Файл: Едняя общеобразовательная школа 37 Генная инженерия за и против проектная работа Елисеев Владимир.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 26
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №37»
Генная инженерия: за и против
проектная работа
Выполнил:
Елисеев Владимир
ученик 11 класса «Б»
Руководитель:
Калмыкова Ирина Васильевна,
учитель биологии
Кемерово, 2022
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………4
-
Понятие генной инженерии……………………………………………….4 -
Технология получения ГМО……………………………………………...5 -
Применение генной инженерии…………………………………………..7 -
Опасность генной инженерии…………………………………………….8 -
История развития генной инженерии…………………………………… 9
ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ……………………………..……………….......11
-
Подготовка и проведение исследования………………………………11 -
Результаты исследования………………………………………………12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................13
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………....14
«Генная инженерия способна изменить наш мир»
Введение
Что такое генная инженерия? Какая от нее польза, и какой вред? Многие люди задаются этим вопросом, ведь в наше время выращивается множество генномодифицированых продуктов. Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология. Уже сегодня генная инженерия позволяет контролировать деятельность организмов, а также переносить участок ДНК из одного организма в другой, в том числе и из организмов другого вида. Перенос генов открывает множество возможностей, таких как: преодолевать межвидовые барьеры, передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим.
Несмотря на явную пользу от генетических исследований и экспериментов, само понятие Генная инженерия породило различные подозрения, и даже страхи. Так как она появилась совсем недавно, многие ученные недоверчиво и даже скептически относятся к этой панацеи. Однако есть и плюсы генной инженерии.
Население земли увеличивается, возможно, что очень скоро начнется борьба за ресурсы Земли. Тут и придет на помощь генная инженерия, ведь с ее помощью можно повысить урожайность растений, которые люди употребляют в пищу.
В моем проекте вы узнаете все плюсы и минусы генной инженерии и сами решите генная инженерия- это хорошо или плохо.
Глава I. Литературный обзор
1.1 Понятие генной инженерии
Генетическая инженерия— совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма, осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Если внести в растение, микроорганизм, организм животного или даже человека новые гены, можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. С этой целью сегодня генная инженерия используется во многих сферах. Например, на ее основе сформировалась отдельная отрасль фармацевтической промышленности, представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии.
Нам всем известно, что традиционная селекция имеет ряд ограничений, которые препятствуют получению новых пород, видов животных и сортов растений.
-
отсутствие рекомбинации у неродственных видов. Между видами существуют жесткие барьеры, затрудняющие естественную рекомбинацию. -
невозможность управлять процессом рекомбинации в организме извне. Отсутствие гомологии между хромосомами приводит к неспособности сближаться и обмениваться отдельными участками (и генами) в процессе образования половых клеток. В результате становится невозможным перенос нужных генов и обеспечение оптимального сочетания в новом организме генов, полученных от разных родительских форм; -
невозможность точно задать признаки и свойства потомства, т.к. процесс рекомбинации – статистический.
1.2 Технология получения ГМО
Технология получения генетически модифицированных организмов (ГМО) принципиально решает вопросы преодоления всех естественных и межвидовых барьеров. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Генная инженерия позволяет оперировать любыми генами, даже синтезированными искусственно или принадлежащими не родственным организмам, переносить их от одного вида к другому, комбинировать в произвольном порядке/
Технология включает несколько этапов создания ГМО:
1. Получение изолированного гена.
2. Введение гена в вектор для встраивания в организм.
3. Перенос вектора с геном в модифицированный организм.
4. Молекулярное клонирование.
5. Отбор ГМО и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.
Первый этап – синтез, выделение и идентификация целевых фрагментов ДНК или РНК и регуляторных элементов очень хорошо разработан и автоматизирован.
Второй этап – создание генетической конструкции (трансгена), которая содержит один или несколько фрагментов ДНК (кодирующих последовательность аминокислот белков) в совокупности с регуляторными элементами далее трансгены встраивают в ДНК вектора для клонирования, используя инструментарий генной инженерии – рестриктазы и лигазы. Как правило, в качестве вектора используют плазмиды – небольшие кольцевые молекулы ДНК бактериального происхождения.
Следующий этап – собственно «генетическая модификация» (трансформация). Введение готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных представляет собой сложную задачу, которая была решена после изучения особенностей внедрения чужеродной ДНК (вируса или бактерии) в генетический аппарат клетки. Процесс трансфекции был использован как принцип введения генетического материала в клетку. Если трансформация прошла успешно, то после эффективной репликации из одной трансформированной клетки возникает множество дочерних клеток, содержащих искусственно созданную генетическую конструкцию. Основой для появления у организма нового признака служит биосинтез новых для организма белков – продуктов трансгена, например, растений – устойчивости к засухе или насекомым-вредителям у ГМ растений. Для одноклеточных организмов процесс генетической модификации ограничивается встраиванием рекомбинантной плазмиды с последующим отбором модифицированных потомков. Для высших многоклеточных организмов, например, растений, обязательным является включение конструкции в ДНК хромосом или клеточных органелл (хлоропластов, митохондрий) с последующей регенерацией целого растения из отдельной изолированной клетки на питательных средах. В случае животных, клетки с измененным генотипом вводят в бластоциды суррогатной матери.
1.3. Применение генной инженерии
1. Медицина.
2. Скотоводство.
3. Сельское хозяйство.
4. Генная инженерия человека.
1.Уже сейчас активно применяется инсулин человека, полученный посредством рекомбинантных ДНК. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали. С 1982 года компании США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин.
Среди лекарств, находящихся в стадии клинического изучения, препараты, потенциально лечащие артрозы, сердечно-сосудистые заболевания, онкологию и СПИД.
2. В скотоводстве генная инженерия позволяет повышать продуктивность, повышать сопротивляемость болезням, увеличивать скорость роста, улучшать качество продукции. На сегодняшний день в Англии существует большое стадо генномодифицированных коров, дающих молоко с идеальным составом, для производства сыра Чеддер, который очень высоко ценится в мире.
3. В сельском хозяйстве одна из важнейших задач генной инженерии — получение растений, устойчивых к вирусам. В настоящее время уже удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур, которые способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций. Задача получения таких промышленных штаммов очень важна, для их видоизменения и последующего отбора разработаны многочисленные приемы активного воздействия на клетку - от обработки сильнодействующими ядами до радиоактивного облучения.
4. Генная инженерия человека
В применении к человеку генная инженерия могла бы использоваться для лечения наследственных заболеваний. Но есть огромная разница между лечением самого пациента и изменении генома его потомков. В настоящее время методы изменения генома человека находятся в стадии разработки. Все же (хоть в настоящее время широко не применяется) генная инженерия применяется для того, чтобы женщины, у которых есть разновидности бесплодия, могли забеременеть. Для этого используются яйцеклетки здоровой женщины. В результате ребенок наследует генотип от одного отца и двух матерей. Возможно, в будущем с помощью генной инженерии можно будет получать потомков с улучшенной внешность, с более развитыми умственными и физическими способностями, с определенным характером и поведением, но на пути к этому нужно будет решить множество проблем и неразгаданных загадок.
1.4. Опасность генной инженерии
-
Генная инженерия в корне отличается от выведения новых сортов и пород. Искусственное добавление генов сильно нарушает отрегулированную работу клетки. -
В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена. Поэтому невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. -
В результате добавления чужого гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества, которые могут выйти из под контроля и сильно навредить здоровью. -
Могут возникнуть новые и опасные вирусы. Ученными доказано, что встроенные в геном гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов. В итоге новые вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. -
Если в настоящее время на земле наступит голод, то генная инженерия не сможет ничем помочь. -
Знания о действии на окружающую среду генномодифицированых организмов совершенно не достаточно. Не доказано ещё, что модифицированные с помощью генной инженерии организмы не окажут вредного воздействия на окружающую среду.
1.5. История развития генной инженерии
Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя.
Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.
К концу 1960-х годов генетика активно развивалась, а ее важными объектами стали вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов, а в 1970-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки, то есть создали первую рекомбинантную ДНК. Техника ПЦР (технология получения множества копий целевого гена или любого другого участка молекулы ДНК, основанная на механизме естественной репликации ДНК в живых организмах) была впервые разработана в 1980-х годах американским биохимиком Кэри Маллисом. Он обнаружил специфический фермент — ДНК-полимеразу, который участвует в репликации ДНК. Этот фермент буквально считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их в качестве шаблона для последующего копирования генетической информации. В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.