Лекции для студентов

Лекция по биологии — Клеточная и генная инженерия. Биотехнология

Клеточная и генная инженерия. Биотехнология

Клеточная инженерия — это направление в науке и селекционной практике, которое изучает методы гибридизации соматических клеток, принадлежащих разным видам, возможности клонирования тканей или целых организмов из отдельных клеток.

Одним из распространенных методов селекции растений является метод гаплоидов — получения полноценных гаплоидных растений из спермиев или яйцеклеток.

Получены гибридные клетки, совмещающие свойства лимфоцитов крови и опухолевых, активно размножающихся клеток. Это позволяет быстро и в нужных количествах получать антитела.

Культура тканей — применяется для получения в лабораторных условиях растительных или животных тканей, а иногда и целых организмов. В растениеводстве используют для ускоренного получения чистых диплоидных линий после обработки исходных форм колхицином.

Вегетативное размножение — применяют для сохранения сортов декоративных и культурных, овощных и плодовых растений.

Генная инженерия — искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с целью получения культур с заранее заданными свойствами.

Основной метод генной инженерии — выделение необходимых генов, их клонирование и введение в новую генетическую среду. Метод включает следующие этапы работы:

а) выделение гена;

б) его объединение с молекулой ДНК клетки, которая сможет воспроизводить донорский ген в другой клетке (включение в плазмиду) — кольцевую ДНК;

в) введение плазмиды в геном бактериальной клетки — реципиента;

г) отбор необходимых бактериальных клеток для практического использования;

д) исследования в области генной инженерии распространяются не только на микроорганизмы, но и на человека. Они особенно актуальны при лечении болезней, связанных с нарушениями в иммунной системе, в системе свертывания крови, в онкологии.

Биотехнология — процесс использования живых организмов и биологических процессов в производстве лекарств, удобрений, средств биологической защиты растений; для биологической очистки сточных вод, для биологической добычи ценных металлов из морской воды и т.д.

Включение в геном кишечной палочки гена, ответственного за образование у человека инсулина, позволило наладить промышленное получение этого гормона.

Перспективы генной инженерии и биотехнологии:

• создание организмов, полезных для человека;

• получение новых лекарственных препаратов;

• коррекция и исправление генетических патологий.

Эволюция

Органическая эволюция — это исторический процесс приспособительных преобразований живой природы на всех уровнях организации живого, характеризующийся необратимостью и общей прогрессивной направленностью. В основе эволюционного процесса лежит отбор случайных наследственных изменений генетической информации, обеспечивающих организмам преимущественные возможности для выживания и размножения в определенных условиях среды. Эти изменения, проявившиеся фенотипически, подхватываются естественным отбором, сохраняются и усиливаются в процессе филогенеза. Изменения, снижающие жизнеспособность организмов и видов, отсеиваются.

Создателем первой эволюционной теории был Жан Батист Ламарк, отстаивавший идею изменяемости видов и их целенаправленного развития от простых форм к сложным. Однако присвоение организмам внутреннего стремления к прогрессу (цели), а также утверждения о наследовании признаков, приобретенных в течение жизни особи, оказались не подтвержденными последующими исследованиями. Ошибочной оказалась и мысль о прямом, всегда адекватном, влиянии внешней среды на организм и его целесообразной реакции на это влияние. Заслуга развития эволюционных представлений и создания целостной теории эволюции принадлежит Ч. Дарвину и А. Уоллесу, обосновавшим принцип естественного отбора, выявившим механизмы и причины эволюции.