのない植栽材料を入手することもできます。 バイオテクノロジーにより、産業廃棄物や農業廃棄物の生物処理を通じて環境に優しい燃料を得ることが可能になります。 たとえば、バクテリアを使用して肥料やその他の有機廃棄物を処理する設備が作成されています。

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科学の発展の直接の結果であるバイオテクノロジーは、科学と生産の直接の統合であることが判明し、認識と行動の統合に向けた新たな一歩であり、人を外部の都合の克服と内部の便宜の理解に近づける新たな一歩です。

今日、人々はバイオテクノロジーを広く利用しています。廃水処理に使用されるバクテリアはこのようにして作られました。 油流出時の油を分解するバクテリア。 バイオテクノロジーは医療で広く使用されています。さまざまな作用範囲の抗生物質が作られ、そして作られ続けています。 さまざまなホルモンが合成されます。たとえば、成長ホルモンです。 インスリン。

遺伝子工学は、必要な特性を備えた生物を作り出すために、ある種類の生物（細菌、動物、植物）から別の種に必要な遺伝子を人為的に移入することです。 遺伝子工学の都合のよい対象は、ほとんどの場合微生物（細菌）です。

製品に遺伝子組み換え作物を使用している企業のリスト コカ・コーラ (Coca-Cola) ネスレ (ネスレ) - 誰もが知っていますが、特に離乳食です。 ケロッグ - 既製の朝食とコーンフレーク ハインツフーズ - ソース、ケチャップ ユニリーバ - 離乳食!!! マヨネーズ、ソース ハーシーズ（ハーシーズ） - チョコレート、ソフトドリンク マクドナルド（マクドナルド） ペプシコ（ペプシコーラ） ダノン（ダノン） - 発酵乳製品 キャドバリー（キャドバリー） - チョコレート。 Similac (シミラック) - 離乳食 Mars (マース) - マース、スニッカーズ、ツイックス。 さらに、ラベルに E101、270、320、570 などの文字があれば、これが GMO であることがわかります。

GMO 側の主張: 1. 食糧問題の解決策。 2. GM 技術の開発は医療の分野で求められており、その成果は長い間うまく応用されてきました。 3. GMO 食品を摂取することによるリスクは最小限です (外来タンパク質は通常のタンパク質と同じように分解します)。 4. 農作物に腐敗や害虫から保護する特性が現れることで、農薬の使用の必要性が減ります。証明されている。 5. 遺伝子組み換え技術の結果は、生きている自然界で絶えず発生する突然変異や古典的な選択の技術、そしてその構造と変わりませんが、改良される植物にとってはより穏やかです。 6. GMO によりバイオ燃料の生成が可能になり、エネルギーの節約につながります。

GMO に対する議論: 人体への脅威 - アレルギー疾患、代謝障害、抗生物質に耐性のある胃微生物叢の出現、発がん性および変異原性の影響。 環境への脅威 - 栄養雑草の出現、研究現場の汚染など。 グローバルリスク - 重大なウイルスの活性化、経済的安全保障。

クローン作成とは、無性生殖を通じて 1 人の個体の複数の遺伝子コピーを作成することです。 最初に成功したクローン実験は 60 年代後半に実施されました。 20世紀、オックスフォード大学のガードンはカエルを用いて、あらゆる細胞の核に含まれる情報が本格的な生物の発生に十分であることを証明した。 1996年、スコットランドで乳腺上皮細胞から羊のドリーがクローン化された。 (図94、187ページ)。

バイオテクノロジーの開発には倫理的な側面があります。 医学や人類遺伝学へのバイオテクノロジーの積極的な導入により、生命倫理という特殊な科学が出現しました。 生命倫理は、人間を含むすべての生き物を倫理的に扱う科学です。 1996 年、欧州評議会は医療におけるゲノム技術の使用における人権条約を採択しました。 ヒトゲノムの変更は体細胞でのみ実行できます。

将来の展望。 現在、マイクロチップを人体に埋め込む例はすでに知られており、人間の臓器のクローン作成も開発中です。さらに、麻痺した人の動きを助ける特別なスーツもありますが、まだテスト段階です。 人体のための技術に加えて、バイオテクノロジーは植物のタンパク質の量を増やす方法を開発しており、それにより将来的に肉を排除することが可能になります。 医学では、既知の病気に対するワクチンが開発されており、老化を遅らせる人間の細胞の若返りの分野も研究されています。 産業分野では、バイオテクノロジーはバイオ燃料やバイオガスの生産に使用されており、これにより環境汚染が軽減され、天然資源の使用が削減されます。

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テーマに関するプレゼンテーション:バイオテクノロジー

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バイオテクノロジー バイオテクノロジーは、価値ある産物を取得し、標的を絞った変換を実行するための生物学的因子 (微生物、植物細胞、動物細胞、細胞部分: 細胞膜、リボソーム、ミトコンドリア、葉緑体) の工業的利用です。 バイオテクノロジーのプロセスでは、リボ核酸 (DNA、RNA)、タンパク質、ほとんどの場合酵素などの生物学的高分子も使用されます。 外来遺伝子を細胞に導入するには、DNA または RNA が必要です。

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バイオテクノロジーの歴史 人々は何千年もの間、バイオテクノロジーの役割を果たしてきました。彼らは、その存在さえ知らずに、さまざまな微生物を使用して、パンを焼き、ビールを醸造し、チーズやその他の乳酸製品を作りました。 実は「バイオテクノロジー」という言葉自体が私たちの言語に登場したのはそれほど昔のことではなく、代わりに「産業微生物学」「工業生化学」などの言葉が使われており、おそらく最も古いバイオテクノロジーのプロセスは発酵であったと考えられます。 バビロンでの発掘中に、紀元前約 6,000 年紀に遡る粘土板が発見されました。 e. 紀元前3千年紀。 e. シュメール人は最大 24 種類のビールを生産しました。 同様に古くからあるバイオテクノロジーのプロセスは、ワイン造り、パン焼き、乳酸製品の生産です。 伝統的かつ古典的な意味では、バイオテクノロジーは、天然の生物学的物体とプロセスを使用してさまざまな物質と製品を生産するための方法と技術の科学です。

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はじめに: バイオテクノロジーの重要な部分は遺伝子工学です。 70 年代初頭に生まれた彼女は、今日大きな成功を収めています。 遺伝子工学技術は、細菌、酵母、哺乳動物の細胞を、あらゆるタンパク質を大規模に生産するための「工場」に変えます。 これにより、タンパク質の構造や機能を詳細に解析し、医薬品として利用することが可能になります。

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遺伝子工学の主なタスク: 1. 単離された遺伝子を取得する。 2. 遺伝子をベクターに導入して体内に導入します。 3. 遺伝子を含むベクターを改変生物に導入する。 4. 体細胞の変化。 5. 遺伝子組み換え生物 (GMO) の選択と、組み換えに成功しなかったものの排除。

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遺伝子工学の概念 遺伝子工学（遺伝子工学）とは、組換えRNAやDNAを取得し、生物（細胞）から遺伝子を単離し、遺伝子を操作して他の生物に導入するための一連の技術、方法、技術のことです。 遺伝子工学は広義の科学ではなく、分子細胞生物学、細胞学、遺伝学、微生物学、ウイルス学などの生物科学の手法を使用するバイオテクノロジーのツールです。

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開発 20 世紀後半に、遺伝子工学の基礎となるいくつかの重要な発見と発明が行われました。 遺伝子に「書き込まれた」生物学的情報を「読み取る」という長年の試みが成功裏に完了した。 この研究は英国の科学者 F. サンガーと米国の科学者 W. ギルバート (1980 年ノーベル化学賞) によって始められました。 知られているように、遺伝子には、体内での RNA 分子および酵素を含むタンパク質の合成に関する情報指示が含まれています。 細胞に、その細胞にとって珍しい新しい物質の合成を強制するには、対応する酵素のセットが細胞内で合成される必要があります。 そしてそのためには、そこにある遺伝子を意図的に変更するか、以前は存在しなかった新しい遺伝子をそこに導入する必要があります。 生きた細胞内の遺伝子の変化は突然変異です。 それらは、たとえば化学毒や放射線などの突然変異原の影響下で発生します。 しかし、そのような変化を制御したり指示したりすることはできません。 したがって、科学者たちは、人間が必要とする非常に特異的な新しい遺伝子を細胞に導入する方法の開発に注力してきました。

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人間の遺伝子工学 遺伝子工学を人間に適用すると、遺伝性疾患の治療に使用できる可能性があります。 しかし、技術的には、患者自身を治療することと、その子孫のゲノムを変更することの間には大きな違いがあります。 小規模ではありますが、遺伝子工学は、ある種の不妊症を持つ女性に妊娠の機会を与えるためにすでに使用されています。 この目的のために、健康な女性の卵子が使用されます。 その結果、子供は 1 人の父親と 2 人の母親から遺伝子型を受け継ぎます。 遺伝子工学の助けを借りて、外見、精神的および身体的能力、性格、行動が改善された子孫を得ることが可能です。 遺伝子治療の助けを借りて、将来的には生きている人のゲノムを改善することが可能になります。 原理的には、より深刻な変化を生み出すことは可能ですが、そのような変化の過程で、人類は多くの倫理的問題を解決する必要があります。

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経済的意義 遺伝子工学は、改変または遺伝子組み換えされた生物の望ましい品質を得るのに役立ちます。 遺伝子型が間接的にのみ変化する伝統的な選択とは異なり、遺伝子工学では、分子クローニング技術を使用して遺伝子装置に直接介入することができます。 遺伝子工学の応用例には、遺伝子組み換え穀物の新しい品種の生産、遺伝子組み換え細菌を使用したヒトインスリンの生産、細胞培養でのエリスロポエチンの生産、科学研究のための実験用マウスの新種などが含まれます。

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遺伝子ノックアウト 特定の遺伝子の機能を研究するには、遺伝子ノックアウトを使用できます。 これは、1 つまたは複数の遺伝子を除去する技術の名前であり、このような突然変異の影響を研究できるようになります。 ノックアウトでは、同じ遺伝子またはその断片が合成され、遺伝子産物がその機能を失うように改変されます。 ノックアウトマウスを作製するには、得られた遺伝子操作された構築物を胚性幹細胞に導入し、そこで体細胞組み換えを起こして正常な遺伝子を置き換え、改変された細胞を代理母の胚盤胞に移植します。 ショウジョウバエでは、大規模な集団で突然変異が始まり、その中から目的の突然変異を持つ子孫が検索されます。 同様の方法で、植物や微生物でもノックアウトが得られます。

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人工発現 ノックアウトへの論理的な追加は人工発現です。つまり、以前は存在しなかった遺伝子を体に追加します。 この遺伝子工学技術は、遺伝子機能の研究にも使用できます。 本質的に、追加の遺伝子を導入するプロセスはノックアウトの場合と同じですが、既存の遺伝子が置き換えられたり損傷されたりすることはありません。

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遺伝子産物の可視化 タスクが遺伝子産物の局在を研究する場合に使用されます。 タグ付け方法の 1 つは、正常な遺伝子を、レポーター要素、たとえば緑色蛍光タンパク質遺伝子と融合した遺伝子に置き換えることです。 青色光で蛍光を発するこのタンパク質は、遺伝子組み換えの産物を視覚化するために使用されます。 この技術は便利で有用ですが、その副作用として、目的のタンパク質の機能が部分的または完全に失われる可能性があります。 それほど便利ではありませんが、より洗練された方法は、研究対象のタンパク質に小さなオリゴペプチドを追加することであり、これは特定の抗体を使用して検出できます。

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発現機構の研究 このような実験では、遺伝子の発現条件を研究することが課題となります。 発現の特徴は主に、転写因子に結合する働きをするプロモーターと呼ばれる、コーディング領域の前に位置する小さな DNA 片に依存します。 このセクションは体内に導入され、その後、独自の遺伝子の代わりに、GFP や容易に検出可能な反応を触媒する酵素などのレポーター遺伝子が導入されます。 特定の組織におけるプロモーターの機能が一度にはっきりと見えるようになるという事実に加えて、このような実験では、DNA断片を除去または追加したり、プロモーターの人工的に強化したりすることによって、プロモーターの構造を研究することが可能になります。機能。

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バイオテクノロジー

微生物合成 多数の物質を得るために微生物を使用すること。 微生物自体の必要量を大幅に超える量の必要な物質を生産する微生物株が作成されます。

例: ウラン、銅、コバルトを蓄積できる細菌は、廃水から金属を抽出するために使用されます。 細菌の助けを借りてバイオガス (メタンと二酸化炭素の混合物) が生成され、部屋の暖房に使用されます。 人間の体内では生成できないアミノ酸「リジン」を合成する微生物の繁殖が可能になった。

例: 飼料タンパク質を得るために酵母が使用されます。 家畜の飼料として飼料タンパク質を 1 トン使用すると、5 ～ 8 トンの穀物が節約されます。 鳥の餌に 1 トンの酵母バイオマスを加えると、さらに 1.5 ～ 2 トンの肉または 25 ～ 35,000 個の卵を得ることができます。

細胞工学 栄養培地で高等生物の細胞を増殖させること。 無核細胞の成長。 ある細胞から別の細胞への核の移植。 1 つの体細胞から生物全体を成長させる。 クローン作成

クローン作成 動物のクローン作成は、分化した細胞の核を、それ自身の核を除去した未受精卵に移植することによって行われます。

クローン動物のクローン実験で最初に成功したのは、1970 年代半ばにイギリスの発生学者 J. ゴードンが両生類の実験で実施したもので、卵の核を成体カエルの体細胞の核と置き換えることで、カエルの出現が起こりました。オタマジャクシの。

クローン作成 クローン動物 – 羊のドリー

細胞工学 体細胞のハイブリダイゼーションと種間雑種の作製。 ヒトとマウスなど、互いに関係のない生物のハイブリッド細胞を取得することが可能です。 動植物; 無制限に増殖することができるがん細胞と、血液細胞であるリンパ球です。 感染症に対する人の抵抗力を高める薬を入手することは可能です。

例: 交雑法により、ジャガイモ、キャベツ、トマトなどのさまざまな品種の交雑種が得られました。 植物の 1 つの体細胞から生物全体を成長させることが可能であり、したがって貴重な品種 (たとえば、高麗人参) を繁殖させることができます。 クローン、つまり遺伝的に均質な細胞が得られます。 キメラ生物の作製。

キメラマウス

キメラ羊 - ヤギ

遺伝子工学 生物の遺伝子型を組み替えること：有効な遺伝子を人工的に作り出すこと。 ある生物の遺伝子を別の生物の遺伝子型に導入することは、トランスジェニック生物の作出です。

ラットの成長遺伝子をマウスのDNAに導入する

結果

例: ヒトのインスリン生成に関与する遺伝子が大腸菌の遺伝子型に導入されました。 この細菌は糖尿病患者に投与されます。

ペチュニア植物の遺伝子型に、色素の形成と生産を妨害する遺伝子が導入されました。 白い花を咲かせる植物はこうして作られた

例: 科学者は、空気から窒素を吸収する細菌の遺伝子を穀物の遺伝子型に導入しようとしています。 そうすれば、土壌に窒素肥料を添加しなくても済むようになります。

トピックについて: 方法論の開発、プレゼンテーション、メモ

このレッスンについては、最初に「コンピュータ プレゼンテーション」セクションで説明します。 このレッスンでは、学生は POWERPOINT プログラムに慣れ、スライドのデザインとレイアウトを変更する方法を学びます。

プレゼンテーション「普遍的な認知手段としてのマルチメディアプレゼンテーションの使用」

プレゼンテーション「認知の普遍的な手段としてマルチメディア プレゼンテーションを使用する」では、プレゼンテーションのデザインと内容に関するアドバイスが提供されます。

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