Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Technologie rekombinacji DNA Organizmy transgeniczne.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Technologie rekombinacji DNA Organizmy transgeniczne."— Zapis prezentacji:

1 Technologie rekombinacji DNA Organizmy transgeniczne

2 Schemat genomu bakterii Haemofilus influenzae. Genom koduje ponad 1700 białek i 70 cząsteczek RNA DNA – nośnik informacji genetycznej Model dwuniciowej helisy DNA

3 Replikacja DNA Schemat semikonserwatywnej replikacji DNA Struktura polimerazy DNA Działanie polimerazy DNA Podjednostka 2 polimerazy DNA

4 Transkrypcja Struktura bakteryjnej polimerazy RNA Synteza RNA przez polimerazę RNA Muchomor sromotnikowy wytwarza -amanityne, silny inhibitor polimerazy RNA

5 Biosynteza białka - translacja Kod genetyczny Zasada: dwadzieścia aminokwasów białkowych jest kodowanych przez 61 kodonów – trypletów nukleotydowych. Ponadto trzy kodony STOP Białka są syntezowane w rybosomach z aminokwasów dostarczanych przez cząsteczki tRNA. Kolejność aminokwasów włączanych do rosnącego łańcucha jest określona przez sekwencję nukleotydową matrycowego mRNA, zgodnie z kodem genetycznym. Cząsteczka tRNA Mechanizm biosyntezy białka

6 Podstawowe techniki inżynierii genetycznej 1.Analiza restrykcyjna Precyzyjne, selektywne cięcie DNA przy użyciu enzymów rozpoznających specyficzne sekwencje nukleotydowe 2.Techniki hybrydyzacyjne Techniki Southern i Northern blotting umożliwiają separację i identyfikację fragmentów DNA i RNA 3.Sekwencjonowanie DNA Techniki umożliwiające poznanie struktury genów, czyli sekwencji nukleotydowej w cząsteczce DNA 4.Chemiczna synteza kwasów nukleinowych na podłożu stałym 5.Reakcja łańcuchowej polimeryzacji (PCR) Umożliwia powielenie fragmentu DNA w miliardach kopii.

7 Specyficzne sekwencje rozpoznawane przez niektóre enzymy restrykcyjne Obraz elektroforezy żelowej po trawieniu restrykcyjnym Analiza restrykcyjna

8 Hybrydyzacja metodą Southerna

9 Klonowanie genów Powielanie bez klonowania Technologia PCR Pierwszy cykl reakcji PCR

10

11 Klon; klonowanie ? Klonowanie – w potocznym rozumieniu proces tworzenia idealnej kopii z oryginału W biologii mianem klonu określa się organizmy mające identyczny lub prawie identyczny materiał genetyczny. Klonami są więc organizmy powstałe w procesie rozmnażania wegetatywnego, takie jak kolonie jednokomórkowców, odrośla i rozmnóżki roślin, etc. Termin clone pochodzący od greckiego κλωνος (gałązka, odrośl), oznaczający roślinę wyhodowaną z ukorzenionej gałązki, wprowadzono w XIX w. w Anglii.

12 Klonowanie organizmów oznacza procedurę otrzymywania organizmów o takiej samej informacji genetycznej, z reguły poprzez procedurę transferu jądra z komórki somatycznej do komórki jajowej pozbawionej uprzednio jądra. Klonowanie genów - w genetyce i biologii molekularnej proces tzw. wyosobniania genu. Polega na łączeniu fragmentów materiału genetycznego z wektorem molekularnym i ich namnażaniu w innym organizmie. Otrzymuje się w ten sposób wiele kopii tego samego genu.Termin klonowanie genów odnosi się też do identyfikacji genów poprzez wykorzystanie procedury klonowania genów.

13 W przypadku zwierząt zazwyczaj stosuje się technikę polegającą na przeniesieniu jądra komórki somatycznej pobranej z klonowanego osobnika, do komórki jajowej pozbawionej jądra. Proces ten tworzy funkcjonalną zygotę. Zygota ta może, jeśli się jej na to pozwoli, rozwinąć się w żywego osobnika. Dawca komórki jajowej z reguły pochodzi z tego samego gatunku. Transfer jądra do komórki jajowej innego gatunku rzadko jest skuteczny. Klony otrzymane w procesie transferu jądrowego nie są w 100% genetycznie identyczne z dawcami. W trakcie tego procesu wymienia się bowiem tylko materiał genetyczny zawarty w jądrze komórkowym, pozostawiając DNA mitochondrialny biorcy. Mitochondrialny DNA ma jednak minimalny wkład w dziedziczenie cech genetycznych. Klonowanie zwierząt

14 żaba Xenopus laevis (1958, 1962) karp: (1963) ? owca: (1996) pierwszy sklonowany ssak: o wca Dolly małpa (rezus): (samica, styczeń 2000) świnia: (5 prosiaków z jednej świni, Szkocja ) bawół: (samiec, styczeń 2001) krowa: Alpha and Beta (samica, 2001) kot: CopyCat "CC" (samica, jesień 2001) mysz: (1998) królik: (marzec-kwiecień, 2003) we Francji i Korei Południowej. muł: Idaho Gem (samiec, maj 2003) i Utah Pioneer (samiec, lipiec 2003) jeleń: Dewey (2003) koń: Prometea (samica, 2003) szczur: Ralph (samiec, 2003) muszki owocowe (2004) pies: Snuppy (kwiecień 2005) Klonowanie zwierząt

15 Organizmy Modyfikowane Genetycznie Organizmy Transgeniczne GMO (z ang. Genetically Modified Organisms) Organizmy które zawierają w swoim genomie obce geny, pochodzące z innego organizmu lub zmodyfikowane geny własne

16 Transgeniczne myszy Gigantyczne myszy otrzymano w wyniku wprowadzenia do zapłodnionej komórki jajowej szczurzego genu hormonu wzrostu, tzw. somatotropiny. Gen, umieszczony w plazmidzie pod kontrolą Promotora genu mysiej metalotioneiny, wprowadzono techniką mikroiniekcji. Ekspresję genu indukowano podając rosnącym transgenicznym myszom wodę zawierającą kadm

17 Zwierzęta transgeniczne 1. Modyfikacje mające na celu wytwarzanie w organizmie zwierząt białek terapeutycznych. Zwierzęta jako bioreaktory Modyfikowane w tym celu są głównie krowy, kozy, owce, gdyż pożądane białka wytwarzane są w gruczołach mlecznych i wydzielane z mlekiem. Produkowana jest antytrombina - ludzki enzym - czynnik krzepliwości krwi, pozwala na kontrolę powstawania zakrzepów, produkcja antytrypsyny - stosowanej w leczeniu rozedmy płuc, erytropoetyny - leczenie anemii. Inne podejście – modyfikowane genetycznie kury: pożądane produkty są akumulowane w jajach. 2. Uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych. Modyfikacje polegające na wprowadzeniu genów kodujących hormon wzrostu. W ten sposób modyfikowane były głównie ryby: karpie, łososie, ale także na zwierzętach gospodarskich, świniach, królikach, owcach. 3. Krowy dające więcej mleka, oraz mleko specjalnie przystosowane do produkcji serów. Zwiększenie laktacji – zastosowanie rekombinowanej somatotropiny bydlęcej (BST) Krowom wprowadzono dodatkowe kopie genów kodujących proteiny: beta- i kappa- kazeinę. Kazeina jest składnikiem twarogów i białych serów. Modyfikacje powoduje to, iż z mleka łatwiej jest uzyskać ser - można go uzyskać więcej z tej samej objętości mleka oraz szybciej. 4. Odporność na choroby. 5. Modyfikowane świnie jako dawcy narządów.

18 Mikroinjekcja DNA do zapłodnionego jaja myszy

19 Zasada działania strzelby biolistycznej Wprowadzanie DNA do komórek

20 Drobnoustroje wykorzystywane w biotechnologii Wirusy

21 Inne metody wprowadzania obcych genów do komórek Wprowadzanie DNA do komórek zwierzęcych i ludzkich Elektroporacja Wirusy zwierzęce i ludzkie jako wektory - retrowirusy - adenowirusy - wirus krowianki - wirus Maloneya białaczki myszy - bakulowirusy (do komórek owadów) Zasad metody: wirusy namnaża się, izoluje i usuwa z nich własny materiał genetyczny, wprowadzając na to miejsce obce geny. tak skonstruowane wektory służą do wprowadzenia DNA do komórek. Niebezpieczeństwa: możliwość infekcji wirusowej, możliwość aktywacji onkogenów, możliwość rozbicia genów.

22 Wirusowe nośniki genów Retrowirusy (+) Wysoka wydajność transfekcji; integracja chromosomalna (-) wielkość DNA do pz; transfekcja tylko do komórek ulegających podziałowi; niebezpieczeństwo aktywacji onkogenów i insercyjnej mutagenezy; w zasadzie wyłącznie ex vivo. Adenowirusy Materiał genetyczny w postaci dwuniciowego DNA; nie następuje integracja chromosomalna; można transfekować komórki nieproliferujące, także in vivo. Adenowirusy II generacji (np. parwowirusy AAV) Materiał genetyczny w postaci jednoniciowego DNA; wymagają obecności wirusów pomocniczych; integracja chromosomalna w chromosomie 19 Problemy generalne: immunogenność; niebezpieczeństwo zanieczyszczenia preparatu wirusami zjadliwymi Zasada ogólna: plazmidowe DNA wprowadzone do wirusów pozbawionych własnego materiału genetycznego

23 Inne metody wprowadzania obcych genów do komórek Narośl powstająca w wyniku zainfekowania rośliny przez Agrobacterium tumefaciens Wprowadzanie DNA do komórek roślinnych Uproszczony schemat mapy plazmidu Ti A. tumefaciens Wektor skonstruowany na bazie Ti nie zawiera sekwencji zaznaczonych na czarno – w ich miejsce wstawiane są geny obce Bakterie glebowe Agrobacterium tumefaciens zakażają rośliny wprowadzając do nich plazmid Ti, zawierający geny powodujące tworzenie guzowatych narośli

24 Strategia antysensowa

25 Terapia genowa Substytucja – wprowadzenie genu, którego brak w organizmie chorym, a występuje w zdrowym Addycja – wprowadzany gen nie występuje także w organizmie zdrowym


Pobierz ppt "Technologie rekombinacji DNA Organizmy transgeniczne."

Podobne prezentacje


Reklamy Google