| Лучшие диеты на каждый день для похудения | ||||||||||||||
|
|
09.10.2023К элементам здорового образа жизни относятсяМногие ценные гены у видов культурных растений могут отсутствовать совсем (например, гены устойчивости к некоторым болезням, вредителям). Поэтому в селекции получили широкое распространение методы, направленные на расширение генетического разнообразия вида с помощью к элементам здорового образа жизни относятся экспериментального мутагенеза или отдаленной гибридизации. В первом случае организм подвергается действию факторов, вызывающих различные нарушения в структуре ДНК: радиации, обработке химическими веществами, обладающими мутагенной активностью. Большинство индуцированных таким образом нарушений имеет неблагоприятные последствия для организма. Однако отдельные мутации могут быть весьма полезны с селекционной точки зрения. Отдаленная гибридизация между культурными растениями и родственными дикими видами позволяет не только расширить генетическую изменчивость культурного вида, но, что наиболее важно, и 9 привнести отдельные ценные гены от дикого вида, отсутствующие у культурного вида. Подобные скрещивания обычно являются весьма сложным делом, поскольку между видами существуют жесткие репродуктивные барьеры. Чаще всего пыльца чужого вида не может расти на пестике и оплодотворить яйцеклетку. Если оплодотворение все же произошло, то семена получаются нежизнеспособными из-за недоразвитого эндосперма (питающего элемента семени), или из семени развиваются стерильные, не способные формировать жизнеспособные половые клетки гибриды. Между видами существуют также жесткие барьеры, затрудняющие естественную рекомбинацию. Это означает, что хромосомы межвидового гибрида, полученные от разных видов, могут отличаться по количеству и гомологии (сходству). Отсутствие гомологии между хромосомами приводит к тому, что они не способны сближаться и обмениваться отдельными участками (а следовательно, и отдельными генами) в процессе образования половых клеток. В результате становится невозможным перенос нужных генов от дикого вида в генетический материал культурного вида. Поэтому отдаленная гибридизация может быть эффективна только в том случае, когда скрещиваются относительно близкие в эволюционном отношении виды. Проблема отсутствия рекомбинации у отдаленных гибридов может быть решена посредством удвоения у них количества хромосом. В этом случае каждая хромосома получит себе пару, и процесс образования половых клеток будет протекать нормально. Такие гибриды, объединяющие в своем геноме полные (т.е. двойные) наборы хромосом разных видов (их называют амфидиплоидами), весьма широко распространены в природе. Селекционер, задумавший получить амфидиплоид с участием культурного и дикого воспитание культуры здорового образа жизни вида, должен учитывать, что у этого гибрида помимо селекционно-ценных генов дикого вида будет присутствовать и полный набор нежелательных «дикарских» генов. Избавиться от них можно только путем возвратных скрещиваний с культурным видом, в ходе которых геном дикого вида замещается культурным и лишь отдельные ценные гены дикого вида сохраняются благодаря селекции. Однако эта процедура может быть эффективной только в случае относительно высокой гомологии хромосом скрещиваемых видов (то есть они должны быть относительно близкородственными). Не случайно поэтому единственным амфидиплоидом, представляющим селекционную ценность из числа полученных искусственно, остается тритикале – гибрид между двумя культурными видами: пшеницей к элементам здорового образа жизни относятся и рожью. 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 к элементам здорового образа жизни относятся которых на первом месте стоит открытие универсальности построения и функционирования генетического материала живых организмов на планете Земля. Существует много определений генетической инженерии. По мнению автора, суть этой новой технологии можно выразить следующим образом. Генетическая инженерия – это технология получения новых комбинаций генетического материала путем проводимых вне клетки манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот и переноса созданных конструкций генов в живой организм, в результате которого достигается их Т а б л и ц а 2. Нуклеотидные последовательности, включение и активность в этом организме и у распознаваемые некоторыми ферментами рестрикции, его потомства. и характер получаемых концов ДНК Первый этап создания генно-инженерных Рестриктаза Сайт узнавания Характер получаемых основными компонентами здорового образа жизни являются организмов – выделение и идентификация концов ДНК отдельных генов (соответствующих ГvА-А-Т-Т-Ц «Липкие» концы с 5’- EcoRI Ц-Т-Т-А-А^Г фосфатной группой фрагментов ДНК или РНК), которые собираются перенести другим организмам. ГvГ-А-Т-Ц-Ц «Липкие» концы с 5’- BamHI Для этого из организмов, обладающих такими Ц-Ц-Т-А-Г^Г фосфатной группой генами, с помощью специальных химических Ц-Т-Г-Ц-АvГ «Липкие» концы с 3’- PstI методов выделяют нуклеиновые кислоты и Г^А-Ц-Г-Т-Ц фосфатной группой разрезают их на отдельные фрагменты, v Г-А-Т-Ц «Липкие» концы с 5’- Sau3AI используя наборы ферментов – рестриктаз. Ц-Т-А-Г^ фосфатной группой Первые рестриктазы выделил в 1970 году ГvЦ-Г-Г-Ц-Ц-Г-Ц «Липкие» концы с 5’- NotI Г.Смит (США). Оказалось, что разные Ц-Г-Ц-Ц-Г-Г-Ц^Г фосфатной группой рестриктазы способны производить разрывы Ц-А-ГvЦ-Т-Г PvuII «Тупые» концы молекулы ДНК в строго определенных Г-Т-Ц^Г-А-Ц последовательностях нуклеотидов (из 4–6 Г-Т-ТvА-А-Ц пар). Наибольшее значение имело HpaI «Тупые» концы Ц-А-А^Т-Т-Г выделение рестриктаз, которые дают Г-ГvЦ-Ц фрагменты с так называемыми «липкими» HaeIII «Тупые» концы Ц-Ц^Г-Г (комплементарными) концами. В случае их 10 использования разрывы ДНК происходят в местах, расположенных наискось: на концах каждого из полученных фрагментов остаются короткие одноцепочечные «хвосты» из нескольких нуклеотидов (табл. Если фанатики здорового образа жизни объединить в одной пробирке фрагменты ДНК любого происхождения, полученные с помощью одной и той же рестриктазы, дающей «липкие концы», и добавить фермент ДНК-лигазу, то эти фрагменты соединятся между к элементам здорового образа жизни относятся собой. В результате получится химерная (рекомбинантная) ДНК, которая может содержать фрагменты ДНК, выделенные из самых разных источников или синтезированные искусственно. Описанная методика получила название «технология рекомбинантных ДНК». Ее по праву считают центральным звеном генетической инженерии. Поэтому можно сказать, что годом рождения генетической инженерии является 1972 г., когда появилась первая публикация сотрудников лаборатории П.Берга (США), в которой сообщалось о получении кольцевой молекулы ДНК вируса SV40, содержащей гены фага лямбда (фаги – это вирусы бактерий) и галактозный оперон (набор генов, ответственных за расщепление молочного сахара лактозы) бактерии Escherichia coli (E.coli). В 1973 году получена первая функционально активная отчет по формированию здорового образа жизни молекула рекомбинантной ДНК. Г.Бойер и С.Коэн (США) сумели «пришить» к плазмиде E.coli фрагмент ДНК плазмиды другой бактерии и обнаружили, что такая химерная плазмида могла успешно функционировать в клетках E.coli, размножаться и передаваться другим клеткам как естественным путем, так и с помощью человека. Это означало, что таким образом можно получать многочисленные копии любых генов, то есть клонировать гены, нарабатывать требуемые для последующих манипуляций объемы генетического материала. В генетической инженерии в настоящее время используют различные микроорганизмы для клонирования генов, но чаще всего для этой цели привлекают хорошо изученную бактерию пищеварительного тракта человека – E.coli. С помощью набора разных рестриктаз получают многие тысячи фрагментов ДНК, содержащих самые разнообразные гены. Каким образом в этой смеси найти и выделить один-единственный, который кодирует нужный нам ген? Это один из наиболее сложных и дорогостоящих этапов генетической инженерии. Для решения проблемы идентификации генов разработаны и успешно применяются многие методы. Останавливаться на их описании в рамках научно-популярного издания не представляется целесообразным. Замечу только, что в основе большинства из них лежит хорошо известный нам принцип комплементарности нуклеотидов ДНК. Ученые научились не только выделять и клонировать нужные гены, но и всесторонне их изучать: определять последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК и аминокислот в белке, который кодирует ген, механизм регуляции его активности. Все мероприятие по профилактике здорового образа жизни это позволило успешно осуществлять следующий этап создания генно-инженерных организмов: построение конструкций генов, которые предполагается перенести в геном реципиентного организма (по определению генетической инженерии – «получение новых комбинаций генетического материала путем проводимых вне клетки манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот»). Здесь не случайно речь идет о переносе не отдельных генов, а генетических конструкций, состоящих из нескольких генетических элементов: генов и регуляторных последовательностей. Как правило, конструкции собирают на основе определенных плазмид, к которым «пришивают» в нужной последовательности необходимые генетические элементы. Как отмечалось выше, каждый ген имеет сложную систему регуляции своей активности, в отсутствие которой он просто не будет функционировать. Только для транскрипции гена (образования мРНК) обязательно наличие, помимо кодирующей области, также промотора, последовательности, обеспечивающей присоединение к мРНК поли А-хвоста, и последовательности, указывающей место окончания транскрипции. В придачу к этим обязательным элементам генетические конструкции могут содержать также регуляторные элементы, определяющие место и время активности переносимого сохранение здорового образа жизни гена (трансгена), другие гены (с соответствующими генетическими элементами), например так называемые селективные гены, с помощью которых выделяют трансформированные клетки реципиентного организма (клетки, в ДНК которых произошло встраивание трансгена) среди преобладающей массы нетрансформированных клеток. Такие генетические конструкции «собирают» из фрагментов ДНК, которые могут принадлежать совершенно разным организмам, относящимся к весьма отдаленным систематическим группам, и даже с участием фрагментов ДНК, синтезированных искусственно. Например, в плазмиду почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens (A.tumefaciens) встраивают ген, выделенный из ДНК рыбы (ген холодоустойчивости от камбалы), промотор у этого гена – от вируса мозаики цветной капусты, последовательности присоединения полиА-хвоста и окончания транскрипции (терминальные последовательности) – от A.tumefaciens, селективный ген устойчивости к канамицину – из транспозона (подвижный генетический элемент) E.coli, промотор и терминальные последовательности у этого гена те же, что и у гена холодоустойчивости. И вся эта генетическая конструкция предназначена для переноса в растительный организм. Выбор промотора при создании трансгенных конструкций имеет особое значение. Существует общая закономерность: прокариотические промоторы могут обеспечить активность любого гена, в том числе и эукариотического, только в прокариотическом организме (у бактерий, сине-зеленых водорослей). В эукариотическом организме может функционировать только ген, имеющий 11 эукариотический промотор. Поэтому при переносе генов от одного вида растений к другому можно использовать гены с их собственными промоторами. Но если в растение переносится бактериальный ген, то промотор у него должен быть заменен на растительный. В последнем случае часто используют промоторы от растительных вирусов. Вирусы по своей природе – существа исключительно активные. Ничто или практически ничто не может их остановить после того, как они нашли свою жертву (хозяина). Попав в клетку хозяина, вирусная ДНК интенсивно размножается и, используя «строительный материал и технику» (рибосомы и молекулы, необходимые для трансляции) клетки хозяина, активно воспроизводит себе подобных. Это происходит в силу того, что в процессе эволюции вирусы получили очень сильные промоторы, способные функционировать в любом генетическом окружении. Для генетической инженерии такое свойство вирусных промоторов очень ценно, поскольку обеспечивает активную работу привнесенного в организм трансгена. Правда, регулировать активность такого гена очень сложно: он работает постоянно и с одинаковой интенсивностью. Если исследователь ставит более сложные задачи в плане регулирования активности трансгенов, то в его распоряжении имеется в настоящее время достаточно широкий выбор промоторов и других регуляторных элементов, комбинирование которых позволяет достичь более тонкой регуляции активности трансгенов в пространстве (в определенных тканях растения) и времени (в определенный период развития). Следующий этап создания генетически модифицированных организмов – перенос трансгенных конструкций внутрь клетки и встраивание их в ДНК реципиентного организма. Тут надо иметь в виду, что существуют организмы одноклеточные и многоклеточные. В первом случае все просто: имеются хорошо отработанные методы введения рекомбинантных молекул ДНК в клетки микроорганизмов. Если сконструированная плазмида способна к самовоспроизведению, то она будет размножаться внутри клетки. В свою очередь сами клетки реципиентного организма быстро делятся вместе с привнесенными в них плазмидами. Так осуществляется клонирование генов в микроорганизмах. Если стоит задача получить генно-инженерный микроорганизм, то добиваются, чтобы привнесенная в клетку генетическая конструкция включилась (устойчиво интегрировалась) в хромосому реципиентного организма.Диета +при панкреатите Диета рецепты +на неделю Стол п диета меню Формирование ценности здорового образа жизни Сайт здорового питания niig su официальный
|
| ||||||||||||
| g68331vc.beget.tech | ||||||||||||||