Генетическая манипуляция

DKG в 2-KLG (рис. 12.4). Таким образом, с помощью генетических манипуляций метаболические реакции, протекающие в столь разных микроорганизмах, удалось осуществить в одном из них. Этот гибрид приобрел способность синтезировать конечный продукт комбинированного метаболического пути. Такой организм можно использовать как фабрику для производства 2-KLG, заменяющую первые три стадии в том процессе получения L-аскорбиновой кис- [c.251]

Замена сегмента генома длиной примерно 30 т. п. н. ДНК-вставкой не оказывает заметного влияния на репликацию HSV, его упаковку или инвазионную способность. С другой стороны, большой размер генома HSV затрудняет генетические манипуляции с ним. Для решения этой проблемы в плазмиду Е. соН, которая может переносить до 8 т. п. н. чужеродной ДНК, встроили усеченный геном HSV, состоящий из точки инициации репликации и последовательности, ответственной за упаковку. Полученные HSV-производные назвали ампликонами (ампликон-плазмидами). [c.498]

Современные достижения генной инженерии. Изучение механизмов передачи генов у бактерий и участия в этом процессе внехромосомных элементов открыло возможность включения чужеродной ДНК в бактериальные клетки. Генетические манипуляции позволяют вносить небольшие отрезки носителей генетической информации высших организмов, например человека, в бактерию и заставлять ее синтезировать соответствующие белки. Вполне осуществимо производство гормонов антигенов, антител и других белков с помощью бактерий. Делаются также попытки передать растениям способность к азотфиксации и лечить болезни, связанные с биохимическими дефектами. [c.19]

Одно из обычных сомнений в отношении попыток выведения приспособляющихся рас паразитов или хищников состоит в том, способен ли человек создать в лаборатории что-либо такое, что не может быть достигнуто при естественном отборе в природных условиях. Ученые считают, что генетические манипуляции и селекционный отбор в лаборатории могут привести к приспособлению, которое редко или даже никогда не возникает в полевых условиях, и что отбор в лабораторных условиях мог бы значительно ускорить создание желательных приспособленных линий. [c.346]

Под биологической борьбой с вредителями традиционно понимают регулирование их численности естественными врагами — хищниками, паразитами и патогенами. Это одна из форм управления популяциями, предотвращающая их неконтролируемый экспоненциальный рост (разд. 10.7.3 — кривые роста), т. е. демографические взрывы . Некоторые ученые относят к биологическим методам борьбы и генетические манипуляции. Под агротехнической борьбой с вредителями, иногда считающейся разновидностью биологической, понимают такие методы защиты растений, как специальные севообороты, особую обработку почвы, применение смешанных культур, удаление послеуборочных остатков с поля, перенос сроков сева и уборки на периоды, неблагоприятные для фитофагов и (или) способствующие росту популяций хищников и т. д. [c.434]

Конечно, в публичной дискуссии с компетентными людьми картинки и лозунги не помогают, потому борцы с ГМО, как правило, выглядят в этих спорах бледно. Но на этот случай есть более скромные, зато абсолютно неопровержимые аргументы мы не можем быть уверены, что нам известны все последствия генетических манипуляций у нас нет данных об отдаленных последствиях употребления ГМО в пищу (откуда же им взяться, если промышленные трансгенные технологии существуют немногим более 10 лет ) проведенные исследования не позволяют гарантировать полную безопасность ГМО и т. д. Важно только не брать на себя никакой ответственности — никогда и нигде не говорить, каковы должны быть тесты, процедуры, методики исследования и т. д., чтобы их можно было признать убедительными. Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что, и главное — докажи, что оно безопасно, — вот их кредо [c.158]

Биотехнология — интеграция естественных и инженерных наук, которая при использовании клеток, клеточных структур и отдельных биомолекул позволяет получать улучшенные и более дешевые продукты медицинского и промышленного назначения или проводить различные генетические манипуляции для получения трансформированных геномов любых живых объектов — от вируса до человека. [c.549]

Как известно, существуют стандарты безопасности новых видов продукции. К числу наиболее строгих из них относятся те, которые касаются медицинских препаратов, а также продуктов, потребляемых в животноводстве и особенно в пищевой промышленности. Используемые при этом методы и требования хорошо обоснованы, и, хотя затраты на контроль велики, это не мешает выработке доброкачественных продуктов биотехнологии, например грибного белка для питания людей (гл. 3). Тем не менее сама возможность использования генетической инженерии вызвала в 70-х годах озабоченность общественности и стала предметом обсуждения. Правительства стран, в которых возникли такие дебаты, создали подотчетные обществу организации, призванные контролировать использование методов генетической инженерии. Естественно, что в разных странах для этой цели были разработаны как разные методы контроля, так и несколько неодинаковые стандарты. Спустя десять лет в результате накопления опыта использования новых методов биотехнологии, мониторинга и контроля стало очевидным, что первоначальные правила безопасности были излишне строгими. Эти правила для большинства обычных генетических манипуляций постепенно смягчились. В то же время для некоторых манипуляций правила, касающиеся условий и способов производства, остались очень строгими и будут по необходимости оставаться таковыми. В этом плане правительство Японии было [c.32]

В связи с огромными объемами перерабатываемого материала выщелачивание проводят под открытым небом, а не в помещениях со строго контролируемыми условиями. Поэтому микроорганизмам приходится работать при разных погодных условиях, существенно различающемся насыщении минеральными солями и неодинаковых pH. Ни система в целом, ни рудное тело не бывают стерильными в них всегда присутствуют природные бактерии. Специально подобранные или мутантные штаммы выщелачивающих бактерий должны хорошо сочетаться с природной микрофлорой. Несомненно, что с помощью генетических манипуляций могут быть получены штаммы с повышенной способностью окислять железо или минералы, а также переносить высокие концентрации металлов или кислот. Работы в этом направлении ограничиваются неполнотой наших знаний обо всех интересующих нас микроорганизмах и о деталях механизма разложения сульфидных минералов кроме того, мы почти ничего не знаем о генетических особенностях выщелачивающих микроорганизмов (например, об их хромосомных картах, наличии и функциях плазмид, способности к трансформации или переносу плазмид). Здесь имеется широкое поле для исследований, очень важных с точки зрения биотехнологии. [c.204]

Несмотря на поразительное разнообразие цветковых растений, некоторые особенности их формы и развития остаются удивительно постоянными. Наличие клеточной стенки заставляет растение выбирать иные, чем у животных, стратегии размножения, роста и развития В данном разделе будут рассмотрены некоторые общие закономерности и обсуждены их клеточные основы. Особенности размножения растений суммированы на схеме 20-2. Вначале мы рассмотрим оплодотворенную зиготу и некоторые процессы в ее раннем развитии. Растения, подобно животным, при дифференцировке клеток широко используют пространственную регуляцию. Однако вместо миграции и перегруппировки клеток, играющих такую важную роль в развитии эмбрионов животных (см. гл. 16), у растений в морфогенезе решающим остается координированное деление клеток и их жестко регулируемый рост. Эти процессы находятся под контролем внешних факторов, таких как свет, гравитация, наличие питательных веществ, и внутренних, таких как фитогормоны. Благодаря открытию факторов роста появилась возможность выращивать клетки и ткани растений в культуре и использовать эти культуры для разнообразных генетических манипуляций [c.426]

Прорастание семян можно регулировать с помощью температуры, света и генетических манипуляций. Обрезка — искусственное придание определенной формы древесному растению— применяется как средство повышения его продуктивности и жизнестойкости, а также для эстетических целей. Прививка при-еоя на подвой часто помогает получать более крепкие и продуктивные растения. Для размножения растений на искусственных средах используют клетки, ткани и даже протопласты. При этом обычно формируется быстро растущий каллус, из которого можно получить в больших количествах дифференцированные органы и в конечном счете целые растения. [c.448]

Оба эти подхода крайне важны для промышленного производства микробного белка, отметим лишь некоторые возможности, очевидные уже сегодня. Прежде всего, генетические манипуляции с дрожжами и бактериями, применяемые в промышленном биосинтезе белка одноклеточных, могли бы улучшить аминокислотный состав белка, так как они позволяют, в принципе, изменять относительные скорости накопления разных белков клетки и поэтому, в известных пределах, увеличивать внутриклеточный пул особенно дефицитных аминокислот типа лизина, триптофана, треонина и др. Возможно, что при этом можно было бы несколько повысить и общее содержание протеина в биомассе, т. е. поднять выход целевого вещества. [c.136]

Самый простой способ регуляции любого метаболического пути может быть основан на доступности субстрата, а также кофактора. Уменьшение концентрации субстрата приводит к снижению скорости потока веществ через данный метаболический путь. С другой стороны, увеличение концентрации субстрата будет стимулировать метаболический путь. Необходимо подчеркнуть, что, каковы бы ни были другие факторы регуляции ферментативной активности, доступность субстрата надо рассматривать как потенциальный механизм регуляции любого метаболического пути. В селекции продуцентов различных метаболитов генетические манипуляции, направленные на увеличение концентрации предшественников, нередко являются эффективным средством повышения выхода целевого продукта. [c.10]

Первые генно-инженерные работы были проведены на микроорганизмах. Это вполне объяснимо микроорганизмы, как правило, одноклеточные существа, имеющие относительно простую организацию аппарата наследственности. Генетические манипуляции, в том числе с помощью технологии рекомбинантных ДНК, на них производить значительно проще, чем на многоклеточных организмах. Не случайно поэтому, что именно с генно-инженерными микроорганизмами связаны первые выдающиеся достижения современной биотехнологии. Среди этих достижений следует назвать прежде всего получение жизненно важных для человека веществ с помощью специальным образом генетически модифицированных микроорганизмов. То есть люди научили микробов производить совершенно несвойственные для них соединения, которые намного качественнее и дешевле натуральных аналогов. В числе таких соединений наибольшее значение имеют те, недостаток или отсутствие которых в человеческом организме приводит к серьезным заболеваниям диабету, гемофилии, карликовости, анемии и др. [c.31]

Что касается рекомбинантных протеинов, то не во всех ГМО они являются абсолютно чужеродными, несвойственными для определенного вида соединениями. Во-первых, существует достаточно большая группа трансгенных сортов растений, которые получены благодаря генетическим манипуляциям с их собственными генами (томаты с удлиненным периодом хранения, соя, рапс с улучшенным составом масла, картофель с улучшенным качеством крахмала, кофе без кофеина, табак без никотина и другие). [c.64]

Большой интерес представляют также попытки повысить эффективность биологической фиксации азота. Например, с помощью различных генетических манипуляций можно вызвать дерепрессию генов нитро-геназы. В результате выражение этих генов становится конститутивным (гл. 15, разд. Б, 1), а это дает возможность получать бактерии, способные фиксировать азот в почве или в клубеньках значительно быстрее, чем это делают природные штаммы. Обычно гены нитрогеназы репрессируются при накоплении в клетках глутамина, о чем подробнее говорится в разд. Б, 2. Гены азотфиксации обнаружены только в прокариотах. Важным достижением в области сельского хозяйства явилось бы осуществление переноса этих генов (с сохранением их функциональной активности) в зеленые растения (гл. 15, разд. 3. 4). [c.88]

При наличии эффективной системы экспрессии получение белка - продукта специфического гена - не составляет особого труда. Белок может представлять собой либо тот конечный продукт, который хотят получить (например, рестрицирующую эндонуклеазу), либо фермент, катализирующий определенную химическую реакцию (например, одну из реакций биосинтеза антибиотиков). Иногда в результате генетических манипуляций микроорганизм приобретает способность к синтезу нового фермента и может использоваться для получения in vivo низкомолекулярных соединений - витаминов, аминокислот, красителей, антибиотиков, предшественников различных биополимеров и т. д. Такой микроорганизм становится фабрикой по производству полезных метаболитов. [c.247]

Биодеградация - это процесс разрушения микроорганизмами веществ, загрязняющих окружающую среду. Многие бактерии рода Pseudomonas несут плазмиды, кодирующие ферменты, которые катализируют расщепление ароматических и галогенсодержащих огранических соединений. В большинстве случаев одна плазмида содержит гены ферментов одного специфичного катаболического пути. Объединяя плазмиды разных штаммов Pseudomonas в одном хозяине, можно создать организм, способный к деградации нескольких соединений. Кроме того, с помощью генетических манипуляций можно расширить спектр субстратов, разрушаемых с помощью определенного ферментативного пути. [c.302]

Некоторые виды биомассы (например, сыворотка, целлюлозные отходы) и продукты переработки нефти могут служить субстратом при культивировании микроорганизмов. Предполагалось, что эти чистые культуры, а также их продукты (так называемый белок одноклеточных организмов, БОО) можно будет использовать в качестве пищевых добавок или корма для скота. К сожалению, вследствие дороговизны получаемых проуктов, их невысоких вкусовых качеств, а иногда и токсичности производство БОО оказалось экономически нецелесообразным. Однако есть надежда, что с помощью генетических манипуляций все-таки удастся создать систему, позволяющую получать дешевые биологические добавки на основе БОО. [c.303]

Рис. 18.14. Ингибирование биосинтеза этилена с помощью генетических манипуляций. В норме 1-аминоцик-лопропан-1-карбоновая кислота (АСС) синтезируется из 8-аденозилметионина с помощью АСС-синтазы, затем АСС-оксидаза катазилирует его превращение в этилен. Синтез этилена можно блокировать, создав трансгенные растения, синтезирующие антисмысловые версии мРНК либо АСС-синтазы, либо АСС-оксидазы. Можно также ввести в растение ген АСС-дезаминазы, которая конкурирует с АСС-оксидазой за свободный АСС, катализируя образование аммиака и а-кетобутирата вместо этилена.

В США контроль за производством и поступлением на рынок пищевых продуктов, лекарственных и медицинских средств осуществляет Управление по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (FDA, от англ. Food and Drug Administration). Безопасность пищевых продуктов и пищевых ингредиентов, в том числе добавок, придающих продуктам специфический вкус и запах, должна быть гарантирована еще до получения лицензии, разрешающей их введение в товарооборот и подтверждающей, что такие продукты можно употреблять в пищу. FDA в своей деятельности руководствуется многократно апробированной, но не в полной мере узаконенной системой сертификации новых пищевых продуктов и пищевых компонентов. Ее недоброжелатели отмечают, что эта организация старается соблюсти интересы промышленных предприятий и не слишком торопится ввести в действие свои собственные нормативные акты. Как FDA, так и производители пищевых продуктов, чьи интересы представляет Международный совет по пищевой биотехнологии, отстаивают (в чем-то весьма убедительно) ту точку зрения, что нет никакой необходимости в разработке новых нормативных актов, регулирующих производство и потребление пищевых продуктов и пищевых компонентов, получаемых с помощью технологии рекомбинантных ДНК, поскольку любой нелицензированный пищевой продукт или пищевой ингредиент (независимо от способа его получения) и так должен пройти проверку на токсичность, чистоту и аллергенность. Если в результате генетических манипуляций (например, связанных с процедурой селекции или использованием самой технологии рекомбинантных ДНК) состав утвержденных [c.519]

Ключевым в признании генетически модифицированных микроорганизмов охраноспособными стало судебное решение, касающееся рекомбинантных бактерий, созданных А. Чакрабарти. В 1980 г. Верховный суд США постановил, что на бактерии, полученные в результате генетических манипуляций, может быть выдан патент. Позднее патенты США были выданы на трансгенную мышь с повышенной частотой возникновения злокачественных опухолей и некоторые трансгенные растения. Однако патентование животных, полученных с помощью методов генной инженерии, разрешено не во всех странах. [c.541]

Вторым перспективным источником целлюлаз являются бактерии. Хотя они секретируют, как правило, значительно меньшие количества внеклеточных целлюлаз, зато гораздо быстрее растут и намного удобнее при генетических манипуляциях. Наиболее [c.99]

В Великобритании контроль за работой с рекомбинантными ДНК осуш ествляется специальной правительственной Органи зацйей здравоохранения и безопасности. И эта организация, и ученые следуют рекомендациям Консультативной группы по генетическим манипуляциям (GMAG), которая разработала правила проведения исследований. Эти правила в основном регламентируют уровни безопасности при проведении различ--ных исследований. Ученые должны заблаговременно получать разрешение GMAG для проведения своих опытов, и научные работники проявляют высокую сознательность при использовании этих правил. [c.33]

На будущее мы, конечно, можем рассчитывать, что биоциды также будут совершенствоваться, как это нро-исходит в медицине. В настоящее время ежегодно выпускается около 30 новых биоцидов. Возможности природных аттрактантов и репеллентов, гормональных регулято ров и их синтетических аналогов, вероятно, возрастут. Системы земледелия становятся более эффективными, благодаря все большему расширению межотраслевых исследований мы учимся более эффективно сочетать биоциды со многими другими, уже известными механизмами воздействия, включая наследственную устойчонвость хозяев, генетические манипуляции и контролируемую стерилизацию вредных организмов, а также такие меры, как использование в подходящих случаях хищников н болезней вредных организмов, т. е. то, что мы называш биологической борьбой. Можно также надеяться, что руководящие органы законодательными, налоговыми н экономическими мерами будут более чутко и более эффективно оценивать преимущества контроля на фоне реальных затрат и потребностей всего населения, особежнв конечных потребителей продукции. [c.39]

Трансгенная технология пытается решить эту задачу несколькими путями. Во-первых, некоторые эксперименты основывались на производстве молока с низким содержанием лактозы. С этой целью а-лактальбу-мин-дефицитные мыши были получены через гомологенную рекомбинацию (Stinnakre M.G. et al., 1994), так как этот белок является одним из компонентов комплекса синтеза лактозы. Вследствие этой генетической манипуляции мыши производили молоко с низким содержанием или с отсутствием лактозы. Однако этот сахар играет роль в регуляции осмотического давления молочной железы и поэтому проявлялся отрицательно — мало молока с высокой вязкостью и лактирующие животные были не способны прокормить потомство. [c.237]

Способность соматических клеток растений и регенерации в культуре дает возможность проводить с такими клетками разнообразные генетические манипуляции и получать трансгенные растения. Для гого чтобы облегчить попадание чужеродной ДНК в растительные клетки, их лишают жесткой оболочки. Этого можно добиться с помощью обработки клеток ферментами, гидролизующими связи в полисахаридах клеточной стенки В результате такой обработки клетки превращаются в иротоиласты (рис. 20-71). Носле введения в них чужеродной ДНК протопласты можно заставить вновь сформировать клеточную стенку, индуцировать деление и даже регенерировать новое растение [c.438]

Бактериальная генетика с момента ее зарождения в сороковых годах нашего века, когда Ледерберг и Татум впервые продемонстрировали генетическую рекомбинацию у кишечной палочки, развивается необыкновенно быстро. В настояш,ее время работающие в этой области исследователи пришли к детальному пониманию механизмов, посредством которых гены бактерий мутируют, переносятся и рекомбинируют. Не удивительно, что рождение и развитие молекулярной биологии имеет параллели с развитием бактериальной генетики благодаря инструментам и методам, созданным специалистами в области бактериальной генетики, молекулярные биологи были обеспечены материалом для изучения. Кишечная палочка не случайно представляет собой безусловно наиболее подробно изученный на молекулярном уровне организм большинство исследований в области молекулярной биологии действительно зависит от тех генетических манипуляций, которые могут быть выполнены на этом микроорганизме. К инструментам исследований в бактериальной генетике относятся хорошо охарактеризованные мутанты, штаммы доноров и реципиентов, которые способны конъюгировать и рекомбинировать, и геномы, которые можно выделять, а затем анализировать генетически и биохимически. [c.5]

Третье достоинство упаковки in vivo — возможность использования ее для избирательного и высокоэффективного переноса космид между различными штаммами-хозяевами. Проводя последовательные циклы упаковки и повторного инфицирования, космиды ила космидные библиотеки можно легко (и избирательно) переносить между штаммами-хозяевами с различным генотипом при этом космиды будут постоянно или временно подвергаться воздействию других генетических элементов (плазмид, транспозонов). Поэтому упаковка in vivo представляет собой важный этап многих подходов к генетическим манипуляциям с [c.76]

Генетическое перераспределение было также использовано для передачи определенных темнературочувствительных (ts) или са-повреждений живым вирусным вакцинным штаммам [119]. В этом случае, конечно, предварительные генетические манипуляции приводили к выделению и изучению соответствующих ts- или са-му-тантов. [c.24]

Внизу схема НА, потерявшего значительную часть С-конца за счет генетических манипуляций с использованием вектора экспрессии SV40-HA (536 основных парных делеций ДНК, кодирующей НА). Синтезированная молекула НА — патентованный гпикопротеид [271]. [c.45]

Мутасинтез — один из перспективных методов получения новых антибиотиков методом направленного биосинтеза. Суть его состоит в том, что в результате генетических манипуляций получают мутант продуцента, который потерял способность синтезировать один или несколько фрагментов молекулы антибиотика. При внесении в среду для культивирования такого мутанта недостающих фрагментов, синтезированных химическим путем, или других, близких им по химической структуре соединений, мутант способен включать их в молекулу образуемого антибиотика. [c.409]

При получении щтаммов промыщленных микроорганизмов генетические манипуляции, изменяющие регуляцию азотного метаболизма, имеют важное значение. Интенсификация процессов образования глутамина, глутамата и аспартата может повыщать продуктивность клеток в отнощении многих первичных метаболитов, для которых эти соединения служат предщественниками и негативный контроль биосинтеза которых устранен в результате дополнительных мутаций. В свою очередь, повышенное образование первичных метаболитов, и в частности аминокислот, может увеличить продукцию вторичных метаболитов, предшественниками или стимуляторами синтеза которых они являются. [c.45]

Векторы на основе бактериофага Я. Бактериофаг Я. — это вирус, размножающийся на бактериях Е. соИ. За последние 3U лет он стал излюбленным и наиболее изученным объектом генетиков и молекулярных биологов. Геном фага Я. представлен двуцепочечной ДНК размером в 48,5 т.п.о., которая упакована в головку фага в виде линейной молекулы с однонитевыми комплементарными концами длинои в 12 п.о. (липкие концы). После проникновения в клетку липкие концы объединяются и ДНК замыкается в кольцо. Кольцевая ДНК является репликативной формой. Возможность создания векторов на основе фага Я связана с тем его свойством, что гены центральной части (от I до N) несущественны для литического развития. Уже более 20 лет известны способы замещения центральной части фага сегментами бактериальной хромосомы путем определенных генетических манипуляций in vivo. Созданные таким образом специализированные трансдуцирующие фаги хорошо изучены. Идея провести манипуляцию замены центральной части ДНК фага Я in vitro на чужеродные фрагменты послужила поэтому логическим продолжением опытов in vivo. [c.147]

Транспонируемые элементы могут встраиваться во многие точки бактериальной хромосомы. Если сайт включения оказывается в пределах какого-либо гена бактерии, то линейная непрерывность этого гена нарушается и он инактивируется. При встраивании элемента лекарственной устойчивости в ген, кодирующий какой-нибудь фермент биосинтеза, получается мутант с двойственным фенотипом. Потеря способности к биосинтезу того или иного соединения приводит к потребности в соответствующем питательном веществе (ауксотрофности), а экспрессия встроенной генетической информации — к лекарственной устойчивости. Оба этих фенотипа обусловлены одной и той же вставкой и при последующих генетических манипуляциях оказываются полностью сцепленными (Kle kner et al., 1975). [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология