Введение новых генов в растения

Однако, несмотря на принципиальную возможность применения такого подхода, привлечение методов генетической инженерии вряд ли позволит в ближайшее время перейти к задаче создания азотфиксирующих растений. Основные сложности состоят в следующем требуется разработка методов введения га/-генов в растительную клетку, их репликации и экспрессии там у высших растений отсутствуют системы, которые осуществляли бы энергообеспечение фермента азотфиксации — нитроге-назы (процесс азотфиксации связан с затратой большого количества клеточной энергии) растительная клетка не обладает соответствующими системами транспорта и запасания в высокой концентрации ионов железа и молибдена, необходимых для синтеза нитрогеназы наконец, она не имеет системы защиты нитро-геназы от инактивации кислородом. Последнее обстоятельство считают главным лимитирующим фактором в экспрессии га -ге-нов при введении их в аэробные организмы. [c.55]

Введение новых генов в растения [c.230]

Как именно будут использоваться концепции и методы молекулярной генетики для изменения биологических молекул и систем в будущем-мы пока не знаем. Сейчас эти методы позволяют проводить манипуляции начиная от синтеза измененных белков и кончая введением новых генов в клетки растений и животных. Далее в этой части мы вкратце рассмотрим современные экспериментальные системы. [c.359]

Генно-инженерные методы, в частности технология рекомбинантных ДНК, позволяют создавать новые генотипы и, следовательно, новые формы растений гораздо быстрее, чем классические методы селекции. Кроме того, появляется возможность целенаправленного изменения генотипа — трансформации — благодаря введению определенных генов. [c.144]

Становится возможным выведение новых сортов растений, устойчивых к вредителям. Например, введение в геном картофеля хитиназы - фермента, расщепляющего хитин в оболочках насекомых, приведет к тому, что колорадский жук теперь будет перевариваться съеденным им картофелем Открыт ген долгожительства у земляного червя - он способен восстанавливать клетки и увеличивать на 65% продолжительность жизни, а также препятствовать старению под влиянием вредных воздействий окружающей среды. [c.63]

Но результаты оказались обескураживающими ген, введенный в растение, не работал . Точнее, работал , но плохо уровень его экспрессии не защищал от вредителя. Дело в том, что Bt, в отличие от агробактерий, не приспосабливала свои гены для работы в растении, а значит, эти гены не могли эффективно читаться им. Лишь через годы ученые расшифровали бактериальный ген Bt и заменили его кодоны (триплеты нуклеотидов, кодирующие аминокислоты) аналогичными растительными . Так как одна и та же аминокислота может кодироваться разными кодонами, новый ген, хотя и отличался по составу кодонов от исходного, функционально был ему идентичен. Когда такой ген ввели в растения, он прекрасно обеспечил устойчивость к вредителю. Впрочем, за словами ген ввели в растения стояли десятки и даже сотни экспериментов, один из которых и дал нужный результат. [c.102]

Соматическая гибридизация и трансгеноз, т. е, введение в клетку (протопласт) чужеродных информационных макромолекул, в том числе и бактериальных генов, перспективны для создания новых форм растений. [c.411]

Важную роль в указанном направлении играют расширение и усовершенствование существующих биотехнологических процессов, создание новых. В частности, большие перспективы связаны с введением в растение комплекса генов, управляющих фиксацией азота. [c.5]

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 среднем лишь несколько из каждых ста трансгенных растений отбирают для получения новой линии (сорта). Помимо эффективной работы введенного гена трансгенное растение дол- [c.104]

GNA, как и другие лектины, рассматривается в качестве перспективного экологически чистого препарата для контроля вредных насекомых. Однако работы по введению в растения гена, кодирующего GNA, пока далеки от завершения. Не зарегистрировано ни одного коммерческого сорта с этой системой защиты растений от вредителей. Очевидно, что в работе использовался один из случайно выбранных трансформантов, который не проходил какого-либо тестирования по показателям безопасности. Тот факт, что встраивание чужеродных генов может в принципе влиять на активность других генов, в том числе и кодирующих образование токсичных веществ, не является новым для науки. Об этом говорилось выше. Можно [c.101]

Постоянно обсуждается вопрос и о возможности применения техники рекомбинантной ДНК для создания биологического оружия. США присоединились к международной конвенции 1972 г., запрещающей проведение подобных работ, а Министерство обороны продолжает финансировать исследования по защите от биологического оружия, которое может быть создано в других странах. Это направление тоже интенсивно обсуждается, поскольку трудно определить грань, разделяющую работы, которые направлены на создание средств нападения и защиты. Такие проблемы одинаково волнуют как ученых, так и людей, не имеющих отношения к науке, поскольку они носят политический и социальный характер, а не чисто научный, как и другие проблемы, связанные с развитием новых направлений биологии. Что принесет человечеству генная терапия, если станет возможным ее применение,— пользу или вред Как справиться обществу и отдельным гражданам с растущим потоком информации о человеческих генах, которые могут быть приобретены в результате применения новых технологий Каковы этические проблемы, связанные с возможным введением генов человека в организмы животных Надо ли патентовать животных и растения, полученные с помощью генной инженерии [c.9]

Имея в виду всю сложность процесса фиксации азота микроорганизмами, можно сделать вывод, что простого введения в недиазотроф-ную клетку-реципиент одного или двух nif-re-нов недостаточно для того, чтобы она приобрела способность связывать азот. Более того, даже введение в геном растений полного кластера nif-генов длиной 24 т. п. н. не даст необходимого [c.313]

Испытание генетически измененных растений на биобезопасность проводят также специалисты в Институте фитопатологии и Институте биологической защиты растений РАСХН, Центре биоинженерии РАН. Они изучают участки ДНК, встроенные в геном растений, проверяют, не сможет ли введенный ген переноситься в другие организмы и будет ли передаваться потомкам растений изучают, не влияет ли новый ген на пора-жаемость растений болезнями и повреждаемость вредителями не влияют ли трансгенные растения на почвенную микрофлору и другие составляющие биоценоза. [c.408]

Для введения чужеродной ДНК в интактные клетки растений используется вектор, полученный на основе Т-ДНК Agroba terium, о которой говорилось выше (см. разд. 20.3.3). Для этого гены, ответственные ш образование опухоли на растении, удаляются и замещаются желаемыми. Носле переноса модифицированной Т-ДНК в соответствующую Ti-плазмиду Agroba terium бактерии культивируют вместе с кусочками листа. Эта система позволяет Т-ДНК встроиться к хромосому растения, в результате чего новый ген стабильно включается в растительный геном (рис. 20-72). К сожалению, этот метод успешно используется лишь для некоторых семейств двудольных растений [c.438]

Необходимость и последствия использования векторов растений. Разработка методов введения новых или измененных генов в геном растений [185] позволяет получать трансгенные генетически модифицированные (geneti modified - GM) растения, эффективно экспрессирующие эти гены, что привело к зеленой революции в сельском хозяйстве, которая и сегодня далека от своего завершения. Значительная часть сельскохозяйственных угодий, особенно в США, занята генетически измененными растениями, в частности, хлопком, кукурузой и соей. Для большинства генетически модифицированных растений характерна высокая урожайность, что достигается, в том числе, приданием растениям устойчивости к насекомым и гербицидам. Введение трансгенов позволяет повышать качественные характеристики трансгенных растений. Например, методами генной инженерии удается изменять форму и расцветку цветов, а также увеличивать про- [c.135]

Работы по исследованию генов гидрогеназ не вызвали столь большого интереса, как исследования иг/-генов, и тем не менее они убедительно продемонстрировали целесообразность применения методов генной инженерии для повышения способности диазотрофных микроорганизмов стимулировать рост растений. Теперь нужно проверить, приведет ли введение Нир-те-нов в геномы других диазотрофных микроорганизмов (как несимбиотических, так и симбиотических) к такому же эффекту. [c.315]

Некоторые генетически обусловленные признаки — такие как инсектицидная активность, устойчивость к вирусным заболеваниям и гербицидам, замедление старения, устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды, измененная окраска цветков, повышенная пищевая ценность семян и самонесовмести-мость — могут быть приобретены растением при введении в него одного или нескольких генов. На сегодняшний день уже получены многочисленные трансгенные растения на основе как культурных, так и диких видов. Биотехнология несомненно внесет коррективы в традиционные программы разведения растений, в рамках которых для выведения нового сорта требуется от 10 до 15 лет. А в будущем с ее помошью можно будет создавать растения с совершенно новыми характеристиками. [c.373]

С разработкой Т1-плазмидной системы трансформации растений у исследователей появилась возможность введения в них чужеродных генов с целью синтеза различных ценных белковых продуктов. Вначале большинство генов, вводимых в растительные ютетки, находились под транскрипционным контролем сильного конститутивного 358-промотора вируса мозаики цветной капусты или немного менее сильного конститутивного промотора гена нопалинсинтазы, содержащегося в некоторьгх Т-ДНК. Однако для получения растений с новыми полезными признаками часто бывает необходимо, чтобы специфические белки синтезировались только в определенной тка- [c.403]

Таким образом, работы по увеличению продуктивности растений, выращиваемых для получения энергии (биомассы), в опытах in vitro будут успешными, если мы 1) установим генетические пределы продуктивности 2) выявим индивидуальные гены, ответственные за это свойство (признаки) 3) выделим ДНК или РНК, кодирующие эти признаки 4) встроим их при помощи ферментов рестрикции и лигаз в подходящий вектор для амплификации в бактериях 5) введем накопленный таким путем материал в вектор, подходящий для его переноса в желаемый вид растений 6) стабилизируем введенную ДНК в геноме нового хозяина таким образом, чтобы она экспрессировалась как доминантный признак, наследуемый по законам Менделя 7) разработаем методы скрининга для выявления таких измененных растении 8) будем применять альтернативные подходы, используя для увеличения изменчивости и менее сне- [c.50]

В почве. Список культурных растений, способных снижать популяции нематод, будет пополняться новыми видами. Многие культурные растения будут получены в результате селекции на устойчивость к нематодам путем введения генов, детерминирующих продуцирование культурными растениями репеллентов, детеррентов или химических веществ замедленного действия. [c.153]

К наилучшим новым системным фунгицидам принадлежит беномил, обладающий широким спектром фунгитоксического действия. Наносить его удобнее всего на листья введение в почву обеспечивает, правда, длительное поступление фунгицида через корни, но зато расход препарата при этом сильно увеличивается инъекции в ствол дерева дают некоторый эффект при голландской болезни вяза, но полного излечения таким способом достичь не удается. Беномил транспортируется по ксилеме, поэтому из опрысканных старых листьев в молодые поступают лишь небольшие его количества. Это, конечно, некоторый недостаток данного фунгицида, поскольку новый прирост требуется опрыскивать заново. Однако это означает также, что фунгицид не попадает в плоды, так что с деревьев, обработанных до завязывания плодов, можно собирать плоды без всякого опасения. Механизм действия беномила связан с нарушением образования митотического веретена, т. е. этот фунгицид подавляет клеточное деление гриба. В целом беномил мог бы считаться почти идеальным фунгицидом, если бы не проблема возникновения устойчивости у патогенных грибов. На той стадии клеточного цикла, на которой действует этот фунгицид, одной генной мутации достаточно, чтобы сообщить организму устойчивость. Такие случаи известны, и число их постепенно растет. Приходится думать поэтому, что беномилу недолго суждено играть заметную роль в практической защите растений и что потребуется дальнейшая непрерывная работа над созданием новых соединений такого типа. [c.476]

Открытие способности чужеродной ДНК проникать в клетку хозяина и объединяться с ее геномом привело к возникновению нового направления в молекулярной биологии, получившего назва -ние генной (генетической) инженерии. Генная инженерия — целенаправленное изменение наследственных свойств животных и растений путем синтеза, т. е. создания действующих генов искусственным путем, или извлечения генов из одних организмов и введения их в клетки других организмов. Открытие обратной транскрипции делает в ближайшем будущем реальной наиболее совершенную форму генной инлсенерин — синтез нужных генов и введение их в геном организма, у которого требуется изменить, добавить или исправить какой-либо признак. Теоретической основой генной нн женерии является универсальность генетического кода. [c.171]

О сопряженной эволюции растения и его паразита на их со-вместной родине. Например, родиной картофеля и возбудителя его болезни — фитофтороза являются Мексика и Гватемала, и эти растения имеют здесь самый обширный набор генов устойчивости, а паразит — генов вирулентности. Обнаружение генов устойчивости у диких форм сушественно для селекционного введения их в культурные сорта. Однако со временем сорт растения, несуший ген устойчивости, может повреждаться возникшей новой вирулентной расой паразита, что очень характерно для новых сортов. Быстрое появление новых рас патогена связано с высокой скоростью его размножения, а также с процессами гибридизации и др. Раса патогена может содержать несколько генов вирулентности. Однако увеличение числа генов вирулентности не означает большую жизнеспособность расы в результате действия стабилизируюшего отбора выживают расы патогена, содержашие лишь те гены вирулентности, которые необходимы для преодоления генов устойчивости растения (т. е. число генов вирулентности у паразита будет соответствовать числу генов устойчивости у растения-хозяина). [c.442]

Работы в этой области современной мембранологии ведутся весьма интенсивно. Уже имеются примеры успешного лечения липосомными лекарственными препаратами ревматических болезней, меланомы, лейкоза, лимфосаркомы. Предполагается, что липосомы будут использованы для введения в клетки препаратов нуклеиновых кислот с целью направленного воздействия на генетический аппарат клетки. Такая генная инженерия может оказаться весьма эффективной при лечении некоторых наследственных заболеваний. Не исключено, что этот прием явится перспективным для лечения ряда вирусных заболеваний и для направленного изменения генетического аппарата клеток с целью получения новых, высокопродуктивных и устойчивых видов сельскохозяйственных растений и животных, а также микроорганизмов — продуцентов биомассы. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология