Galerie de cartes mentales Carte mentale de trois cours obligatoires d'ingénierie cellulaire pour la biosélectivité
Il s'agit d'une carte mentale sur l'ingénierie cellulaire. Les contenus principaux comprennent : l'ingénierie cellulaire, l'ingénierie des cellules animales, l'ingénierie des cellules végétales et l'ingénierie des embryons.
Modifié à 2024-04-04 10:57:38Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
ingénierie cellulaire
ingénierie de l'embryon
Base théorique de l'ingénierie embryonnaire
concept
L'ingénierie des embryons consiste à effectuer diverses micromanipulations et traitements sur des cellules germinales, des œufs fécondés ou des cellules embryonnaires précoces, puis à transplanter les embryons dans des animaux femelles pour produire une progéniture répondant à divers besoins humains.
L'ingénierie des embryons comprend la fécondation in vitro, le transfert d'embryons et la division d'embryons transplantés, etc.
Phase de préparation
Préparation à la capacitation des spermatozoïdes
Préparation des œufs
étape de fécondation
Le sperme traverse la structure à l'extérieur de la membrane de l'ovule (telle que la zone pellucide, etc.) → le sperme entre en contact avec la membrane de l'ovule → le pronoyau mâle se forme après que le spermatozoïde entre dans l'ovule → en même temps l'ovule termine la méiose II et libère le deuxième globule polaire pour former le pronoyau femelle → les pronoyaux mâle et femelle sont proches l'un de l'autre → noyau La membrane disparaît et le premier clivage est sur le point de commencer
Barrière qui empêche la polyspermie de pénétrer dans l'œuf
La première barrière (réaction de la zone pellucide) : au moment où le sperme touche la membrane cellulaire chaotique, la zone pellucide à l'extérieur de la membrane de l'ovule subira rapidement une réaction physiologique.
La deuxième barrière (réaction de la membrane de l'ovule) : une fois que le spermatozoïde entre dans l'ovule, la membrane de l'ovule subira également immédiatement une réaction physiologique.
signes de fécondation
Deux corps polaires ou pronoyaux mâles et femelles ont été observés
signe de fin de fécondation
Les pronoyaux femelles et mâles se combinent pour former un œuf fécondé.
développement embryonnaire précoce
Une fois l’ovule fécondé formé, il subit une mitose dans la trompe de Fallope et commence son développement. Clivage (division précoce de l'embryon) : Le nombre de cellules continue d'augmenter, mais la taille globale de l'embryon n'augmente pas.
Morula : les cellules filles produites par clivage forment progressivement une masse cellulaire dense
Blastocyste : développement ultérieur de l'embryon dans lequel une cavité contenant du liquide apparaît à l'intérieur de l'embryon.
Masse cellulaire interne (divers tissus du fœtus), trophoblaste (membranes fœtales et placenta), blastocèle (incubation : une expansion ultérieure conduit à la rupture de la zone pellucide, à partir de laquelle l'embryon s'étend)
Gastrula : Après l'éclosion, le blastocyste se développera en gastrula (se différenciera progressivement en divers tissus et organes)
Endoderme, ectoderme, mésoderme
Technologie d'ingénierie des embryons et ses applications
Fécondation in vitro (reproduction sexuée)
étape
Collecte d'ovocytes, récupération de spermatozoïdes et fécondation, etc.
avantage
Améliorer la capacité de reproduction des animaux et fournir des embryons utilisables pour la transplantation d'embryons
Transfert d'embryon
concept
Technologie qui permet de transplanter des embryons obtenus par fécondation in vitro et d'autres méthodes chez des femelles de la même espèce et dans le même état physiologique, afin qu'ils puissent continuer à se développer en de nouveaux individus.
Fonctions donneuses et réceptrices
Fonction du donneur : produire des embryons dotés d'excellentes caractéristiques génétiques
Fonctions du récepteur : entreprendre les tâches ardues et longues de la grossesse et de l'éducation des enfants
Deux traitements
Traitement œstral simultané (offrant le même environnement physiologique avant et après le transfert d’embryon)
Superovulation (injection de gonadotrophines exogènes pour inciter les ovaires à libérer des ovules plus matures que ce qui se produirait naturellement)
Deux types de contrôles
Recueillir des embryons et les examiner
test de grossesse
importance
Tirer pleinement parti du potentiel reproductif des individus féminins exceptionnels ; raccourcir considérablement le cycle de reproduction de la donneuse elle-même et augmenter le nombre de descendants après la superovulation de la donneuse ;
segmentation de l'embryon
concept
Technologie qui utilise des méthodes mécaniques pour diviser les embryons à un stade précoce en 2, 4 ou 8 parties égales, puis les transplanter pour obtenir des jumeaux identiques ou plusieurs fœtus.
Instruments : stéréomicroscope et micromanipulateur ; utiliser une aiguille ou un couteau diviseur sous le microscope.
Sélectionner des morulas ou des blastocystes bien développés et morphologiquement normaux (la masse cellulaire interne est uniformément divisée)
importance
a. Promouvoir l’élevage d’excellentes races animales et produire une progéniture présentant les mêmes traits génétiques pour la recherche génétique
b. Avant la transplantation d'embryons, l'identification du sexe et le dépistage des maladies génétiques des embryons sont d'une grande importance pour le contrôle artificiel du sexe des animaux et la reproduction d'animaux en bonne santé.
limitation
La possibilité d'utiliser la technologie de division d'embryons pour produire plusieurs fœtus identiques est limitée. Plus il y a de divisions, plus la probabilité de survie des embryons après division est faible. À l'heure actuelle, l'efficacité de la division et de la transplantation des embryons bipartites est toujours la plus élevée.
Ingénierie des cellules végétales
Technologie de culture de tissus végétaux
concept
Technologie qui cultive des organes, des tissus ou des cellules végétaux isolés sur des milieux de culture préparés artificiellement, fournit des conditions de culture appropriées et les incite à former des plantes complètes.
principe
Totipotence des cellules végétales
Toute cellule contenant toutes les informations génétiques d’un organisme donné a le potentiel de se développer en un organisme complet.
Les cellules d'un organisme contiennent tout le matériel génétique nécessaire à la croissance et au développement de l'espèce.
conditions d'expression totipotentes
Il possède une structure cellulaire complète, est dans un état isolé et fournit certains nutriments, hormones et autres conditions externes appropriées.
Facilité d’expression de la toute-puissance
reproduction asexuée
processus
Explants (faible degré de différenciation, formation facile à induire) | | Milieu d'induction [Dédifférenciation] (à protéger de la lumière) ↓ Callus (cellules peu disposées, irrégulières et très vacuolées) | | [Redifférenciation] Milieu de différenciation (léger) ↓ corps embryoïde | |(Croissance et développement) ↓ usine
Évitez la lumière : empêche la différenciation des tissus vasculaires et facilite la dédifférenciation pour produire des callosités. Lumière : Propice à la synthèse de la chlorophylle dans les feuilles
Conditions de culture
①Stérile
②Milieu de culture solide
③Éclairage
④Régulation hormonale
Auxine, cytokinine
importance
Maintenir d’excellents caractères/reproduction rapide, production à grande échelle/améliorer les avantages économiques
Hybridation somatique des plantes
concept
Les cellules végétales de différentes espèces sont fusionnées sous certaines conditions pour former des cellules hybrides. Et la technologie permettant de cultiver des cellules hybrides pour en faire de nouvelles plantes
principe
Fluidité de la membrane cellulaire ; totipotence des cellules végétales
reproduction asexuée
processus
deux cellules végétales différentes | |Supprimer le mur ↓ deux protoplastes | |Fusion induite ↓ protoplastes fusionnés | | Cultiver une nouvelle paroi cellulaire ↓ cellules hybrides ↓ Processus de culture de tissus végétaux
étape
Retirez le mur et obtenez des protoplastes
Hydrolyse enzymatique (cellulase, pectinase)
fusion induite
méthode
loi physique
Méthode de centrifugation, méthode d'électrofusion
méthode chimique
Méthode de fusion du polyéthylène glycol (PEG), méthode de fusion à pH élevé Ca²⁺
marque de fusion de protoplastes
régénérer la paroi cellulaire
Signe réussi d’hybridation de cellules somatiques végétales
plantes hybrides
nourrir
Culture de tissus végétaux
importance
Rompre l'isolement reproductif, réaliser une sélection hybride à distance et cultiver de nouvelles variétés végétales
application
De nouvelles façons de se reproduire
Micropropagation
principe
Totipotence des cellules végétales
avantage
a. Maintenir les caractéristiques des excellentes variétés
b. Réaliser une propagation massive des semis de manière efficace et rapide
Détoxification des cultures
principe
cellules végétales totipotentes
Apex des pousses/apex des bourgeons (peu ou pas de virus dans la zone méristématique)
Culture de nouvelles variétés
élevage haploïde
principe
Variation du nombre de chromosomes et totipotence des cellules végétales
avantage
a. La progéniture est homozygote et peut en hériter de manière stable
B. Cela raccourcit considérablement la durée de vie de la reproduction et permet d'économiser beaucoup de main-d'œuvre et de ressources matérielles.
c. Les cellules de la plupart des plantes haploïdes ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes. Les traits récessifs des plantes obtenus après le doublement des chromosomes sont faciles à mettre en évidence et constituent un matériau idéal pour la sélection par mutation somatique et la recherche sur les mutations génétiques.
Utilisation de mutants
principe
Totipotence des cellules végétales
Production en usine de produits cellulaires
Le métabolisme des plantes produira certains produits qui sont généralement considérés comme non nécessaires aux activités vitales de base des plantes : les métabolites secondaires.
Caractéristiques
Non nécessaire aux activités vitales de base des plantes
La teneur est très faible et certains produits ne peuvent pas ou sont difficiles à obtenir par synthèse chimique.
culture de cellules végétales
concept
Technique permettant de cultiver des cellules végétales uniques ou des amas de cellules dans des conditions in vitro pour les faire proliférer.
principe
Proliferation cellulaire
avantage
N'occupe pas de terres cultivées et n'est presque pas limité par les saisons, les conditions météorologiques, etc.
importance
Il revêt une grande importance pour la protection sociale, économique et environnementale.
par exemple, substance anticancéreuse - paclitaxel
ingénierie des cellules animales
culture de cellules animales
concept
Retirez le tissu concerné du corps de l'animal, dispersez-le dans des cellules individuelles, puis placez-le dans un milieu de culture approprié pour permettre à ces cellules de croître et de se multiplier.
principe
Prolifération cellulaire (mitose)
processus
Prendre des blocs de tissus (forte capacité de division, facile à cultiver) ↓ Couper en morceaux (utiliser des méthodes mécaniques ou utiliser de la trypsine, de la collagénase, etc. pour disperser le tissu en cellules individuelles) ↓ unicellulaire ↓ Suspension cellulaire (augmenter la zone de contact avec le milieu de culture) ↓ Culture primaire (passage 1-10) [attachement cellulaire, inhibition de contact, croissance monocouche] ↓ Sous-culture (11-50 générations) [Lignée cellulaire] ↓ Certaines cellules acquièrent l'immortalité (après 50 générations) [lignée cellulaire]
Conditions de culture
① Environnement stérile et non toxique
Fluide de culture et matériel de culture : traitement stérile
Ajouter des antibiotiques dans le milieu de culture : pour éviter la contamination
Remplacer régulièrement le milieu de culture : prévenir les aléas métaboliques
②Alimentation
Sucres, acides aminés, facteurs favorisant la croissance, sels inorganiques, oligo-éléments... Sérum, plasma et autres ingrédients naturels
③Température et PH
Température : 36,5 ℃ ± 0,5 ℃ PH : 7,2-7,4
④Environnement gazeux
Nécessaire au métabolisme cellulaire : 95% d'air Maintenir le pH moyen : 5 % de CO2
application
Préparation de vaccins viraux, d'interférons et d'anticorps monoclonaux ; Détecter les substances toxiques utilisées dans la recherche médicale ;
Culture de cellules souches et ses applications
fusion de cellules animales
concept
Une technologie qui permet à deux ou plusieurs cellules animales de se combiner pour former une seule cellule
principe
fluidité de la membrane cellulaire
résultat
cellules hybrides
méthode d'induction
Méthode physique : méthode de centrifugation, méthode d'électrofusion Méthode chimique : méthode de fusion du polyéthylène glycol (PEG), méthode de fusion à pH élevé Ca²⁺ Méthode biologique : méthode d'induction de virus inactivés
importance
Briser les limites de l’hybridation sexuelle et rendre possible l’hybridation à distance
application
Préparer des anticorps monoclonaux
Préparation d'anticorps monoclonaux
Préparation traditionnelle d'anticorps sériques
Faible rendement, faible pureté, faible spécificité
processus
Souris immunisées | |Injection de protéines antigéniques spécifiques (stimulant la production immunitaire) ↓ Cellules de myélome des lymphocytes B
(Il est impossible de proliférer indéfiniment) └————————————┘ Fusion | ↓ Diverses cellules hybrides (tumeur BB, tumeur B, tumeur tumorale) | |Filtre 1 ↓ cellules d'hybridome | |Filtre 2 ↓ Cellules d'hybridome qui sécrètent les anticorps souhaités | |Culture in vitro : extraite du fluide de culture |Culture in vivo : extrait du liquide d'ascite de souris ↓ Des anticorps monoclonaux
Caractéristiques des cellules d'hybridome
Il peut à la fois se reproduire en grande quantité et produire des anticorps spécifiques.
Avantages des anticorps monoclonaux
Peut identifier avec précision les nuances des antigènes, se lier spécifiquement à des antigènes spécifiques et peut être préparé en grande quantité
filtre
première projection
Cellules d'hybridome (milieux de sélection spécifiques)
Les cellules parentales non fusionnées et les cellules fusionnées avec des noyaux homologues meurent
deuxième projection
Cellules d'hybridome qui produisent des anticorps spécifiques
Applications des anticorps monoclonaux
Réactifs de diagnostic (précis, efficaces, simples, rapides)
(traitement du cancer, ADC biomissile) traitement des maladies et administration de médicaments
Technologie de transfert nucléaire de cellules somatiques animales
concept
Le noyau d'une cellule d'un animal est déplacé dans un ovocyte énucléé, lui permettant de se réorganiser et de se développer en un nouvel embryon.
principe
Totipotence des noyaux de cellules animales
taper
transfert nucléaire de cellules embryonnaires
Les cellules embryonnaires ont un faible degré de différenciation et sont faciles à restaurer leur totipotence
transfert nucléaire de cellules somatiques
Plus difficile
processus
Ovules de cellules somatiques de donneur (cultivés in vitro, stade MⅡ) (Culture cellulaire) (Énucléation) └——————————┘ ↓ Injection d'ovocytes énucléés (fusion par stimulation électrique) ↓ fœtus reconstruit ↓Utiliser des méthodes physiques ou chimiques pour activer l'embryon reconstruit afin de compléter les processus de division cellulaire et de développement Destinataire d'une implantation (transfert d'embryon) ↓ Donner naissance à un individu possédant essentiellement le même matériel génétique que le donneur
moyens techniques
Culture de cellules animales, culture d'embryons précoces, transplantation d'embryons
application
① Accélérer l'amélioration génétique du bétail et promouvoir l'élevage d'un excellent bétail ; ② Protéger les espèces menacées ; ③Production de protéines médicales ; ④En tant que donneur pour la xénotransplantation ; ⑤Pour la transplantation de tissus et d'organes ;
Problèmes
Faible taux de survie/problèmes de santé des animaux clonés/problèmes de sécurité des aliments pour animaux clonés
ingénierie cellulaire
Principes/Méthodes
biologie cellulaire et biologie moléculaire
But
Changer le matériel génétique des cellules ou obtenir des produits cellulaires selon les souhaits humains
Caractéristiques
Directionnel, étendu
Niveau d'opération
Niveau cellulaire/niveau organite