1 / 112

BIOTEHNOLOĢIJA III : REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA

BIOTEHNOLOĢIJA III : REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA. JAUNĀ BIOTEHNOLOĢIJA. I. Muižnieks, 2013. g. 1. BIOTEHNOLOĢIJAS LAUKS 2. MAINĪBAS AVOTI 3. JAUNĀS BIOTEHNOLOĢIJAS PAMATPRINCIP I 4. ATSKATS MOLEKULĀRAJĀ BIOLOĢIJĀ 5. REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA LABOROTORIJĀ UN TIRGŪ. BIOTEHNOLOĢIJAS LAUKS.

alia
Download Presentation

BIOTEHNOLOĢIJA III : REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BIOTEHNOLOĢIJA III : REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA JAUNĀ BIOTEHNOLOĢIJA I. Muižnieks, 2013. g.

  2. 1. BIOTEHNOLOĢIJAS LAUKS 2. MAINĪBAS AVOTI 3. JAUNĀS BIOTEHNOLOĢIJAS PAMATPRINCIPI 4. ATSKATS MOLEKULĀRAJĀ BIOLOĢIJĀ 5. REKOMBINANTU BIOTEHNOLOĢIJA LABOROTORIJĀ UN TIRGŪ

  3. BIOTEHNOLOĢIJAS LAUKS DABĀ ATRODAMI ORGANISMI“PRIEKŠ SEVIS” SELEKCIJA MĒĢINA TOS PĀRVEIDOT PAR ORGANISMIEM “PRIEKŠ MUMS”

  4. Biotehnoloģija – kontrolēta un uz zinātnes atziņām balstīta dzīvu organismu izmantošana cilvēkam vajadzīgu produktu iegūšanai bioloģijas, mikrobioloģijas, molekulārās bioloģijas un inženierzinātņu sinerģiska mijiedarbība, lai izmantotu un palielinātu dzīvo organismu, to šūnas, šūnu struktūras vai molekulas lai radītu produktus, procesus vai pakalpojumus. Biotehnoloģiju iedala klasiskajā un gēnu inženierijas metodes izmantojošajā, jeb jaunajā biotehnoloģijā zinātnes un tehnoloģiju izmantošana dzīvu organismu, kā arī to daļu, produktu un modeļu izmantošana, lai manītu dzīvus vai nedzīvus materiālus un iegūtu jaunas zināšanas preces un pakalpojumus http://stats.oecd.org/glossary/index.htm

  5. PIRMĀ MOZUS GRĀMATA (SAUKTA GENESIS) 30. nodaļa 37. Un Jēkabs ņēma svaigus dzinumus no apsēm, mandeļu kokiem un platānu kļavām un izdrāza baltas svītras, atsegdams baltumu, kāds bija rīkstēm. 38. Un šīs rīkstes, kuras viņš bija nomizojis, viņš lika sīklopu priekšā ūdens tvertnēs un dzirdināmās silēs, pie kurām sīklopi nāca dzert, ka tie, nākdami dzert, apietos. 39. Un sīklopi apgājās pār šīm rīkstēm, un tiem atnesās raibi, svītraini un lāsaini jēri un kazlēni.

  6. COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE COUNCIL, THEEUROPEAN PARLIAMENT, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIALCOMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS Life sciences and biotechnology — A strategy for Europe COM(2002) 27 Mid term review of the Strategy on Life Sciences and Biotechnology COM(2007) 175

  7. BIOTEHNOLOĢIJA – ŠŪNA KĀ FABRIKA Metabolisms kā ražošanas process

  8. http://www.whatisbiotechnology.org/index.php/timeline/index/240http://www.whatisbiotechnology.org/index.php/timeline/index/240 http://2012.igem.org/Main_Page Ch. 1 Mol.Biotech Revolution Ch. 2 Mol.Biotech. Systems Ch. 3 DNA, RNA, Prot. Synthesis Ch. 4 Recombinant Technol. Ch. 5 Synthesis and Ampl. of DNA Ch. 6 Manipulation in Prokaryotes

  9. 1860. - 1866. g. zirņu formas un ziedu krāsas iedzimtās īpašības nosaka “faktori” (gēni), kuri atrodami pa pāriem organismu somātiskajās šūnās,bet pa vienam dzimumšūnās.

  10. Gēnu ķīmiskais sastāvs 1879. g. Valters Flemings (Flemming) atklāj hromosomas un apraksta to kustības šūnām daloties. 1902. g. Valters Sutons (Sutton) noskaidro, ka dzimumšūnām veidojoties hromosomu skaits samazinās uz pusi.

  11. Selekcijas materiāls ir GĒNOS 1909. g. Vilhelms Johansens (Johansen) 1911. g. Tomass Morgans (Morgan) –gēni ir hromo- somu daļas GENI, GENOMI, GENOTIPI, FENOTIPI HROMOSOMAS sastāv no proteīna un nukleīnskābes, masas attiecībā ~1:1

  12. PROTEĪNS Zviedru ķīmiķis Jens Jakobs Bercēliuss vēstulē holandiešu ķīmiķim G.Mulderam 1838. g. 10. jūlijā: “Vārdu proteīns, ko es ierosinu lietot fibrīna un albumīna organisko oksīdu apzīmēšanai, esmu atvasinājis no grieķu πρωτειος, tādēļ, ka šie savienojumi šķiet esam pamat- vai būtiski svarīgi komponenti dzīvnieku barībā.”

  13. PROTEĪNS • struktūru veido 20 aminoskābes; • masas daudzveidība: 3 000 – 3 000 000 Da; • funkciju daudzveidība: katalizatori – enzīmi vai fermenti; struktūru veidojoši komponenti – nukleosomas, citoskelets; skrimslis, āda; aizsargreakcijas - imunoglobulīni, komplements; kustības – kontrakcijas, motorika; transports – caur membrānām, citoplazmas kompartmentos, utt.; • struktūras daudzveidība - pirmējā, otrējā, trešējā, ceturtējā; a-spirāles, b-slāņi, cilpas, globulāri un fibrillāri, subvienības, kompleksi.

  14. Gēnu ķīmiskais sastāvs NUKLEĪNSKĀBES 1869. g. Frīdrihs Mišers (Mischer) leikocītu kodolos atklāj nukleīnu

  15. Gēnu ķīmiskais sastāvs 2) Nukleīnskābes sastāv no nukleotīdiem: d AMP Slāpekļa bāze, A Fosforskābes atlikums Cukurs, dezoksiriboze Ribozē pie cukura otrā C atoma ir hidroksilgrupa (-OH)

  16. Gēnu ķīmiskais sastāvs 2) DNS nukleotīdus veido četras slāpekļa bāzes: C T Pirimidīni A G Purīni RNS sastāvā T nukleotīdu aizvieto U

  17. DNS kā ģenētiskās informācijas nesēja 1928, Frederick Griffith 1931, M.H. Dawson and R. H. P. Sia 1944, Oswald T. Avery, Colin M. MacLeod and Maclyn McCarty In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase

  18. Gēnu ķīmiskais sastāvs Virulenti, s-morfoloģijas pneimokoki letāla infekcija Avirulenti, r-morfoloģijas pneimokoki infekcijas nav Avirulenti, r-morfoloģijas pneimokoki + DNS no nonāvētiem virulentiem pneimokokiem letāla infekcija 1944. g. – Osvalds Everijs (Avery) iedzimtības informāciju nes DNS

  19. DAUDZVEIDĪBAS AVOTI SĀKOTNĒJO MATERIĀLU SELEKCIJAI DOD GENOMU Mutācijas Rekombinācija Veģetatīvā vair. Dzimumprocess

  20. KLONĒŠANA – BEZDZIMUMA (VEĢETATĪVĀ) VAIROŠANA Koloniju veido 108 - 109 šūnu

  21. KLONĒŠANA

  22. Mutācijas Spontānās punktveida mutācijas – nukleotīdu nomaiņa, insercija, delēcija; tranzīcija, transversija;miss-sense, non-sense, klusējošas, neitrālas genoma rajonu mutācijas – insercijas, delēcijas, inversijas, translokācijas Spontāno mutāciju biežums 2 – 12 x 10-6 mutācijas uz gametu uz gēnu (1 no apm. 10 cilvēka gametām saturēs mutāciju kādā gēnā).

  23. Vīrusu ģenētika Nulles mutācijas: gēna inaktivēšana (nonsense, missense) nonsense supresija E.coli sup D, E, F, P tRNS amber UAG ser, glu, tyr, leuochre UAA opal UGA Temperatūras jutības (ts) mutācijas: nosacīti letālas (missense) Saimnieku loka mutācijas

  24. Mutāciju biežums G –genoma lielums (b.p.); Ge – kodējošā genoma lielums;mb – mutāciju biežums uz vienu b.p. replikācijas ciklā;mg – mutāciju biežums uz vienu genomu replikācijas ciklā;meg – mutāciju biežums uz vienu kodējošā genoma ekvivalentu replikācijas ciklā; J.W. Drake, B. Charlesworth, D. Charlesworth, J. F. Crow Rates of Spontaneous Mutation Genetics, Vol. 148, 1667-1686, 1998

  25. Mutāciju biežums

  26. Mutāciju biežums

  27. Mutācijas Inducētās (Hermans Millers 1890 – 1967, NP 1946) radiācija, ķīmiskie savienojumi, transpozoni radiācija – nukleīnskābju fragmentēšana, timīna dimeri; ķīmiskie savienojumi – alkilējošie savienojumi (EMS – etilmetān-sulfonāts) iedarbojas gan uz replicējošos, gan uz nereplicējošos DNS; nukleotīdu analogi (5-Br-uracils) iedarbojas tikai uz replicējošos DNS; interkalējošie savienojumi (EtBr) iedarbojas galvenokārt uz replicējošos DNS

  28. MAINĪBU SEKMĒ DZIMUMPROCESS, TO IEROBEŽO SUGU BARJERAS Rekombinācija: homologā sait-specifiskā nelikumīgā

  29. MAINĪBU SEKMĒ DZIMUMPROCESS, TO IEROBEŽO SUGU BARJERAS

  30. MAINĪBU SEKMĒ DZIMUMPROCESS, TO IEROBEŽO SUGU BARJERAS

  31. MAINĪBU SEKMĒ DZIMUMPROCESS, TO IEROBEŽO SUGU BARJERAS

  32. SUGU BARJERAS AUGU VALSTĪ IR ZEMĀKAS NEKĀ DZĪVNIEKIEM

  33. SUGU BARJERAS AUGU VALSTĪ IR ZEMĀKAS NEKĀ DZĪVNIEKIEM

  34. DAUDZVEIDĪBAS AVOTI GĒNU INŽENIERIJA DOD IESPĒJAS VEIDOT JAUNAS GĒNU KOMBINĀCIJAS, NEIEVĒROJOT SUGU BARJERAS GĒNU INŽENIERIJA PAPILDINA SELEKCIJAS IESPĒJAS. TĀ IR GENOMU

  35. Klasiskā selekcija • Uz labu laimi apvieno mātes organismu gēnu grupas, tādējādi hibrīdi iegūst un var ekspresēt gan vēlamās, gan nevēlamās pazīmes • Tikai pie vienas un tās pašas vai pie radniecīgām sugām piederīgus organismus var krustot, kas ievērojami sašaurina selekcijas darba bāzi

  36. Molekulārā biotehnoloģija • Liekākas gēnu daudzveidības satrpsugu pārnese • Nepieciešamības gadījumā var precīzi pārnest vienu gēnu • Var izvēlēties tieši tos gēnus, kas dos organismam nepieciešamās īpašības

  37. DZĪVĪBAS PAMATDOGMA TRANSKRIPCIJA TRANSLĀCIJA DNS RNS Proteīns REPLIKĀCIJA

  38. AUGU UN DZĪVNIEKU GENOMA IZMĒRI

  39. GENOMA IZMĒRI (b.p.) Cilvēks, zīdītājdzīvnieki ~ 3,200,000,000 Raugi, Saccharomyces cerevisiae 12,067,280 Protisti, mikrosporija Spraguea lophii 6,200,000 Baktērijas Myxococcus xantus 9,200,000 Escherichia coli4,639,221 Mycobacterium tuberculosis 4,397,000 Bacillus subtilis 4,170,000 Mycobacterium leprae 2,800,000 Haemophilus influenzae 1,830,137 Helicobacter pylori 1,667,867 Borrelia burgdorferi 946,000 Nanoarchaeon equitans 490,000 Vīrusi Bakteriofāgs G 670,000 Cilvēka imūndeficīta vīruss (HIV, 1. tips) 9,750 Casjens S., Diverse and Dynamic structure of Bacterial Genomes. Annu.Rev.Genet.1998, 32: 339-377 http://www.dur.ac.uk/~dbl0www/Bioinformatics/dogs.htm

  40. http://www.carolguze.com/text/442-1-humangenome.shtml

  41. REPLIKĀCIJA http://web.virginia.edu/Heidi/chapter30/chp30.htm

  42. http://web.virginia.edu/Heidi/chapter30/chp30.htm REPLIKĀCIJA

  43. http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/genetics/biotech/enzymes/klenow.htmlhttp://www.vivo.colostate.edu/hbooks/genetics/biotech/enzymes/klenow.html

More Related