Трансформация животных и растений

Обычно при введении чужеродного гена в растение одновременно вводится и селективный маркерный ген. Хотя до сих пор не было никаких указаний на то, что какой-либо из этих генов оказывает неблагоприятное воздействие на человека, животных или окружающую среду, последствия, к которым в принципе может привести включение в растения селективных маркерных генов, вызвали беспокойство общественности. Например, продукты некоторьгх маркерных генов могут оказаться аллергенами или токсичными веществами, а гены устойчивости к антибиотикам могут попасть в патогенные почвенные микроорганизмы. Кроме того, присутствие селективных маркеров технически затрудняет трансформацию трансгенных растений дополнительными генами, поскольку один селективный маркер не может использоваться дважды. Чтобы успокоить общественность, были разработаны методы получения трансгенных растений без ка-ких-либо маркерных генов. [c.386]

Поскольку микроинъекция ДНК оказалась эффективным методом трансформации животных клеток, различные группы-исследователей пытались разработать подобные методы для трансформации клеток растений [14, 23, 26, 41]. Однако только недавно была показана возможность трансформации растительных клеток путем прямых микроинъекций чужеродной ДНК в протопласты [5, 6, 35]. Успех этих последних экспериментов, был обусловлен главным образом разработкой таких методических подходов, которые позволяют локализовать ядра и ориентировать протопласты таким образом, чтобы чужеродная ДНК могла быть введена непосредственно в ядра протопластов-без заметного снижения их выживаемости. Новые приемы спо- [c.221]

Открытие трансформации у бактерий и особенно идентификация ДНК как трансформирующего агента стимулировали попытки трансформации у животных, растений и эукариотических микроорганизмов. При этом попытки провести трансформацию с помощью препаратов тотальной геномной ДНК привели к противоречивым результатам. Только в конце 70-х годов были получены воспроизводимые результаты с применением так называемой векторной трансформации. [c.267]

Принципиально решена проблема трансформации животных и растений с использованием клонированных генов. Достигнуты первые успехи в переносе генов между разными видами животных. Получены мыши, трансформированные вектором, содержащим ген гормона роста крысы и человека. Осуществляется межвидовой и межродовой перенос генов, кодирующих хозяйственно ценные белки у растений. [c.564]

Для зональных элементов растений сущность малого круговорота в его естественном состоянии сводится к потреблению растениями элемента из почвы, его трансформации в теле растения в различных биохимических процессах и возвращению в почву после отмирания растения, где он опять проходит ряд трансформаций при посредстве микроорганизмов и абиотических процессов. При этом определенное количество элемента постоянно изымается из большого геологического круговорота (перевод элемента из минералов горных пород в доступное организмам состояние, изъятие его из атмосферы и гидросферы) и уходит в большой круговорот через атмосферу и гидросферу, какая-то доля уходит за пределы данной экосистемы и с мигрирующими животными. Хозяйственная Деятельность человека резко меняет ход биологического круговорота вещества в результате совместного действия трех факторов [c.32]

Если мутация, о которой идет речь, могла хоть как-то повысить приспособляемость мутанта, то она должна была вызвать замену исходного штамма, и в конечном счете другая мутация должна была привести к преобразованию одного из вторичных веществ в новую группу соединений, например к гидроксилированию коричной кислоты или ее производных в соответствующее производное п-кумаровой кислоты. Дальнейшие мутации в конечном счете должны были создать растение, способное к инкрустированию стенок клетки лигнином, в результате чего оказалось возможным развитие трахеид, сосудов и волокон. Интересно, что неспособность растений развить эффективную систему наружного выделения (что произошло у животных) вместо ограничения размеров растения в результате соответствующей трансформации продуктов локального выделения фактически привела к появлению деревьев, наиболее высоких и выносливых из всех живых существ. [c.278]

Техника отбора проб растительных объектов детально описана Косматых [60]. При этом автор отмечает, что результаты анализа зависят от способа взятия и размера образца, условий и времени его хранения. Следует обратить особое внимание на хранение исследуемых объектов. Обычно их помещают в холодильник. Температуру устанавливают в зависимости от срока хранения и определяемых пестицидов. В большинстве случаев она должна быть достаточно низкой (минус 10—30°). Это связано с тем, что в биологических объектах пестициды вовлекаются в различные реакции. Процессы их обмена не прекращаются в изолированных органах и тканях растений и животных. Существенную роль играют ферменты, окислительно-восстановительные условия (pH, ЕЬ), наличие реакционноспособных соединений. Наконец, необходимо учитывать огромное влияние микроорганизмов. Все эти факторы приводят к изменению химического состава пестицидов (трансформации), или, но терминологии некоторых авторов, деградации [294]. [c.93]

Здесь же речь пойдет о другой проблеме — горизонтальном переносе генов (ГПГ) от ГМ-растений к бактериям, а от них — к другим растениям, животным и человеку за счет естественной трансформации, т. е. передачи ДНК от одного организма к другому. Многие ГМ-растения содержат не только целевые гены (скажем, устойчивости к патогенам или гербицидам), но и гены устойчивости к селективным агентам, например антибиотикам. Могут ли они из ГМ-растений попасть в микрофлору почв или от ГМ-пищи — к бактериям желудочно-кишечного тракта животных [c.80]

Уровень фундаментальных и прикладных биоинженерных работ в ведущих научных лабораториях мира, в том числе и в России, позволяет уже сегодня осуществлять целенаправленную генетическую трансформацию биологических ресурсов мира, создавать высокоэффективные генотипы растений, животных и микроорганизмов. На их основе во многих странах мира организовано крупномасштабное производство биотехнологической продукции продовольственного, медицинского, технического и бытового назначения. [c.11]

Высшим достижением новейшей биотехнологии является генетическая трансформация, перенос чужеродных (природных или искусственно созданных) донорских генов в клетки-реципиенты растений, животных и микроорганизмов, получение трансгенных организмов с новыми или усиленными свойствами и признаками. По своим целям и возможностям в перспективе это направление является стратегическим. Оно позволяет решать принципиально новые задачи по созданию растений, животных и микроорганизмов с повышенной устойчивостью к стрессовым факторам среды, высокой продуктивностью и качеством продукции, по оздоровлению экологической обстановки в природе и всех отраслях производства. [c.16]

Для достижения этих целей предстоит преодолеть определенные трудности в повышении эффективности генетической трансформации и, прежде всего, в идентификации и клонировании генов, создании их банков, расшифровке механизмов полигенной детерминации признаков и свойств биологических объектов, создании надежных векторных систем и обеспечении высокой устойчивой экспрессии генов. Уже сегодня во многих лабораториях мира с помощью методов генетической инженерии созданы принципиально новые трансгенные растения, животные и микроорганизмы, используемые в коммерческих целях. [c.16]

В гл. 4—9 мы изучили основные концепции того, что можно назвать генотипической формой теории эволюции. Иначе говоря, мы изложили наиболее яркие аспекты принятой теории, касающиеся процессов, которые обусловливают возникновение, поддержание и трансформацию генотипической изменчивости в популяциях растений и животных. В следующих шести главах рассмотрим некоторые стороны того, что можно назвать фенотипической формой теории эволюции. Иначе говоря, сосредоточим внимание на разнообразии популяций организмов в пространстве и во времени и исследуем их взаимодействия. Следует, однако, помнить, что это лишь дидактический прием и что эволюционное изменение затрагивает одновременно все уровни — от генов до сообществ. [c.263]

Таким образом, было получено первое прямое доказательство генетической роли ДНК у бактерий. В дальнейшем предпринимались многочисленные попытки трансформации низших эукариот — дрожжей, водорослей, а также многоклеточных животных и растений. Эти попытки оставались безуспешными до конца 70-х годов XX в., когда стала развиваться технология генной инженерии и были разработаны методы так называемой векторной трансформации (см. гл. 11). В настоящее время проблема трансформации эукариот решена и роль ДНК как универсального носителя генетической информации не вызывает сомнения. [c.114]

Перенос генов в растительные клетки, так же как в клетки животных, и их встраивание в геном растений (трансформация) осуществляются главньпй образом благодаря специфическим структурам — векторам. [c.145]

Микроорганизмы, как и высшие организмы, способны собирать и перераспределять уже имеющуюся информацию между родственными, но генотипически неоднородными клетками Это происходит при трансформации, трансдукции и конъюгации у бактерий, при половой и соматической гибридизации у растений и животных Яркий пример здесь с гибридомами, продуцирующими моноклональные антитела (см ) [c.228]

Следует коротко остановиться на информационном обеспечении проблемы химических загрязнителей в окружающей среде, их токсическом действии и других сопредельных проблем. С 1986 г. Библиотека Академии наук СССР регулярно выпускает библиографический указатель Вредные вещества в окружающей среде , в котором отражается литература, начиная с 1982 г. Речь идет о загрязнителях антропогенного происхождения, попадающих в воздух, воду, почву, растительность и животных, об их токсическом действии, опасности, источниках поступления в окружающую среду и содержайии в ней, физикохимических и санитарно-гигиенических характеристиках, об их индикации в разных средах, предельно допустимых уровнях, путях переноса и трансформации в биосфере, влиянии на растения, различные организмы и экосистемы. [c.8]

Сейчас получено много данных, подтверждающих, что при бактериальной трансформации ДНК действует как наследственный детерминант, вызывая необратимое изменение наследственных признаков клеток, аналогичное тем изменениям, которые имеют место при мутации. Бойвип [5] рассматривает этот процесс как направленную мутацию. Уже давно было известно, что в выс-1яих растениях и животных ДНК локализована в хромосомах и что в бактериях содержится ядерный материал и генетический аппарат, аналогичный таковым у высших организмов [1]. Поэтому есть все основания думать, что бактериальные трансформации свидетельствуют о том, что ДНК — это активный материал гена, что оп может быть экстрагирован и очищен, сохраняя при этом свою генетическую функцию, и что он может проникнуть в гомо-логршпую клетку и стать постоянной составной частью ее генетического аппарата. [c.305]

ФОТОСИНТЕЗ — синтез растениями органич. веществ (углеводов, белков, жиров) из углекислого газа, воды, минеральных солей азота, фосфора и др. элементов с помощью энергии света. Ф.— основной процесс образования органич. веществ на Земле, определяющий круговорот углерода, кислорода и др. элементов, а также основной механизм трансформации солнечной энергии на нашей планете. При восстановлении 1 г-моля СОа до углеводного уровня запасается 112 ккал, а увеличение свободной энергии Д/ составляет 120 ккал. В процессе Ф. растенхм суши и океана усваивают в год 4-101 углерода, разлагают 1,2-101 т воды, выделяют 1-1011 кислорода и запасают 4-102 кал солнечной энергии в виде химич. энергии продуктов Ф., что в 10 с лишним раз превышает годовое потребление энергии. В пищу и на корм животным человечество расходует 2 млрд. т сухой массы продукции с.-х. растений, что составляет 1/50 часть от всей продукции Ф. [c.273]

В процессы трансформации наиболее сильно вовлекаются фосфорорганические пестициды. Об этом свидетельствует низкий процент обнаружения добавок этих пестицидов при введении в биологические объекты (ткани животных и растений). Сторгерр и Вотс [411] встречались с такими явлениями при определении диметоата (фосфамида). Авторы полагают, что в процессе хранения образцов может происходить ферментативный гидролиз вещества или переведение его до кислородного аналога. Во избежание распада диметоата образцы хранились в полиэтиленовых пакетах нри температуре —20°. [c.93]

Появление предложенной И. Рейментом и X. Холденом атомномолекулярной модели актомиозинового комплекса явилось неординарным событием в современной молекулярной биологии, поскольку свидетельствовало, что в силу различных причин (быть может, из-за меньшей сложности) изучение функционирования мышечной системы могло опередить исследования, в принципе аналогичного плана и той же цели, других молекулярных биосистем, функционирование которых сопряжено с трансформацией разных видов энергии [471]. Поэтому прослеживание пути, приведшего к созданию модели актомиозинового молекулярного мотора, может иметь значение, выходящее за пределы механики сокращений скелетных мышц. Речь идет не только (и не столько) об использовании накопленного опыта и полученных результатов в исследовании близкородственных скелетной мускулатуре видов мышечной ткани сердечной и гладкой мускулатуры, функционирующих непроизвольно, или в исследовании жгутиков бактерий и ресничек инфузорий, а также некоторых клеток животных и растений. Экстенсивное развитие этой области очевидно и не требует особых комментариев. Не будем подробно распространяться и о расширившихся в последние годы возможностях в экспериментальном исследовании процесса мышечных сокращений [485]. Отметим лишь, что наиболее заметным событием здесь явилось привлечение хорошо дополняющих рентгеноструктурный анализ и электронную микроскопию методов молекулярной генетики и метода "лазерной ловушки" [486, 487]. Последний позволяет наблюдать за перемещениями [c.130]

В литературе имеются сообщения о трансформации и трансдукции у эукариот. Такие примеры есть как для растений [2315], так и для культивируемых клеток животных. В некоторых случаях удавалось достигнуть экспрессии генов прокариот в клетках эукариот. ДНК прокариот в большинстве случаев принадлежала вирусам, но иногда была бактериального происхождения. Наиболее известный пример-перенос и экспрессия Gal-оперона Е. соИ в фибробласты человека, осуществленный в 1971 г. [2341]. У человека галактоза мета-болизируется так же, как у Е. соИ, и известны мутации, связанные с недостаточностью каждого из трех участвующих в метаболизме ферментов. Самой распространенной является галактоземия (23040), обусловленная дефектом P-gal-уридил-трансферазы. Инкубация таких клеток in vitro с лямбда-фагами, несущими Gal-one- [c.167]

Этап круговорота азота, обусловленный микробной его фиксацией.и дальнейшей трансформацией, тесно связан с другим этапом круговорота этого элемента. Массы нитратного и аммонийного азота захватываются из педосферы в биологический круговорот, происходящий в результате деятельности фотосинтезирующих растений и микроорганизмов, разрушающих растительные остатки. Большая часть этой массы включается в микробиологические процессы, в результате чего органическое вещество разрушается, азот переходит в аммоний и нитраты, доступные для растений, и вновь захватывается растениями. Часть азота, связанного в растениях, поступает животным, которые возвращают его в почву, а часть выводится из биологического круговорота и аккумулируется в мертвом органическом веществе. Этот своеобразный запас азота в лесных подстилках, торфе и в почвенном гумусе, постоянно поддерживаемый в педосфере, свидетельствует о заторможенности биологического круговорота на суше. [c.63]

Разработка техники микроинъекций оплодотворенных ооци-тов революционизировала генную инженерию животных, и в настоящее время существует громадный интерес к манипуляциям репродуктивным процессом растений для целей трансформации путем микроинъекций микроспор, созревающей пыльцы и незрелых зародышей [5]. [c.201]

Влияние микроорганизмов не всегда позитивно некоторые из них вызывают тяжелые заболевания у человека, животных и растений. Нередки случаи, когда микроорганизмы приводят к порче сельскохозяйственной продукции, разрушению подземных частей зданий, трубопроводов и металлических конструкций шахт. Изучение свойств таких микроорганизмов позволяет разработать эффективные способы защиты от вызываемых ими повреждений. С другой стороны, положительное значение микроорганизмов для практики невозможно переоценить. С помощью грибов и бактерий готовят хлеб, вино, пиво, квас, молочнокислые продукты, закваски. При участии микробов получают ацетон и бутанол, уксус, лимонную кислоту, некоторые витамины, ряд ферментов, антибиотики и каротиноиды. Микробы участв(уют в трансформации стероидных гормонов и других соединений. Их используют для получения белка и ряда аминокислот. Реализуется идея использования микробных ферментов в диагностических целях. Применение микробных комплексов для превращения сельскохозяйственных отходов в биогаз (смесь метана и углекислоты) или этанол открывает возможность создания принципиально новых систем восполнения энергетических ресурсов. В последние годы микроорганизмы, особенно прокариоты, широко применяют в качестве объектов генной инженерии для клонирования генов и создания векторов. [c.21]

Таким образом, то, что делают генетики, ни в коей мере не противоречит законам природы. Обмен генетической информацией между отдаленными видами в ней происходит постоянно. В отдельных случаях для этого требуются миллионы лет, а в некоторых (агробактериальная трансформация) это может происходить ежедневно и ежечасно. Тем не менее любой ученый, планируя добавить растению, микробу или животному какой-либо новый ген, должен тщательно изучить сам этот ген, а также продукт его активности и убедиться в их безопасности. [c.65]

В отсутствие специфического вектора прямая трансформация по крайней мере некоторых растительных клеток осуществляется с помощью трансфекции фрагментами чужеродной ДНК, добавленными в культуральную среду. Как и клетки животных, клетки растений поглощают ДНК и она ин-тефирует с клеточным геномом, в результате чего образуются стабильно трансформированные клетки. Однако эффективность прямой трансформации весьма низка. Отобрать трансформанты, появляющиеся с частотой примерно 1 на 10 обработанных клеток, можно лищь с помощью высокочувствительных методов. Для повыщения эффективности прямого введения ДНК в клетки растений можно использовать метод электропорации. В этом случае трансформированными становятся до 1% клеток, а кроме того, такой способ можно применять в случае как однодольных, так и двудольных растений. С помощью рекомбинантных ДНК были трансформированы различные растительные клетки, в том числе клетки табака, петуньи, томатов и подсолнечника. Для трансформации часто используют протопласты, полученные путем разрущения жестких клеточных стенок с помощью целлюлазы, в результате чего клетки становятся проницаемыми для ДНК. При переносе трансфицированных протопластов в соответствующую среду клеточная стенка восстанавливается. [c.273]

Реальные последствия деградацион-ных явлений для почв связаны с изменением физических, химических, биологических свойств и характеристик. Все эти изменения приводят к снижению и даже полной утрате почвенного плодородия, дегумификации, потере структуры, уплотнению, гибели почвенных животных, падению продуктивности или гибели растений. Кроме того, загрязнение нефтепродуктами приводит к образованию в процессе их трансформации токсичных соединений, обладающих кан- [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология