Получение трансгенных животных.

Успехи, достигнутые в выделении генов высших организмов, их рекомбинирование с бактериальными плазмидами, клонирование в бактериях, выяснение последовательности составляющих их нуклеотидов, интеграция рекомбинантной ДНК в живую клетку и экспрссия (размножение) чужеродных генов позволяют говорить о возможности разработки принципиально новой биотехнологии создания животных с нужным геном. Эксперименты показали, что культивируемые клетки высших животных становятся носителями новых наследственных свойств и продуцируют новые для них вещества. Однако методы генетической инженерии для млекопитающих и особенно сельскохозяйственных животных пока слабо разработаны. Одной из причин этого является то обстоятельство, что до сих пор не найдены эффективные и надежные векторы – плазмиды, которые могли бы вносить нужные гены в клетки животных. Другой и, очевидно, главной причиной является глубокая дифференциация клеток у высших животных. Известно, что из одной растительной культивируемой клетки, в которую удалось внести новый ген, можно получить многоклеточный организм – целое растение, в котором чужеродное ДНК будет присутствовать во всех клетках. Поскольку из соматических клеток высших животных получить целый многоклеточный организм не представляется возможным, этот путь нельзя использовать для переноса генов в многоклеточное животное. Новый подход для направленного изменения генома высших животных основан на введении в зиготу или ранний эмбрион клонированных эукариотических генов в составе бактериальных плазмид. Животных, в геном которых интегрируют чужеродные гены, называют трансгенными.

(Клонирование – это размножение в бактериальной клетке рекомбинантной молекулы ДНК.)

Вопросы для самопроверки

1. Что такое нуклеиновые кислоты, их функция?

2. Что значит рестриктаза, ДНК- лигаза, вектор, реципиент, плазмида?

3. Какова технология получения трансгенных растений и животных?

Тема 7. Области применения трансгенных растений

1. Получение трансгенных растений, устойчивых к вредным насекомым.

2. Перспективы и ограничения в использовании трансгенных растений.

3. Экологические проблемы, связанные с использованием трансгенных растений.

1.Получение трансгенных растений, устойчивых к вредным насеко­мым.

Из штамма Bacillus thuringiensisбыл выделен ген, кодирующий синтез дельта-эндотоксина. Его вставили в векторную плазмиду и перенесли в кишеч­ную палочку. Дельта-эндотоксин начал синтезироваться в кишечной палочке. Гибридную плазмиду перенесли в штамм агробактерий. Трансгенные растения табака получали методом заражения клеток мезофилла листьев (листовых дис­ков). Растения стали вырабатывать бактериальный яд и оказались нетронутыми гусеницами. В настоящее время интерес к ядовитым трансгенным растениям рас­тет.

1.1. Получение растений, устойчивых к гербицидам. Гены устойчивости к гербицидам обнаружены у сальмонелл, некоторых растений (петуния), синезеленых водоролей.

1.2. Создание растений, устойчивых к вирусам. Xвирус, обычный на карто­феле, включает 5 генов (РНК). Один из них кодирует белок вирусной оболочки. Этот ген вместе с промотором вируса мозаики цветной капусты был включен в вектор и перенесен в табак. Полученные растения оказались устойчивыми к Xвирусу. Появившийся в растении вирусный белок препятствует прикреплению вируса к рецепторам клеточной поверхности. Повышает устойчивость к вирусам введение в геном ДНК-копии сателлитной РНК вирусов, препятствующей раз­множению основной вирусной РНК.

1.3. Повышение ценности растительного белка. Перспективно получение форм кукурузы, богатых лизином, поскольку лизин увеличивает прибавку веса животных на 25-50%.

Цистеин и метионин увеличивают рост шерсти у овец на 10-100%. Ген го­роха, ответственный за синтез этих аминокислот, вводят в люцерну (бедную цистеином и метионином) и скармливают овцам.

1.4. Получение растений, устойчивых к засолению. Устойчивость обеспечи­вает аминокислота пролин. Ген. ответственный за ее выработку, пересажен от галлобактерий.

1.5. Создание морозоустойчивых растений осуществляется пересадкой антифризных генов из рыб.

Также при применении методов генетической инженерии возможно повы­шение продуктивности масличных культур.

1.6. Повышение усвояемости растениями атмосферного азота осуществля­ется пересадкой генов, ответственных за азотфиксацию (nit-генов) из бактерий Rhizobium в растение.