Селекция при переносе генов

Этап поиска и клонирования генов (их выделение и сборка в одну конструкцию) уже отлажен. Гены, кодирующие белки, состоят, как правило, из трех основных участков промотора (определяющего экспрессию данного гена, с чего начинается транскрипция) кодирующей части (где содержится информация о структуре белка — продукта этого гена) и поли-А-области (цепочки адениновых нуклеотидов, ответственной за окончание транскрипции). В генной инженерии из частей разных генов получают рекомбинантные (химерные) гены. Например, кодирующий участок в таком гене может быть позаимствован у любого организма. Возможность свободно обращаться с генетическим материалом — основное преимущество молекулярной селекции перед традиционной, где перенос генов происходит лишь между близкородственными видами. Кроме того, используя подходящие промоторы, можно добиться, чтобы экспрессия гена происходила в нужных органах или тканях (корнях, клубнях, листьях, зернах) и в нужное время (скажем, при дневном освещении). [c.101]

Засоление. Одним из лимитирующих факторов сельскохозяйственной продуктивности является засоление почв. Около 900 млн. га всех земель нашей планеты имеют повышенное содержание солей, а количество засоленных почв с каждым годом возрастает. Особую тревогу вызывает увеличение в почвах содержания солей, которое происходит в результате их искусственного орошения. Решение данной проблемы во многом зависит от разработки рациональных агротехнических приемов, правильной методологии орошения, использования для полива частично или полностью обессоленной воды. С развитием биотехнологии растений потенциально возможным является получение солевыносливых генотипов у важных сельскохозяйственных культур путем селекции на уровне соматических клеток, слияния протопластов или переноса генов при использовании техники рекомбинантных молекул ДНК. [c.145]

Разницу по скорости роста между трансгенными мышами и трансгенными сельскохозяйственными животными некоторые исследователи объясняют следующим образом. В используемых для переноса генов линий мышей не велась селекция по их ростовой продуктивности, тогда как большинство исследуемых свиней происходили из популяций, в которых в течение десятилетий велась селекция по этому показателю. Подтверждением этого предположения является тот факт, что селекция мышей в течение 30 поколений по скорости роста сопровождалась удвоением у них живой массы. Они имели лишь незначительно меньшую конечную живую массу по сравнению с трансгенными мышами. Отсюда можно сделать вывод, что введение чужеродного гена ГР в популяцию линий мышей, не подвергнутых селекции на скорость роста, вызывает скачок на более высокое ростовое плато. В имеющихся популяциях свиней, наоборот, генетический потенциал роста, по-видимому, находится недалеко от потенциального плато и поэтому дополнительным введением гормона роста или переносом генов гормона роста можно добиться лишь сравнительно незначительного эффекта в скорости роста. [c.233]

При селекции продуцентов ферментов генетики промышленных микроорганизмов стремятся улучшить желаемые их свойства высокий выход фермента, стабильность фермента, независимость синтеза фермента от индуктора, легкое его извлечение из среды и т. п., тогда как нежелательные качества стараются устранить или ингибировать. К числу последних относятся наличие вредных побочных метаболитов, неприятный запах, нежелательный цвет препарата и т. п. Сложная генетическая техника, однако, еш,е не нашла широкого применения и большинство производств использует главным образом приемы мутагенеза в сочетании с хорошо отработанными селекционными методами. Обш,им недостатком большинства промышленных микроорганизмов является их малая генетическая изученность, что, естественно, снижает возможности улучшения полезных свойств продуцентов ферментов за относительно короткий период времени. Однако технология переноса генов вместе с белковой инженерией способны изменить эту ситуацию и обусловить развитие новых направлений в области ферментной технологии. [c.82]

Наиболее важными из них нам представляются следующие детальное генетическое изучение наилучших сортов, имеющих производственное распространение и используемых в программах по селекции с целью дальнейшей интенсификации селекционного процесса цитогенетический анализ различных мутантов для более глубокого изучения мутационного процесса у полиплоидов использование полученных моносомных линий по лучшим сортам для создания серий с межсортовым замещением хромосом изучение особенностей наследования количественных признаков у наиболее важных селекционных сортов и мутантов методом межсортового замещения хромосом перенос отдельных хромосом от сорта-донора для улучшения желательных признаков у сорта-реципиента, в частности для повышения устойчивости к заболеваниям путем введения и объединения нескольких генов, определяющих этот признак изучение генетики восстановителей фертильности для развития работ по гибридной пшенице использование чужеродного добавления и замещения [c.95]

Все чаще на страницах газет и других популярных изданий можно встретить термины современная биотехнология и генетическая инженерия (или генетическая модификация, манипуляция ), генетически модифицированный организм (ГМО) или генетически измененный (генно-инженерный, трансгенный) организм , генетически модифицированные продукты питания . Во всех этих публикациях речь идет по сути об одном — последних достижениях генетики. Причем эти достижения не ограничиваются просто познанием механизмов наследственности, а позволяют активно в них вмешиваться, изменять в желаемом направлении и в результате создавать новые сорта растений, обладающие полезными признаками, которые невозможно отобрать с помощью традиционной селекции, получать новые более эффективные лекарственные препараты, способные лечить ранее неизлечимые болезни. Все это стало реальностью благодаря разработке технологий, позволяющих выделять и изучать наследственный материал (ДНК), создавать его новые комбинации с помощью манипуляций, осуществляемых вне клетки, и переносить эти новые генетические конструкции в живые организмы. Появилась возможность использовать в селекции гены любых, совершенно неродственных видов, например вводить в сорта растений определенные гены животных, бактерий, вирусов и даже человека. [c.5]

Как видим, традиционная селекция имеет целый ряд ограничений, не позволяющих эффективно использовать все многообразие генов, существующее в природе. Генетическая инженерия дает возможность в значительной мере обойти все естественные межвидовые репродуктивные и рекомбинационные барьеры. Она позволяет оперировать (комбинировать, переносить от одного вида к другому) любыми генами, принадлежащими совершенно не родственным организмам или даже синтезированными искусственно. Все это стало возможным благодаря выдающимся достижениям в изучении законов наследственности, среди которых на первом месте стоит открытие универсальности построения и функционирования генетического материала живых организмов на планете Земля. [c.22]

Применение методов генетической инженерии в животноводстве открывает перспективу изменения ряда свойств организма повышение продуктивности, резистентности к заболеваниям, увеличение скорости роста, улучшение качества продукции и др. Животных, несущих в своем геноме рекомбинантный (чужеродный) ген, принято называть трансгенными, а ген, интегрированный в геном реципиента, — трансгеном. Продукт этого гена (белок) является трансгенным. Благодаря переносу генов у трансгенных животных возникают новые качества, а дальнейшая селекция позволяет закрепить их в потомстве и создавать трансгенные линии. [c.127]

Гибридизация соматических клеток осуществляется благодаря слиянию протопластов, изолированных из соматических клеток растений, и служит для создания новых генотипов, новых форм растений. Использование изолированных протопластов позволяет решать множество теоретических и практических задач. С их помощью можно вести селекцию на клеточном уровне, работать в малом объеме с большим числом индивидуальных клеток, осуществлять прямой перенос генов, изучать мембраны, вьщелять пла-ствды. Протопласты непременно участвуют в соматической гибридизации. Термин соматическая гибридизация , означающий процесс слияния протопластов соматических клеток, был введен №. Мельхерсом в 1974 г. [c.188]

В роли селективного фактора могут выступать антитела. При этом мы получаем возможность выделять клетки с определенным набором антигенов клеточной поверхности [31]. Применение антител лежит в основе ряда методов, среди них отбор клеток с помощью клеточного сортера, розеткообразование с эритроцитами, связанными антителами, избирательное прикрепление клеток к поверхности с иммобилизованными на ней антителами. Хотя эффективность селекции клеток с помощью антител недостаточно высока (и более правильным было бы назвать этот метод обогащением), тем не менее селекция с использованием антител применяется во всех методах переноса генов, описываемых здесь, за исключением MMGT. [c.12]

С тех пор как в 1962 г. были впервые сконструированы неонкогенные векторы, системы генетической трансформации, основанные на использовании агробактерий и компонентов Ti-и Ri-плазмид, были разработаны для сравнительно небольшого числа видов растений. Большинство фундаментальных исследований по контролю экспрессии нормальных, модифицированных или химерных растительных генов в трансгенных растениях проводилось на Ni otiana taba um. Это не случайность данный факт отражает ту простоту, с которой можно осуществлять манипуляции в культуре табака для получения как эффективной генетической трансформации, так и, что более важно, регенерации трансформированных растений. Хотя у большинства двудольных растений при заражении некоторыми онкогенными штаммами агробактерий образуются опухоли, остается проблема селекции тканей, трансформированных неонкогенной Т-ДНК, и еще большая проблема образования трансформированных побегов из таких тканей. Не следует забывать, что существует множество других подходов к проблеме переноса генов, особенно для однодольных растений, которые не основаны яа использовании агробактерий, и эти подходы обсуждаются в гл. 3. [c.87]

Необходимо отметить, что следить за количеством и качеством доставленного внутрь клеток вектора обязательно только при разработке методики переноса гена посредством ДНК (DMGT). Наиболее важно оценить выживаемость протопластов, после трансфекции и, разумеется, наблюдать за экспрессией интернализованной ДНК. Общая стратегия заключается в определении условий, которые обеспечивают эффективное поглощение недеградированной ДНК и высокую выживаемость протопластов, а затем в анализе временной экспрессии векторной ДНК в популяции протопластов через несколько дней после обработки ПЭГ. Как только экспрессия маркерных генов будет оптимизирована, появится потенциальная возможность селекции отдельных трансформированных колоний. [c.212]

Селективную среду ГАТ используют и в системе фибро-бластов, поскольку эффективность переноса гена в эти клетки довольно высока, а частота спонтанной реверсии для линии Ltk очень низка (<10 ). В практическом плане существенным является вопрос о доступности агента, применяемого для селекции. Среда ГАТ хороша тем, что она недорого стоит и ее легко приготовить. Многочисленные линии В- и Т-лимфоцитов, адаптированные для гибридомной техники, обладают фенотипом tk , поэтому данную систему селекции в принципе можно применять и для этих клеточных линий. Однако частота стабильного переноса генов в лимфоидные клетки нередко очень близка к частоте спонтанной реверсии для многих из этих клеточных линий. [c.39]

Отбор бактерий-трансформантов можно продемонстрировать, используя плазмиду pBR322 (см. рис. 5.10), содержащую два гена устойчивости к тетрациклину и ампициллину. Для отбора этих бактерий в агар добавляют антибиотик — или ампициллин, или тетрациклин в зависимости от того, какой из генов (Ыа или tet) остался интактным после введения чужеродной ДНК. На такой среде клоны образуют клетки только с плазмидами. Для отделения рекомбинантных бактерий часть материала каждого клона переносят на другую чашку Петри, содержащую антибиотик, ген устойчивости к которому был разрушен при создании рекомбинантов. На этих чашках Петри дают клоны только те бактерии, которые содержат исходную плазмиду, а рекомбинантные бактерии их не образуют. Такая тщательная селекция клонов по устойчивости к антибиотику позволяет идентифицировать рекомбинантные клоны. При поиске рекомбинантных клонов успешно применяют метод авторадиографии. [c.121]

В прошлом устойчивость сорта к той или иной болезни определялась в общем одним геном. Иногда этого достаточно для решения проблемы определенной болезни. Устойчивость картофеля к раку зависит от простого генетического фактора, и в Великобритании это заболевание снизилось в результате официального запрещения возделывания восприимчивых сортов. Однако чаще гриб дает новые расы, которые разрушают устойчивость растений, причем возникновение таких рас происходит быстро и внезапно. У большинства природных популяций грибов уже есть расы, способные преодолевать приданную сортам устойчивость, и, как правило, вскоре такая раса становится доминирующей. Например, возбудитель желтой ржавчины пшеницы постоянно давал новые расы, которые быстро разрушали устойчивость ряда новых сортов. Устойчивость может быть нарушена и внешними факторами, например, когда растения переносятся в иные климатические и почвенные условия. Это широко распространенное явление, объясняющееся отсутствием главного гена устойчивости, заставило селекционеров перейти от расоспецифической ( вертикальной ) устойчивости к расонеспецифической ( горизонтальной ). Этот подход в сочетании с развитием генетической инженерии имеет больше перспектив, и селекция будет важным вкладом в дело борьбы с болезнями. Для достижения этого необходимо собрать и заложить на хранение в генных банках как можно больше мировых сор- [c.334]

Природный процесс имитируют так. Нарезают стебли или листья молодых побегов и наносят на них суспензию агробактерий. Повреждение тканей растения в нарезаемых кусочках (эксплантатах) облегчает перенос Т-ДНК из бактерии — ее рецепторы воспринимают выделяемые в разрезах фенольные соединения как сигнал к атаке . Далее процесс полностью зависит от агробактерии с ее отработанными за тысячелетия навыками генного инженера . Исследователь априори не знает, какая клетка эксплантата трансформируется, сколько копий Т-ДНК встроится в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество эксплантатов, впоследствии отбирает те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес. Собственно, эта работа сродни труду селекционера, который после скрещивания из множества вариантов отбирает нужный. Как в обычной селекции есть маркеры (признаки), по которым ведется отбор, так и в генной инженерии есть набор генов-маркеров, по экспрессии которых определяются факт трансформации, эффективность работы введенных генов в определенных клетках и тка- [c.100]

Рис. 20-72. Схема получения трансгенного растения. Интересующий нас ген кодирует бактериальный белок, токсичный для насекомых. Чтобы ген экспрессировался в растительной клетке, его 5 -конец соединяют с растительным промотором, а З -конец с сайтом полиаденилирования. Модифицированный ген токсина встраивают в плазмиду, содержащую кроме него и маркерный ген (например, ген устойчивости к канамицину), по которому можно проводить селекцию. Плазмида сконструирована таким образом, чтобы и ген токсина, и маркерный ген были окружены особыми повторами, размером 25 нуклеотидных пар, которые в норме окружают Т-ДНК. Плазмиду из клеток Е. oli переносят в Agroba terium, где на отдельной плазмиде присутствуют гены вирулентности. Если такую Agroba terium культивировать вместе с листовыми дисками, продукты генов вирулентности узнают повторы в Т-ДНК и перенесут ДНК, содержащую маркер и гены гоксина в хромосому растения. Все клетки листового диска затем заставляют делиться, помещая экспланты на соответствующую питательную среду, однако способность делиться и образовывать каллус сохранят лишь те клетки, которые содержат ген селективного маркера. Из каллуса затем получают трансгенные растения, которые экспрессируют

Может также быть использован и альтернативный двухступенчатый процесс, приводящий к обмену последовательностями между плазмидой и космидой. При использовании подходящей системы селекции или переноса космида или плазмида может быть получена раздельно. Поэтапно, например, можно ввести мутации, индуцированные в коротком районе гена, клонированного в упаковывающейся плазмиде, обратно в космиду. Наоборот, можно перенести последовательности из космиды в плазмиду для дальнейшего анализа. Как показано на рис. 3.4, такой процесс особенно хорошо контролируется в двухэтапном варианте метода, когда исходная маркерная последовательность (например, /ас-оператор) вводится в результате двойной рекомбинации в тот локус космиды, который должен быть мутагенизирован. Обмен этой последовательности на последовательности, несущие желательную мутацию, легко обнаружить с помощью теста на присутствие или отсутствие /ас-оператора (см. методику получения реверсий). [c.86]

Все рассмотренные выше методы селекции продуцентов биологически активных веществ сегодня, в период интенсивного развития методов генной инженерии, называют традиционными методами. Эти методы в прошедшие 30 лет в огромной мере содействовали созданию микробиологической промышленности антибиотиков, аминокислот, ферментов, витаминов и других практически важных веществ. Исчерпали ли традиционные методы свои возможности Нам кажется, думать так преждевременно, как и надеяться на то, что генная инженерия в ближайшее время сможет быть применена для создания и улучшения обширного круга принадлежащих к разным таксономическим группам продуцентов, которыми располагает сейчас микробиологическая промышленность. Даже более реальная возможность использовать иа основе генноинженерных методов в качестве продуцентов микроорганизмы, для которых эти методы наиболее отработаны, например E sheri hia oli, едва ли удовлетворит промышленность числом продуктов микробного синтеза. В связи с этим очень важно для старых перспективных в промышленном отношении микроорганизмов, помимо совершенствования методов отбора нужного типа мутантов, развивать методы генетического обмена на основе слияния протопластов, трансдукции, трансформации хромосомной и плазмидной ДНК, которые расширяют возможности традиционных методов селекции. Вместе с тем у промышленных микроорганизмов все шире проводится поиск плазмид и предпринимаются попытки их использования в качестве векторов при переносе генетического материала, его клонировании и амплификации. Эти исследования важны для понимания генетического контроля сложных процессов синтеза, таких, иапример, как синтез антибиотиков, для выявления узких мест в биосинтезе многих других продуктов. Одновременно они приближают промышленные микроорганизмы к объектам генной инженерии. Методология генной инженерии постоянно совершенствуется и расширяет свои возможности. В таком успешном встречном развитии разных методов и их слиянии на все большем числе продуцентов можно представить себе ближайшее будущее селекции микроорганизмов, призванной обеспечить промышленность высокопродуктивными штаммами. [c.95]

При использовании DMGT донорная геномная ДНК обычно переносится вместе с плазмидой, кодирующей доминантный селективный маркер. Предварительная селекция, выявляющая включение плазмидной ДНК, позволяет получить 100-кратное обогащение клетками, содержащими интересующий нас клеточный ген. Аналогичный прием может быть использован и в MGT. Для проведения котрансфекции необходимое количество плазмидной ДНК добавляют к суспензии хромосом (п. 2) перед преципитацией хлоридом кальция (п. 3). Обычно мы добавляем плазмидную ДНК в количестве, достаточном для достижения соотношения 20 1 (по весу клеточная ДНК плаз-мидная ДНК). Селекцию проводим спутся 24 ч после хромосомной трансфекции. [c.25]

Потеря онкогенных свойств означает, что в этом случае трансформированные ткани невозможно идентифицировать как неопластические выросты, клетки которых легко селектировать по их способности к росту на среде, не содержащей фитогормонов. Для разрешения проблемы идентификации трансформированных клеток между повторами длиной 25 п. н. встраивают бактериальные гены устойчивости к антибиотикам, помещенные под контроль промоторов Т-ДНК и снабженные сигналами полиадени-лирования. Такие химерные гены устойчивости к антибиотикам эффективно экспрессируются в растительных клетках как доминантные признаки в любом генетическом окружении. Удобно, чтобы маркерные гены были тесно сцеплены с чужеродной ДНК по двум причинам. Во-первых, это позволяет осуществлять прямую селекцию трансформированной ткани растения, чтобы убедиться в переносе чужеродной ДНК. И во-вторых, это гарантирует, что фланкирующая чужеродная ДНК в конкретном трансформированном клоне, полученном в результате селекции, не была встроена в нетранскрибируемую область генома. [c.18]

Смотреть страницы где упоминается термин Селекция при переносе генов: [c.295] [c.72] [c.323] [c.79] [c.72] [c.13] [c.9] [c.9] [c.489] [c.202] [c.201] [c.10] [c.10] [c.22] [c.23] [c.26] [c.164] [c.46] [c.297] [c.303] [c.273] [c.466] [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология