1 snímka

2 snímka

3 snímka

Biotechnológia nie je len novodobý, chytľavý názov pre jednu z najstarších oblastí ľudskej činnosti; To si môžu myslieť len skeptici. Samotný výskyt tohto výrazu v našom slovníku je hlboko symbolický. Odráža široko rozšírený, hoci nie všeobecne akceptovaný názor, že sa predpokladá, že aplikácia biologických materiálov a princípov radikálne zmení mnohé priemyselné odvetvia a samotnú ľudskú spoločnosť v priebehu nasledujúcich desiatich až päťdesiatich rokov.

4 snímka

Biotechnológia je integrácia prírodných a technických vied, ktorá umožňuje plne realizovať schopnosti živých organizmov alebo ich derivátov vytvárať a upravovať produkty alebo procesy na rôzne účely. V dôsledku rýchleho pokroku rôznych zložiek fyzikálnej a chemickej biológie sa objavil nový smer vo vede a výrobe, ktorý sa nazýva biotechnológia. Tento smer sa formoval v priebehu posledných dvoch desaťročí a už prešiel silným vývojom.

5 snímka

6 snímka

Pojem „biotechnológia“ prvýkrát použil maďarský inžinier Karl Ereky v roku 1917. Jednotlivé prvky biotechnológie sa objavili už veľmi dávno. V podstate išlo o pokusy využiť jednotlivé bunky (mikroorganizmy) a niektoré enzýmy v priemyselnej výrobe na uľahčenie výskytu množstva chemických procesov.

7 snímka

Tak v roku 1814 objavil petrohradský akademik K. S. Kirchhoff fenomén biologickej katalýzy a pokúsil sa získať cukor z dostupných domácich surovín biokatalytickou metódou (do polovice 19. storočia sa cukor získaval len z cukrovej trstiny). V roku 1891 v USA japonský biochemik Dz. Takamine získal prvý patent na použitie enzýmových prípravkov na priemyselné účely: vedec navrhol použiť diastázu na sacharifikáciu rastlinného odpadu.

8 snímka

Prvé antibiotikum, penicilín, bolo izolované v roku 1940. Po penicilíne boli objavené ďalšie antibiotiká (táto práca pokračuje dodnes). S objavom antibiotík sa okamžite objavili nové úlohy: zaviesť výrobu liečivých látok produkovaných mikroorganizmami, pracovať na znižovaní nákladov a zvyšovaní dostupnosti nových liekov a získavať ich vo veľmi veľkých množstvách, ktoré medicína potrebuje.

Snímka 9

Chemická syntéza antibiotík bola veľmi drahá alebo dokonca neuveriteľne náročná, takmer nemožná (nie bezdôvodne sa chemická syntéza tetracyklínu sovietskym vedcom akademikom M. M. Shemyakinom považuje za jeden z najväčších úspechov organickej syntézy). A potom sa rozhodli použiť mikroorganizmy, ktoré syntetizujú penicilín a iné antibiotiká na priemyselnú výrobu liekov. Takto vznikla najdôležitejšia oblasť biotechnológie, založená na využití procesov mikrobiologickej syntézy.

10 snímka

11 snímka

Mikrobiologická syntéza Rozvoj mikrobiologického priemyslu, ktorý produkuje hodnotné produkty biosyntézy, umožnil zhromaždiť veľmi dôležité skúsenosti s návrhom, výrobou a prevádzkou zásadne nových priemyselných zariadení. Moderná mikrobiologická produkcia je produkcia veľmi vysokej kultúry. Jeho technológia je veľmi zložitá a špecifická, obsluha zariadenia si vyžaduje zvládnutie špeciálnych zručností, pretože celá výroba funguje len za podmienok prísnej sterility: akonáhle sa do fermentora dostane len jedna bunka mikroorganizmu iného druhu, môže sa celá výroba zastaviť - „cudzinec“ sa rozmnoží a začne syntetizovať niečo úplne iné.čo človek potrebuje.

12 snímka

Snímka 13

V súčasnosti sa pomocou mikrobiologickej syntézy vyrábajú antibiotiká, enzýmy, aminokyseliny, medziprodukty na ďalšiu syntézu rôznych látok, feromóny (látky, ktorými sa dá kontrolovať správanie hmyzu), organické kyseliny, kŕmne bielkoviny a iné. Technológia výroby týchto látok je dobre zavedená, ich mikrobiologické získavanie je ekonomicky výhodné.

Snímka 14

15 snímka

Imobilizované enzýmy sa využívajú aj v medicíne. V našej krajine bol teda vyvinutý imobilizovaný streptokinázový liek na liečbu kardiovaskulárnych ochorení (liek sa nazýva „streptodekáza“). Tento liek sa môže vstreknúť do krvných ciev, aby sa rozpustili krvné zrazeniny, ktoré sa v nich vytvorili. Vo vode rozpustná polysacharidová matrica (trieda polysacharidov zahŕňa, ako je známe, škrob a celulózu; vybraný polymérny nosič im bol štruktúrou blízky), na ktorú je chemicky „naviazaná“ streptokináza, výrazne zvyšuje stabilitu enzýmu, znižuje jeho toxicitu a alergický účinok a neovplyvňuje aktivitu ani schopnosť enzýmu rozpúšťať krvné zrazeniny.

16 snímka

Snímka 17

18 snímka

Plazmidy Najväčšie úspechy sa dosiahli v oblasti zmeny genetického aparátu baktérií. Baktérie sa naučili zavádzať nové gény do genómu pomocou malých kruhových molekúl DNA – plazmidov, prítomných v bakteriálnych bunkách. Potrebné gény sa „nalepia“ do plazmidov a potom sa takéto hybridné plazmidy pridajú do kultúry baktérií, napríklad Escherichia coli. Niektoré z týchto baktérií úplne spotrebujú takéto plazmidy. Plazmid potom začne v bunke pracovať ako gén a v bunke E. coli produkuje desiatky svojich kópií, ktoré zabezpečujú syntézu nových proteínov.

Snímka 19

20 snímka

Aká je teda štruktúra biotechnológie? Vzhľadom na to, že biotechnológia sa aktívne rozvíja a jej štruktúra nie je definitívne určená, môžeme hovoriť len o tých typoch biotechnológií, ktoré v súčasnosti existujú. Ide o bunkovú biotechnológiu – aplikovanú mikrobiológiu, rastlinné a živočíšne bunkové kultúry (o tom sme hovorili, keď sme hovorili o mikrobiologickom priemysle, možnostiach bunkových kultúr a chemickej mutagenéze). Ide o genetickú biotechnológiu a molekulárnu biotechnológiu (poskytujú „odvetvie DNA“). A nakoniec, toto je modelovanie zložitých biologických procesov a systémov, vrátane inžinierskej enzymológie (hovorili sme o tom, keď sme hovorili o imobilizovaných enzýmoch).

21 snímok

Je jasné, že biotechnológie majú obrovskú budúcnosť. A jeho ďalší rozvoj je úzko spojený so súčasným rozvojom všetkých najdôležitejších odvetví biologických vied, ktoré študujú živé organizmy na rôznych úrovniach ich organizácie. Veď nech už biológia akokoľvek diferencuje, nech vzniknú akékoľvek nové vedecké smery, objektom ich skúmania budú vždy živé organizmy, ktoré sú súborom hmotných štruktúr a rôznorodých procesov tvoriacich fyzikálnu, chemickú a biologickú jednotu. A to – samotná podstata živých vecí – predurčuje potrebu komplexného štúdia živých organizmov. Preto je prirodzené a prirodzené, že biotechnológia vznikla v dôsledku pokroku zložitého smeru – fyzikálnej a chemickej biológie a rozvíja sa súčasne a paralelne s týmto smerom.

22 snímka

Na záver treba poznamenať ešte jednu dôležitú okolnosť, ktorá odlišuje biotechnológiu od iných oblastí vedy a výroby. Spočiatku sa zameriava na problémy, ktoré znepokojujú moderné ľudstvo: produkcia potravín (predovšetkým bielkovín), udržiavanie energetickej rovnováhy v prírode (odklon od zamerania na využívanie nenahraditeľných zdrojov v prospech obnoviteľných zdrojov), ochrana životného prostredia (biotechnológia – „čisté“ výroba, ktorá však vyžaduje veľa vody). Biotechnológia je teda prirodzeným výsledkom vývoja ľudstva, znakom jeho dosiahnutia dôležitého, možno povedať zlomového, vývojového štádia.

Snímka 1

Vyplnila študentka 11.A triedy Mestského vzdelávacieho zariadenia Stredná škola č. 7 Anastasia Danilova Učiteľ: Oksana Viktorovna Golubtsova
Pokrok v modernej biotechnológii

Snímka 2

Snímka 3

Úvod
Biotechnológia je priemyselné využitie biologických procesov a systémov založených na pestovaní vysoko účinných foriem mikroorganizmov, kultúr buniek a tkanív rastlín a živočíchov s vlastnosťami potrebnými pre človeka. Určité biotechnologické procesy (pečenie, výroba vína) sú známe už v staroveku. Najväčší úspech však biotechnológie dosiahli v druhej polovici 20. storočia a pre ľudskú civilizáciu sú čoraz dôležitejšie.

Snímka 4

Štruktúra modernej biotechnológie
Moderná biotechnológia zahŕňa množstvo špičkových technológií, ktoré sú založené na najnovších úspechoch v ekológii, genetike, mikrobiológii, cytológii a molekulárnej biológii. Moderná biotechnológia využíva biologické systémy všetkých úrovní: od molekulárno-genetických až po biogeocenotické (biosféra); v tomto prípade sa vytvárajú zásadne nové biologické systémy, ktoré sa v prírode nenachádzajú. Biologické systémy používané v biotechnológii spolu s nebiologickými komponentmi (technologické zariadenia, materiály, systémy zásobovania energiou, riadenie a riadenie) sa bežne nazývajú pracovné systémy.

Snímka 5

Biotechnológia a jej úloha v praktických činnostiach človeka
Zvláštnosťou biotechnológie je, že spája najpokrokovejšie výdobytky vedeckého a technologického pokroku s nahromadenými skúsenosťami z minulosti, vyjadrenými vo využívaní prírodných zdrojov na vytváranie produktov užitočných pre ľudí. Každý biotechnologický proces zahŕňa niekoľko etáp: príprava objektu, jeho kultivácia, izolácia, čistenie, úprava a použitie výsledných produktov. Viacstupňový a komplexný proces si vyžaduje zapojenie rôznych odborníkov do jeho implementácie: genetikov a molekulárnych biológov, cytológov, biochemikov, virológov, mikrobiológov a fyziológov, procesných inžinierov a konštruktérov biotechnologických zariadení.

Snímka 6

Biotechnológia
Rastlinná výroba
Hospodárske zvieratá
Liek
Genetické inžinierstvo

Snímka 7

Snímka 8

Metóda: tkanivová kultúra
Metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín tkanivovou kultúrou sa čoraz viac využíva na priemyselnej báze. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu, ktorý nie je napadnutý vírusmi.

Snímka 9

Biotechnológia v chove zvierat
V posledných rokoch vzrástol záujem o dážďovky ako zdroj živočíšnych bielkovín na vyváženie kŕmnej stravy zvierat, vtákov, rýb, kožušinových zvierat, ako aj o bielkovinový doplnok s terapeutickými a profylaktickými vlastnosťami. Na zvýšenie produktivity zvierat je potrebné kompletné krmivo. Mikrobiologický priemysel vyrába kŕmne bielkoviny na báze rôznych mikroorganizmov - baktérií, húb, kvasiniek, rias. Ako ukázali priemyselné testy, na bielkoviny bohatá biomasa jednobunkových organizmov je hospodárskymi zvieratami absorbovaná s vysokou účinnosťou. 1 tona kŕmnych kvasníc teda umožňuje ušetriť 5-7 ton obilia. Je to dôležité, pretože 80 % svetovej poľnohospodárskej pôdy sa využíva na výrobu krmív pre dobytok a hydinu.

Snímka 10

Klonovanie
Klonovanie ovečky Dolly v roku 1996 Ianom Wilmutom a jeho kolegami z Roslinského inštitútu v Edinburghu vyvolalo rozruch po celom svete. Dolly bola počatá z mliečnej žľazy ovce, ktorá už dávno zomrela, a jej bunky boli uložené v tekutom dusíku. Technika, ktorou bola Dolly vytvorená, je známa ako prenos jadra, čo znamená, že sa odstráni jadro neoplodneného vajíčka a na jeho miesto sa umiestni jadro zo somatickej bunky.

Snímka 11

Klonovanie ovečky Dolly

Snímka 12

Nové objavy v oblasti medicíny
Úspechy biotechnológií sa využívajú najmä v medicíne. V súčasnosti sa biosyntézou vyrábajú antibiotiká, enzýmy, aminokyseliny a hormóny. Napríklad hormóny sa zvyčajne získavali zo zvieracích orgánov a tkanív. Aj na získanie malého množstva liečivej drogy bolo potrebných veľa východiskového materiálu. V dôsledku toho bolo ťažké získať potrebné množstvo drogy a bolo to veľmi drahé. Inzulín, hormón pankreasu, je teda hlavnou liečbou diabetes mellitus. Tento hormón sa musí pacientom podávať neustále. Výroba z pankreasu ošípaných alebo hovädzieho dobytka je náročná a nákladná. Okrem toho sa molekuly zvieracieho inzulínu líšia od molekúl ľudského inzulínu, ktoré často spôsobovali alergické reakcie, najmä u detí. V súčasnosti je zavedená biochemická výroba ľudského inzulínu. Bol získaný gén, ktorý syntetizuje inzulín. Pomocou genetického inžinierstva bol tento gén zavedený do bakteriálnej bunky, ktorá v dôsledku toho získala schopnosť syntetizovať ľudský inzulín. Okrem získavania terapeutických činidiel umožňuje biotechnológia včasnú diagnostiku infekčných ochorení a malígnych novotvarov na základe použitia antigénnych prípravkov a vzoriek DNA/RNA. Pomocou nových vakcínových prípravkov je možné predchádzať infekčným ochoreniam.

Snímka 13

Biotechnológia v medicíne

Snímka 14

Metóda kmeňových buniek: lieči alebo mrzačí?
Japonskí vedci pod vedením profesora Shinya Yamanaka z Kjótskej univerzity prvýkrát izolovali kmeňové bunky z ľudskej kože, predtým do nich zaviedli súbor určitých génov. Podľa ich názoru to môže slúžiť ako alternatíva ku klonovaniu a umožní vytvárať lieky porovnateľné s tými, ktoré sa získajú klonovaním ľudských embryí. Americkí vedci takmer súčasne dosiahli podobné výsledky. To však neznamená, že o pár mesiacov bude možné úplne opustiť klonovanie embryí a obnoviť funkčnosť tela pomocou kmeňových buniek získaných z kože pacienta. Po prvé, špecialisti sa budú musieť uistiť, že „kožné“ bunky tabuľky sú skutočne také multifunkčné, ako sa zdajú, že ich možno bez obáv o zdravie pacienta implantovať do rôznych orgánov a že budú fungovať.
Hlavnou obavou je, že takéto bunky predstavujú riziko pre rozvoj rakoviny. Pretože hlavným nebezpečenstvom embryonálnych kmeňových buniek je, že sú geneticky nestabilné a po transplantácii do tela majú schopnosť vyvinúť sa do niektorých nádorov

Snímka 15

Genetické inžinierstvo
Techniky genetického inžinierstva umožňujú izolovať potrebný gén a zaviesť ho do nového genetického prostredia, aby sa vytvoril organizmus s novými, vopred určenými vlastnosťami. Metódy genetického inžinierstva zostávajú veľmi zložité a drahé. Ale už teraz s ich pomocou priemysel vyrába také dôležité lieky ako interferón, rastové hormóny, inzulín atď. Výber mikroorganizmov je najdôležitejšou oblasťou biotechnológie. Rozvoj bioniky umožňuje efektívne aplikovať biologické metódy na riešenie inžinierskych problémov a využívať skúsenosti živej prírody v rôznych oblastiach techniky.

Snímka 16

Transgénne produkty: výhody a nevýhody?
Vo svete je už zaregistrovaných niekoľko desiatok jedlých transgénnych rastlín. Ide o odrody sóje, ryže a cukrovej repy, ktoré sú odolné voči herbicídom; kukurica odolná voči herbicídom a škodcom; zemiaky odolné voči pásavke zemiakovej; cuketa, takmer bez semien; paradajky, banány a melóny s predĺženou trvanlivosťou; repka a sója s upraveným zložením mastných kyselín; ryža s vysokým obsahom vitamínu A. Geneticky modifikované zdroje nájdeme v údeninách, párkoch, mäsových konzervách, haluškách, syroch, jogurtoch, detskej výžive, cereáliách, čokoláde a zmrzlinových cukríkoch.

Snímka 17

Perspektívy rozvoja biotechnológie
Metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín tkanivovou kultúrou sa čoraz viac využíva na priemyselnej báze. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu bez vírusov. Biotechnológia umožňuje získavať ekologické palivá prostredníctvom biospracovania priemyselného a poľnohospodárskeho odpadu. Boli napríklad vytvorené zariadenia, ktoré využívajú baktérie na spracovanie hnoja a iného organického odpadu.

Snímka 18

Biotechnológia, ktorá je priamym výsledkom vedeckého vývoja, sa ukazuje ako priama jednota vedy a výroby, ďalší krok k jednote poznania a konania, ďalší krok, ktorý človeka približuje k prekonaniu vonkajšieho a k pochopeniu vnútornej prospešnosti.

Dnes ľudia vo veľkom využívajú biotechnológiu: takto vznikli baktérie, ktoré sa používajú pri čistení odpadových vôd; baktérie, ktoré rozkladajú olej v ropných škvrnách; biotechnológie sú široko používané v medicíne: boli vytvorené a vznikajú antibiotiká rôzneho spektra účinku; syntetizujú sa rôzne hormóny: napríklad rastový hormón; inzulín.

Genetické inžinierstvo je umelý prenos potrebných génov z jedného typu živého organizmu (baktérie, zvieratá, rastliny) na iný druh, aby sa vytvoril organizmus s potrebnými vlastnosťami. Vhodnými predmetmi genetického inžinierstva sú najčastejšie mikroorganizmy (baktérie).

ZOZNAM FIRIEM, KTORÉ POUŽÍVAJÚ GMO VO VÝROBKOCH Coca-Cola (Coca-Cola) Nestlé (Nestlé) - každý pozná, no najmä detská výživa!!! Kelloggs - hotové raňajky a corn flakes Heinz Foods - omáčky, kečupy Unilever - detská výživa!!! Majonézy, omáčky Hersheys (Hersheys) - čokoláda, nealko nápoje McDonalds (McDonald's) PepsiCo (Pepsi-Cola) Danon (Danone) - fermentované mliečne výrobky Cadbury (Cadbury) - čokoláda. Similac (Similac) - detská výživa Mars (Mars) - Mars, Snickers, Twix. Navyše, ak na etikete vidíte E101, 270, 320, 570 a ďalšie, tak vedzte, že ide o GMO.

Argumenty pre GMO: 1. Riešenie potravinového problému. 2. Rozvoj GM technológií je žiadaný v medicíne, kde sa ich úspechy dlhodobo úspešne uplatňujú. 3. Riziká vyplývajúce z konzumácie GMO potravinových produktov sú minimálne (cudzia bielkovina sa rozkladá ako normálna bielkovina) 4. Výskyt vlastností v poľnohospodárskych rastlinách, ktoré poskytujú ochranu pred skazením a škodcami, znižuje potrebu používania poľnohospodárskych chemikálií, ktorých poškodenie má bolo preukázané. 5. GM technológie sa svojimi výsledkami nelíšia od mutácií, ktoré sa neustále vyskytujú v živej prírode a od technológie klasickej selekcie - a svojou štruktúrou, sú však šetrnejšie k vylepšovanej rastline. 6. GMO umožňujú vytvárať biopalivá, čo vedie k úsporám energie.

Argumenty proti GMO: Ohrozenie ľudského tela - alergické ochorenia, metabolické poruchy, výskyt žalúdočnej mikroflóry odolnej voči antibiotikám, karcinogénne a mutagénne účinky. Ohrozenie životného prostredia - výskyt vegetatívnej buriny, kontaminácia výskumných lokalít atď. Globálne riziká - aktivácia kritických vírusov, ekonomická bezpečnosť.

Klonovanie je vytvorenie viacerých genetických kópií jedného jedinca prostredníctvom nepohlavného rozmnožovania. Prvý úspešný klonovací experiment sa uskutočnil koncom 60-tych rokov. V 20. storočí na Oxfordskej univerzite Gurdon pomocou žaby dokázal, že informácie obsiahnuté v jadre akejkoľvek bunky sú dostatočné na vývoj plnohodnotného organizmu. V roku 1996 bola ovca Dolly klonovaná z epiteliálnej bunky prsníka v Škótsku. (obr. 94, s. 187).

Rozvoj biotechnológie má etické aspekty! Aktívne zavádzanie biotechnológií do medicíny a genetiky človeka viedlo k vzniku špeciálnej vedy bioetiky. Bioetika je veda o etickom zaobchádzaní so všetkým živým, vrátane človeka. V roku 1996 Rada Európy prijala Dohovor o ľudských právach pri používaní genomických technológií v medicíne. Akákoľvek zmena v ľudskom genóme sa môže uskutočniť iba na somatických bunkách.

Vyhliadky do budúcnosti. Dnes sú už známe príklady implantácie mikročipov do ľudského tela, klonovanie ľudských orgánov je vo vývoji, okrem toho existujú špeciálne obleky, ktoré pomáhajú ochrnutým ľuďom pohybovať sa, no zatiaľ sú v štádiu testovania. Okrem technológií pre ľudský organizmus biotechnológovia vyvíjajú spôsoby, ako zvýšiť množstvo bielkovín v rastlinách, čo umožní v budúcnosti vylúčiť mäso. V medicíne sa vyvíjajú vakcíny proti známym chorobám a skúma sa aj oblasť omladzovania ľudských buniek, čo spomalí starnutie. V priemyselnom sektore sa biotechnológia využíva na výrobu biopalív a bioplynu, čím sa zníži znečistenie životného prostredia a zníži sa využívanie prírodných zdrojov.

1 z 15

Prezentácia na tému: Biotechnológia

Snímka č.1

Popis snímky:

Snímka č.2

Popis snímky:

Biotechnológia BIOTECHNOLÓGIA je priemyselné využitie biologických činidiel (mikroorganizmy, rastlinné bunky, živočíšne bunky, časti buniek: bunkové membrány, ribozómy, mitochondrie, chloroplasty) na získanie cenných produktov a uskutočňovanie cielených transformácií. Biotechnologické procesy využívajú aj biologické makromolekuly ako sú ribonukleové kyseliny (DNA, RNA), proteíny – najčastejšie enzýmy. DNA alebo RNA je nevyhnutná na prenos cudzích génov do buniek.

Snímka č.3

Popis snímky:

História biotechnológie Ľudia vystupovali ako biotechnológovia už tisíce rokov: piekli chlieb, varili pivo, vyrábali syry a iné mliečne výrobky s použitím rôznych mikroorganizmov, pričom o ich existencii ani nevedeli. Vlastne samotný pojem „biotechnológia“ sa v našom jazyku objavil prednedávnom, namiesto toho sa používali slová „priemyselná mikrobiológia“, „technická biochémia“ atď.. Pravdepodobne najstarším biotechnologickým procesom bola fermentácia. Počas vykopávok v Babylone na tabuľke, ktorá pochádza približne zo 6. tisícročia pred n. e. V 3. tisícročí pred Kr. e. Sumeri vyrábali až dve desiatky druhov piva. Nemenej starými biotechnologickými procesmi sú výroba vína, pečenie chleba a výroba produktov kyseliny mliečnej. V tradičnom, klasickom zmysle je biotechnológia veda o metódach a technológiách výroby rôznych látok a produktov pomocou prírodných biologických objektov a procesov.

Snímka č.4

Popis snímky:

Úvod: Dôležitou súčasťou biotechnológie je genetické inžinierstvo. Narodila sa začiatkom 70. rokov a dnes zožala veľké úspechy. Techniky genetického inžinierstva transformujú bakteriálne, kvasinkové a cicavčie bunky na „továrne“ na výrobu akéhokoľvek proteínu vo veľkom meradle. To umožňuje podrobne analyzovať štruktúru a funkcie bielkovín a použiť ich ako lieky.

Snímka č.5

Popis snímky:

Hlavné úlohy genetického inžinierstva: 1. Získanie izolovaného génu. 2. Zavedenie génu do vektora na prenos do tela. 3. Prenos vektora s génom do modifikovaného organizmu. 4. Transformácia buniek tela. 5. Selekcia geneticky modifikovaných organizmov (GMO) a eliminácia tých, ktoré neboli úspešne modifikované.

Snímka č.6

Popis snímky:

Pojem genetické inžinierstvo Genetické inžinierstvo (genetické inžinierstvo) je súbor techník, metód a technológií na získanie rekombinantnej RNA a DNA, izoláciu génov z organizmu (buniek), manipuláciu s génmi a ich zavedenie do iných organizmov. Genetické inžinierstvo nie je veda v širšom zmysle slova, ale je to nástroj biotechnológie, využívajúci metódy biologických vied ako molekulárna a bunková biológia, cytológia, genetika, mikrobiológia, virológia.

Snímka č.7

Popis snímky:

Vývoj V druhej polovici dvadsiateho storočia bolo urobených niekoľko dôležitých objavov a vynálezov, ktoré sú základom genetického inžinierstva. Mnohoročné pokusy „prečítať“ biologickú informáciu, ktorá je „zapísaná“ v génoch, boli úspešne ukončené. Túto prácu začali anglický vedec F. Sanger a americký vedec W. Gilbert (Nobelova cena za chémiu 1980). Ako je známe, gény obsahujú informácie-inštrukcie na syntézu molekúl RNA a bielkovín, vrátane enzýmov, v tele. Aby bola bunka prinútená syntetizovať nové látky, ktoré sú pre ňu neobvyklé, je potrebné, aby v nej boli syntetizované zodpovedajúce súbory enzýmov. A na to je potrebné buď cielene zmeniť gény, ktoré sa v ňom nachádzajú, alebo do neho zaviesť nové, predtým chýbajúce gény. Zmeny v génoch v živých bunkách sú mutácie. Vznikajú pod vplyvom napríklad mutagénov – chemických jedov alebo žiarenia. Takéto zmeny však nemožno kontrolovať ani riadiť. Vedci preto zamerali svoje úsilie na pokusy vyvinúť metódy na zavedenie nových, veľmi špecifických génov, ktoré ľudia potrebujú do buniek.

Snímka č.8

Popis snímky:

Ľudské genetické inžinierstvo Keď sa genetické inžinierstvo aplikuje na ľudí, môže sa použiť na liečbu dedičných chorôb. Technicky je však podstatný rozdiel medzi liečbou samotného pacienta a zmenou genómu jeho potomkov. Hoci v malom meradle sa už dnes používa genetické inžinierstvo, ktoré dáva ženám s niektorými typmi neplodnosti šancu otehotnieť. Na tento účel sa používajú vajíčka od zdravej ženy. V dôsledku toho dieťa zdedí genotyp od jedného otca a dvoch matiek. Pomocou genetického inžinierstva je možné získať potomstvo s vylepšeným vzhľadom, duševnými a fyzickými schopnosťami, charakterom a správaním. Pomocou génovej terapie je možné v budúcnosti zlepšiť genóm živých ľudí. V zásade je možné vytvárať závažnejšie zmeny, ale na ceste takýchto premien ľudstvo potrebuje vyriešiť mnohé etické problémy.

Snímka č.9

Popis snímky:

Snímka č.10

Popis snímky:

Ekonomický význam Genetické inžinierstvo slúži na získanie požadovaných vlastností modifikovaného alebo geneticky modifikovaného organizmu. Na rozdiel od tradičnej selekcie, počas ktorej genotyp podlieha zmenám len nepriamo, umožňuje genetické inžinierstvo priamy zásah do genetického aparátu pomocou techniky molekulárneho klonovania. Príklady aplikácií genetického inžinierstva zahŕňajú produkciu nových geneticky modifikovaných odrôd obilnín, produkciu ľudského inzulínu pomocou geneticky modifikovaných baktérií, produkciu erytropoetínu v bunkovej kultúre alebo nové plemená experimentálnych myší pre vedecký výskum.

Snímka č.11

Popis snímky:

Knokaut génu Na štúdium funkcie konkrétneho génu možno použiť knokaut génu. Toto je názov pre techniku ​​odstraňovania jedného alebo viacerých génov, ktorá umožňuje študovať dôsledky takejto mutácie. Pre knockout sa rovnaký gén alebo jeho fragment syntetizuje, modifikuje tak, že génový produkt stratí svoju funkciu. Na produkciu knockout myší sa výsledný geneticky upravený konštrukt zavedie do embryonálnych kmeňových buniek, kde konštrukt podstúpi somatickú rekombináciu a nahradí normálny gén, a zmenené bunky sa implantujú do blastocyst náhradnej matky. U ovocnej mušky Drosophila sa mutácie iniciujú vo veľkej populácii, z ktorej sa potom hľadajú potomkovia s požadovanou mutáciou. Podobným spôsobom sa knockouty získavajú v rastlinách a mikroorganizmoch.

Snímka č.12

Popis snímky:

Umelá expresia Logickým doplnkom k knockoutu je umelá expresia, to znamená pridanie génu do tela, ktorý predtým nemalo. Táto technika genetického inžinierstva sa môže použiť aj na štúdium funkcie génu. Proces zavádzania ďalších génov je v podstate rovnaký ako pri knockoutovaní, ale existujúce gény nie sú nahradené ani poškodené.

Snímka č.13

Popis snímky:

Vizualizácia génových produktov Používa sa, keď je úlohou študovať lokalizáciu génového produktu. Jednou z metód označovania je nahradenie normálneho génu génom fúzovaným s reportérovým prvkom, napríklad so zeleným fluorescenčným proteínovým génom. Tento proteín, ktorý fluoreskuje v modrom svetle, sa používa na vizualizáciu produktu genetickej modifikácie. Hoci je táto technika pohodlná a užitočná, jej vedľajšími účinkami môže byť čiastočná alebo úplná strata funkcie požadovaného proteínu. Sofistikovanejším, aj keď nie tak pohodlným spôsobom je pridanie menších oligopeptidov k študovanému proteínu, ktoré je možné detegovať pomocou špecifických protilátok.

Snímka č.14

Popis snímky:

Štúdium mechanizmu expresie V takýchto experimentoch je úlohou študovať podmienky génovej expresie. Znaky expresie závisia primárne od malého kúska DNA umiestnenej pred kódujúcou oblasťou, nazývaného promótor, ktorý slúži na viazanie transkripčných faktorov. Táto časť je zavedená do tela, po ktorej nasleduje reportérový gén, napríklad GFP alebo enzým, ktorý katalyzuje ľahko zistiteľnú reakciu, namiesto vlastného génu. Okrem skutočnosti, že fungovanie promótora v určitých tkanivách je v tom či onom čase jasne viditeľné, takéto experimenty umožňujú študovať štruktúru promótora odstránením alebo pridaním fragmentov DNA do neho, ako aj umelým zvýšením jeho funkcie.

Snímka č.15

Popis snímky:

Ak chcete použiť ukážky prezentácií, vytvorte si účet Google a prihláste sa doň: https://accounts.google.com

Popisy snímok:

Biotechnológia

Mikrobiologická syntéza Využitie mikroorganizmov na získanie množstva látok. Vznikajú kmene mikroorganizmov, ktoré produkujú potrebné látky v množstvách, ktoré výrazne prevyšujú potreby samotných mikroorganizmov desiatky a stovky krát.

Príklady: Baktérie schopné akumulovať urán, meď a kobalt sa používajú na extrakciu kovov z odpadových vôd. Pomocou baktérií vzniká bioplyn (zmes metánu a oxidu uhličitého), ktorý sa používa na vykurovanie miestností. Podarilo sa vyšľachtiť mikroorganizmy, ktoré syntetizujú aminokyselinu lyzín, ktorá sa v ľudskom tele nevytvára.

Príklady: Kvasinky sa používajú na získanie kŕmnych bielkovín. Použitím 1 tony kŕmnych bielkovín na krmivo pre hospodárske zvieratá ušetríte 5–8 ton obilia. Pridanie 1 tony kvasnicovej biomasy do stravy vtákov pomáha získať ďalších 1,5 - 2 tony mäsa alebo 25 - 35 tisíc vajec.

Bunkové inžinierstvo Pestovanie buniek vyšších organizmov na živných pôdach. Pestovanie bezjadrových buniek. Transplantácia jadier z jednej bunky do druhej. Pestovanie celého organizmu z jednej somatickej bunky. Klonovanie

Klonovanie Klonovanie zvierat sa dosiahne prenosom jadra z diferencovanej bunky do neoplodneného vajíčka, ktoré má odstránené vlastné jadro.

Klonovanie Prvé úspešné pokusy s klonovaním zvierat uskutočnil v polovici 70. rokov anglický embryológ J. Gordon pri pokusoch na obojživelníkoch, keď nahradenie jadra vajíčka jadrom zo somatickej bunky dospelej žaby viedlo k objaveniu sa z pulca.

Klonovanie Klonované zviera – ovečka Dolly

Bunkové inžinierstvo Hybridizácia somatických buniek a vytváranie medzidruhových hybridov. Je možné získať hybridné bunky organizmov, ktoré nie sú navzájom príbuzné: človeka a myši; Rastliny a zvieratá; Rakovinové bunky schopné neobmedzeného rastu a krvinky - lymfocyty. Je možné získať liek, ktorý zvyšuje odolnosť človeka voči infekciám.

Príklady: Vďaka hybridizačnej metóde boli získané hybridy rôznych odrôd zemiakov, kapusty a paradajok. Z jednej somatickej bunky rastliny je možné vypestovať celý organizmus a tak rozmnožiť cenné odrody (napríklad ženšen). Získajú sa klony – geneticky homogénne bunky. Produkcia chimérických organizmov.

Chimérické myši

Chimera ovca - koza

Genetické inžinierstvo Preskupenie genotypov organizmov: Umelé vytváranie efektívnych génov. Zavedenie génu z jedného organizmu do genotypu iného je produkciou transgénnych organizmov.

Zavedenie génu pre rast potkanov do DNA myši

Výsledok

Príklady: Gén zodpovedný za produkciu inzulínu u ľudí bol zavedený do genotypu Escherichia coli. Táto baktéria sa podáva ľuďom s cukrovkou.

Do genotypu rastliny petúnie bol zavedený gén, ktorý narúša tvorbu a produkciu pigmentu. Tak vznikla rastlina s bielymi kvetmi

Príklady: Vedci sa snažia zaviesť do genotypu obilnín gén baktérií, ktoré absorbujú dusík zo vzduchu. Potom bude možné do pôdy nepridávať dusíkaté hnojivá.

K téme: metodologický vývoj, prezentácie a poznámky

Táto lekcia je diskutovaná najskôr v časti „Počítačové prezentácie“. V tejto lekcii sa žiaci zoznámia s programom POWERPOINT, naučia sa meniť dizajn a rozloženie snímok....

Prezentácia "Využitie multimediálnych prezentácií ako univerzálneho prostriedku poznávania"

Prezentácia „Využitie multimediálnych prezentácií ako univerzálneho prostriedku poznávania“ poskytuje rady ohľadom dizajnu a obsahu prezentácií....

Príprava lekcie a prezentácie "The Sightseeng Tours" Londýn a Petrohrad s prezentáciou

Ciele: rozvoj rečových schopností (monologická výpoveď); zlepšenie gramatického čítania a rozprávania (minulý čas neurčitý, určitý člen) Ciele: naučiť...