Біотехнологія. Генетична та клітинна інженерія. Клонування організмів

Комбінативна мінливість і її механізми

Комбінативною називають мінливість, яка залежить від перекомбінування алелей у генотипах нащадків у порівнянні з генотипами батьків, що призводить до появи нових ознак у дітей. На відміну від перерозподілу спадкового матеріалу не регулярного типу при хромосомних абераціях така рекомбінація в організмів, які розмножуються статевим шляхом, відбувається закономірно.

Джерелами перекомбінацій генів є:

- незалежне розходження хромосом при мейозі;

- випадкове поєднання хромосом при заплідненні;

- обмін генів між гомологічними хромосомами при кросинговері в процесі мейозу.

Два з механізмів комбінативної мінливості пов’язані з мейозом. Завдяки обміну генетичним матеріалом між гомологічними хромосомами при кросинговері в профазі мейозу алельний склад хромосом статевих клітин нащадків зазнає змін у порівнянні з гаметами батьків. Хромосоми успадковані від обох батьків у метафазі мейозу комбінуються в різних поєднаннях.

Третій механізм комбінативної мінливості пов’язаний із заплідненням. Внаслідок випадкового підбору гамет, які беруть участь у заплідненні, створюються різноманітні поєднання хромосом з різним набором генів, відповідно й алельного складу зигот.

Явище комбінативної мінливості пояснює причину поєднання в дітей і онуків ознак родичів по батьківській або материнській лініях.

З урахуванням міграційних процесів серед людей зростає кількість шлюбів між нареченими, які походять з віддалених регіонів. Чим більша відстань, тим більша ймовірність того, що гамети будуть відрізнятися за набором генів.

Комбінативна мінливість сприяє більшій пристосованості до мінливих умов середовища, підвищує виживання виду.

Біотехнологія – це сукупність промислових методів, які застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ. Біотехнологічні процеси, що ґрунтуються на життєдіяльності мікроорганізмів, людина розробила багато тисяч років тому: випікання хліба, виготовлення сиру та інших молочних продуктів, виноробство, пивоваріння тощо. У мікробіологічній промисловості різні види бактерій та мікроскопічних грибів використовують для виробництва антибіотиків (пеніциліну, стрептоміцину, еритроміцину тощо), вітамінів, гормонів, ферментів, кормових білків та ін. Біотехнологічні процеси застосовують для очищення навколишнього середовища від побутових і промислових забруднень, зокрема стічних вод. Все частіше біотехнології застосовують і під час розроблення біологічних методів боротьби з шкідниками сільського та лісового господарств, кровосисними та паразитичними тваринами.

У розробці біотехнологічних процесів все ширше використовують методи генетичної та клітинної інженерії.

Генетична інженерія – це прикладна галузь молекулярної гене­тики та біохімії, яка розробляє методи перебудови геномів організмів вилученням або введенням окремих генів чи їхніх груп: синтез генів поза організмом; виділення з клітин та перебудову окремих генів або їхніх частин; копіювання та розмноження виділених або синтезованих генів; введення генів чи їхніх груп у геном інших організмів; експериментальне поєднання різних геномів в одній клітині. Об'єктами досліджень цієї галузі є переважно прокаріоти, хоча вчені працюють і з генами еукаріот.

Методами генетичної інженерії одержано білки-інтерферони, які захищають організм людини і тварин від вірусних захворювань (призупиняють розмноження вірусів), гормон росту, що дає можливість лікувати деякі форми карликовості та ін. Перелік медичних препаратів, вироблених за допомогою методів генетичної інженерії, щорічно зростає.

Результати досліджень генетичної інженерії мають винятково важливе значення і для теоретичної біології, завдяки їм зроблено важливі відкриття щодо тонкої будови генів, їхнього функціонування, структури геномів різноманітних організмів.

Клітинна (тканинна) інженерія – галузь біотехнології, в якій застосовують методи виділення клітин з організму і перенесення їх на штучні поживні середовища, де ці клітини продовжують жити та розмножуватися. Крім того, клітинна інженерія займається сполученням соматичних клітин різних видів, родів, родин і порядків (рядів) організмів одержання гібридом, завдяки чому вдається схрещувати клітини організмів, гібридизація яких статевим шляхом неможлива. Перспективним напрямом клітинної інженерії є клонування організмів.

Клоном (від грец. χλών – гілка, нащадок) називають сукупність клітин або особин, які виникли від спільного предка нестатевим шляхом. Методика клонування тварин така: з незаплідненої яйцеклітини видаляють ядро і пересаджують у неї ядро соматичної клітини іншої особини. Таку штучну зиготу пересаджують у матку самки, де розвивається ембріон. Ця методика дає можливість одержувати від цінних за своїми якостями плідників необмежену кількість нащадків, які є їхньою точною генетичною копією. Методом клонування з окремих гібридних соматичних клітин вирощують і організми рослин.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 141; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!