Селекция микроорганизмов

В связи с бурным развитием производств, основанных на биотехнологиях, стала актуальной селекция микроорганизмов (выведение новых их штаммов, имеющих значение для производства кормового белка, ферментативных и витаминных препаратов, антибиотиков, используемых в сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности). При этом используют способность микроорганизмов непрерывно синтезировать белки при благоприятных условиях. Разработаны способы внедрения в бактериальную клетку (а конкретно — в бактериальную плазмиду — кусочек ДНК) определённых генов, в т. ч. человека. Это обеспечивает интенсивную выработку ею белка, кодируемого чужим геном. На методах генной инженерии основано производство интерферонов (белков, подавляющих размножение вирусов), инсулина (регулятор уровня глюкозы в крови), гормонов роста и др.

Главная цель – добиться высокой производительности от одной клетки.

Отличительные черты:

неограниченное количество начального материала для работы – за несколько дней в питательной среде можно вырастить миллионы бактерий;

одноклеточные организмы содержат гаплоидный набор хромосом, поэтому легче выявить мутации уже в первом поколении;

геном бактерий более простой, чем многоклеточных организмов, что позволяет более эффективно регулировать взаимодействие генов.

Методы:

Искусственный отбор - выборка наиболее производительных и неприхотливых образцов микроорганизмов и культивирование их в искусственной среде

Искусственный мутагенез - внешнее воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Применение ультрафиолета, радиации, химических веществ для получения необходимой мутации

Генная инженерия - выделение необходимых генов и внедрение их в другие организмы, преобразование, «редактирование» ДНК и РНК, создание генетически модифицированных организмов. Используют метод рекомбинантных плазмид. Рекомбинантная плазмида (recombinant plasmid) - плазмида, состав которой искусственно изменен с использованием методов генной инженерии; включает участки ДНК разных плазмид либо содержит последовательности нуклеотидов, выделенные из хромосом каких-либо организмов.

Метод рекомбинантных плазмид

Хромосомная инженерия-манипуляции с хромосомами и их участками называют хромосомной инженерией. Её методы дают возможность заменить одну или обе гомологичные хромосомы на другие или ввести дополнительные хромосомы в генотип организма. Метод добавления хромосом в геном детально разработан на культурных злаках. Ученые внесли отдельные хромосомы ржи в хромосомный набор пшеницы. Привнесённые хромосомы ржи дали возможность существенно повысить зимостойкость гибридной пшеницы, придали ей устойчивость к полеганию и к заболеваниям.

Клонирование – процесс или технология получения клонов. Клоном принято называть организм, генетически идентичный или почти идентичный другому.

При клонировании генетический материал берут из клетки одной живущей особи, то есть из одной оплодотворенной клетки (зиготы) удаляют ядро. Затем извлекают ядро из клетки взрослой особи этого же вида и имплантируют его в лишенную ядра зиготу. Это яйцо имплантируют в матку самки данного вида и дают ему возможность расти до рождения клона.

Примеры:

Получение ферментов, используемых в промышленности, например, амилаза входит в состав стиральных порошков, улучшает качества муки, ускоряет процессы брожения;

Получение незаменимых аминокислот;

Производство антибиотиков;

Получение дополнительных источников энергии – этанола, водорода, газа;

Изготовление хлебобулочных изделий (выращивание дрожжей);

Производство спирта и алкогольной продукции;

Изготовление кисломолочных продуктов;

Выращивание металлов из бедных руд;

Очистка сточных вод.

Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.

Селекция микроорганизмов