Нужна помощь в написании работы?

Опухолевое заболевание растении, известное как корончатый галл известно давно. В начале нашего века Е. Смит и К. Таундсен (1907) показали, что вызывает это заболевание почвенная бактерия. Выделенная в виде чистой культуры Agrobacterium tumefaciens способна приводить к образованию опухолей у некоторых представителей голосеменных и большинства двудольных покрытосеменных растений. Клетки растительных опухолей интенсивно растут на искусственных средах и при этом не нуждаются в добавлении фитогормонов в отличие от клеток нормальных тканей.

В 70-х годах выяснилось, что причиной опухолеобразования являются так называемые Ti-плазмиды, обнаруженные в клетках некоторых штаммов A. tumefaciens. Ti-плазмиды — это кольцевые молекулы ДНК размером 50—80 мкм с молекулярной массой около 1,3´108 Д длиной до 200 тыс. п. н. Эти плазмиды проникают из бактерий в клетки растения, и часть ДНК Ti-плазмиды, так называемая Т-ДНК, ковалентно встраивается в хромосомы инфицируемого растения. Будучи интегрирована с хромосомой, Т-ДНК вызывает образование опухоли, гиперпродукцию фитогормонов: цитокининов и индолилуксусной кислоты (ауксина), а также синтез ряда производных аминокислот, объединяемых под общим термином опины. Опухоль возникает вследствие нарушения баланса фитогормонов, от которого зависит нормальный морфогенез растения. Опины, выделяемые клетками опухоли, бактерия использует в качестве источников углерода и азота, причем только в том случае, когда A. tumefuciens содержит Ti-плазмиду, заразившую клетки растения. I  Ti-плазмида относится к классу конъюгитивных плазмид, т.е. может передаваться в клетки A.tumefаciens, лишенные её. Этот процесс эффективно происходит в зараженном растении и стимулируется опинами.

Описанные здесь взаимоотношения A. tiimefaciens и высшего растения Дж. Шелл назвал генетической колонизацией, которая представляет собой эксперимент по генной инженерии, поставленный самой природой. Таким образом, Ti-плазмида — это природный вектор для трансформации клеток высших растений. Как показал Дж. Шелл, если из клеток корешков табака с интегрированной Т-ДНК получить культуру (каллус) растительной ткани, а затем целые растения-регенеранты, то при последующем генетическом анализе признак «присутствие Т-ДНК» обнаруживает менделевское расщепление.

В качестве векторов для клонирования генов и последующей трансформации растений используют две разновидности Ti-плазмид. Они различаются по типу опинов (октопины или нопалины), которые синтезируют зараженные ими растения. Клонируемый ген встраивают вместо кодирующей части генов октопинсинтетазы или нопалинсинтетазы, входящих в состав Т-ДНК. Для клонирования гена в бактерии, обычно Е. coli, конструируют гибридные плазмиды. После заражения растения плазмидой ее Т-ДНК со встроенным геном интегрирует с хромосомной ДНК.

В настоящее время выделены и проклонированы несколько десятков генов высших растений, в том числе гены, контролирующие запасные белки: сои, ячменя, гороха, кукурузы, а также некоторые гены, контролирующие активность ферментов: алкогольдегидрогеназы и каталазы кукурузы, a-амилазы ячменя; некоторые гены хлоропласта пшеницы, шпината и др.

Первыми чужеродными генами, введенными в начале 80-х годов в высшие растения, были гены устойчивости к антибиотикам из Е. coil. Так, в клетки табака был передан ген устойчивости к метатрексату — ингибитору дигидрофолатредуктазы. В табак был введен также ген дрожжей, кодирующий алкогольдегидрогеназу. Этот ген устойчиво наследовался в мейозе у растений-регенерантов, полученных из каллусной ткани, но не экспрессировался в клетках растений. Ген, кодирующий b-глобин кролика, удалось интегрировать в геном табака. Он устойчиво наследовался в культуре каллусной ткани, но опять же не экспрессировался.

Клеточная инженерия - конструирование специальными методами клеток нового типа. Клеточная инженерия и генная инженерия - основные методы биотехнологии. Клеточная инженерия, создание клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. В узком смысле слова под этим термином понимают гибридизацию протопластов или животных клеток, в широком – различные манипуляции с ними, направленные на решение научных и практических задач.

Клеточная инженерия – это выращивание клеток какого-либо организма на искусственных питательных средах, где эти клетки размножаются, растут и выделяют необходимые человеку вещества. Так, например, предпринимаются попытки выращивания культуры клеток желез внутренней секреции для получения гормонов.

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Клеточная инженерия включает реконструкцию жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, объединение целых клеток, принадлежавших различным видам (и даже относящихся к разным царствам - растениям и животным), с образованием клетки, несущей генетический материал обеих клеток, и другие операции. Клеточная инженерия используется для решения теоретических проблем в биотехнологии, для создания новых форм растений, обладающих полезными признаками и одновременно устойчивых к болезням и т. п.

Соматическими называют клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Входя в состав разнообразных тканей тела, соматические клетки каждой ткани обладают специфическими структурными, метаболическими и химическими особенностями, которые приобретаются в процессе дифференцировки. Соматические и половые клетки имеют общее происхождение, так как образуются из генетически одинаковых эмбриональных клеток, которые содержат всю генетическую информацию, необходимую для образования клеток различных типов в ходе развития организма.

Различные ткани многоклеточных организмов представляют собой популяции клеток, которые могут изменяться с возрастом и в зависимости от состояния организма. Входящие в состав таких популяций клетки в результате дифференцировки приобретают стабильные наследственные свойства соответствующего типа. Эта стабильность сохраняется даже при культивировании in vitro выделенных из организма соматических клеток. Многие генетические процессы, характерные для половых клеток, происходят и в соматических клетках (мутации, хромосомные перестройки, рекомбинации, расщепления, полиплоидизация и др.).

Изучение наследственности и изменчивости соматических клеток необходимо для решения многих важных проблем, среди которых особо следует выделить проблему старения, патологии клеток, действия на организм различных физических факторов, а также проблему дифференцировки клеток в онтогенезе и их интеграции в ткани. Генетика соматических клеток является важным разделом цитогенетики, и в этой главе будут кратко рассмотрены ее задачи, методы и основные достижения.

Проведение генетического анализа соматических клеток будет успешным, когда будут соблюдены следующие основные условия:

1) учет соматических мутаций;

2) получение потомства от одной клетки, что очень важно для любого генетического эксперимента;

3) обеспечение передачи генетической информации от одной клетки к другой. Здесь имеется в виду не только передача генетической информации от материнской клетки к дочерним в ходе деления, но и передача, аналогичная гибридизации при скрещиваниях;

4) учет расщепления в потомстве гетерозиготных соматических клеток.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Поделись с друзьями