Галерея диаграмм связей Генная инженерия
Это интеллект-карта о генной инженерии. Согласно пожеланиям людей, с помощью трансгенных и других технологий мы можем придать организмам новые генетические характеристики и создать новые виды организмов и биологических продуктов, которые лучше отвечают потребностям людей.
Отредактировано в 2024-03-25 10:55:46Cent 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.
Генная инженерия
Базовый
определение
Согласно желанию людей, с помощью таких технологий, как генетическая модификация, организмам придаются новые генетические характеристики для создания новых типов организмов и биологических продуктов, которые лучше отвечают потребностям людей.
принцип
Теоретические основы сплайсинга генов
ДНК – это генетический материал
Строительными блоками ДНК являются дНТФ.
Пространственная структура ДНК представляет собой правильную структуру двойной спирали.
Теоретические основы экспрессии чужеродных генов у реципиентов
Гены являются независимыми единицами наследования.
Передача генетической информации следует центральной догме
поделитесь генетическим кодом
Основные инструменты технологии рекомбинантной ДНК
эндонуклеаза рестрикции «Молекулярный скальпель»
основной источник
Выделен и очищен из прокариотов
эффект
Распознает определенные нуклеотидные последовательности в двухцепочечных молекулах ДНК и разрывает фосфодиэфирные связи в определенных местах каждой цепи.
например: EcoR Я могу распознать G↓AATTC, Sma Я могу распознать CCC↓GGG
форма резки
липкие концы
плоский конец
ДНК-лигаза «Игла для молекулярного шва»
эффект
Соединяйте двухцепочечные фрагменты ДНК для восстановления фосфодиэфирной связи между двумя нуклеотидами, разрезанными ферментами рестрикции.
Классификация
ДНК-лигаза E.coli
источник
Выделен из Escherichia coli.
Функции
Может соединять только фрагменты ДНК с комплементарными липкими концами.
ДНК-лигаза Т4
источник
Выделен из бактериофага Т4.
Функции
Можно соединить как липкие, так и тупые концы, но тупые концы менее эффективны.
вектор для проникновения гена в клетки-реципиенты «Молекулярный транспортер»
Часто используемые операторы связи
Плазмиды, фаги, вирусы животных и растений.
Плазмида: голая, кольцевая двухцепочечная молекула ДНК простой структуры, независимая от ядер эукариотических клеток или нуклеоидной ДНК прокариотических клеток и обладающая способностью к саморепликации.
Требовать
① Безвреден для рецепторных клеток и не влияет на их нормальную жизнедеятельность.
②Могут реплицироваться и стабильно храниться в клетках-реципиентах.
③Имеют маркерные гены для скрининга и идентификации.
④Имеют более одного сайта разрезания фермента рестрикции
Экстракция и идентификация ДНК
Экспериментальный принцип
①ДНК не растворяется в спирте, но некоторые белки могут – предварительное разделение ДНК и белков.
②ДНК можно растворить в растворе NaCl концентрацией 2 моль/л.
③ДНК становится синей при воздействии реагента дифениламина.
метод
Молоть
Удалить загрязнения
После фильтрации охладите/центрифугируйте и отберите надосадочную жидкость.
извлекать
После добавления 95%-ного спиртового раствора в растворе появляются белые нитевидные предметы → закатать/центрифугировать стеклянной палочкой, взять осадок и высушить.
идентификация
Идентификация с использованием реагента дифениламина: осадок/нити кажутся синими.
Основные операции генной инженерии
Скрининг и приобретение целевых генов
Скрининг подходящих целевых генов
определение
Гены, используемые для изменения характеристик клеток-реципиентов или получения ожидаемых продуктов экспрессии и т. д.
эффект
Относится к биологической устойчивости к стрессу, хорошему качеству, производству фармацевтических препаратов, нетоксичному разложению и промышленным ферментам.
например
Ген белка устойчивости к насекомым Bt - получен из сопутствующего кристаллического белка Bacillus thuringiensis, продуцируемого Bacillus thuringiensis, который может убивать хлопковых совков.
фильтр
Скрининг подходящих генов-мишеней среди родственных генов с известной структурой и четкими функциями.
Используйте ПЦР (полимеразную цепную реакцию) для получения и амплификации целевого гена.
определение
Технология, основанная на принципе полуконсервативной репликации ДНК, которая обеспечивает различные компоненты и условия реакции, участвующие в репликации ДНК in vitro, и реплицирует нуклеотидную последовательность целевого гена в больших количествах.
Основные условия
высокая температура
Открытые двойные цепи ДНК
Родительская цепь ДНК
Предоставляет шаблон для репликации ДНК
дНТП
Предоставление сырья для синтеза субцепей
ДНК-полимераза
Катализирует синтез дочерних цепей ДНК.
букварь
Позволяет ДНК-полимеразе лигировать дезоксинуклеотиды, начиная с 3'-конца праймера.
СПС
геликаза
направление композиции
Вытяните от 5'-конца дочерней цепи к 3'-концу.
процесс реакции
транссексуал
При температуре >90°C двухцепочечная ДНК деполимеризуется в одиночные цепи.
Реставрация
Когда температура падает примерно до 50°C, два праймера соединяются с двумя одноцепочечными ДНК посредством комплементарного спаривания оснований.
продлевать
Когда температура падает примерно до 72°C, ATCG синтезирует новые цепи ДНК под действием TaqDNA-полимеразы по принципу комплементарного спаривания оснований.
Создание векторов экспрессии генов
Цель
Пусть ген стабильно существует в клетке-реципиенте и передается следующему поколению.
Включите целевой ген для экспрессии и функционирования
состав
Промоутер
Сайт, где РНК-полимераза распознает и связывается, запуская транскрипцию гена в мРНК.
терминатор
Остановите транскрипцию в нужном месте
маркерный ген
Определите, содержат ли клетки-реципиенты целевой ген, тем самым отсеивая клетки, содержащие целевой ген.
целевой ген
копировать происхождение
Процесс сборки
①Используйте определенный фермент рестрикции, чтобы разрезать вектор и создать зарубку.
② Используйте тот же фермент рестрикции или фермент рестрикции, который может давать тот же конец, чтобы разрезать фрагмент ДНК, содержащий целевой ген.
③ Используйте ДНК-лигазу для встраивания фрагмента целевого гена в зазор вектора с образованием рекомбинантной молекулы ДНК.
Основная структура генов эукариотических клеток
Ген-мишень, генерируемый путем обратной транскрипции, не имеет интронов, промоторов и терминаторов, поэтому РНК-полимераза в прокариотических клетках не может распознавать промоторную последовательность эукариотических генов.
советы
Двойное ферментативное расщепление можно использовать для предотвращения обратного лигирования или самолигирования.
Ввести интересующий ген в клетки-реципиенты.
Импортировать растительные клетки
метод прохождения пыльцевой трубки
метод
Используйте микрошприц для прямой инъекции раствора ДНК, содержащего целевой ген, в яичник.
После опыления рыльце срезают и раствор ДНК капают на срезанную поверхность столбика, чтобы целевой ген мог попасть в зародышевый мешок через канал пыльцевой трубки.
Метод трансформации агробактерий
шаг
① Вставьте целевой ген в Т-ДНК плазмиды Ti, чтобы получить рекомбинантную плазмиду, содержащую целевой ген.
②Перенесите эту рекомбинантную плазмиду в Agrobacterium, чтобы получить рекомбинантную плазмиду Agrobacterium.
③Введение Agrobacterium в рецепторные клетки растений.
④Т-ДНК переносится в клетку-реципиент, а целевой ген интегрируется в хромосому ДНК клетки-реципиента для стабильного поддержания и экспрессии.
метод генной пушки
Используя энергию, генерируемую сжатым газом, ДНК вектора экспрессии, обернутая на поверхности металлических частиц, попадает в рецептор, позволяя целевому гену интегрироваться и экспрессироваться.
Импортировать клетки животных
микроинъекция
Микроинъекцию выполняют с помощью микроинъектора для введения целевого гена в оплодотворенную яйцеклетку животного, а затем трансплантируют в маточную трубу или матку самки животного, чтобы он мог развиться в животное с новыми характеристиками.
Введение микробных клеток
Метод лечения Ca²⁺
Обработайте клетки Ca²⁺, чтобы сделать их компетентными клетками и абсорбировать молекулы ДНК в периферической среде, чтобы завершить трансформацию.
Обнаружение и идентификация генов-мишеней
молекулярный уровень
Импортировать
Технология ПЦР определяет, вставлен ли целевой ген в хромосому клетки-реципиента.
Расшифровать
Технология ПЦР определяет, транскрибирован ли целевой ген в мРНК.
переводить
Технология гибридизации антиген-антитело определяет, транслируется ли целевой ген в конкретный белок.
индивидуальный уровень
Устойчивые к вредителям растения – вредители едят – гибнут ли вредители
Устойчивые к болезням растения – Вирусная инфекция – появляются ли симптомы
Растения, устойчивые к соли/гербицидам – соленая вода/полив гербицидами – нормально ли они растут?
Нормален ли генетический организм, из которого получен целевой генный продукт, извлечен и сравнен с природным продуктом?
Применение генной инженерии
Сельское хозяйство и животноводство
Улучшить качество растений
Трансгенные растения, устойчивые к насекомым
Трансгенные растения, устойчивые к болезням
Генетически модифицированные растения, устойчивые к гербицидам
Улучшить качество растений
Улучшить качество животных
Увеличение скорости роста животных
Улучшить качество продукции животноводства
Медицина и здоровье
Использование генетически модифицированных микроорганизмов, животных и растений для производства лекарств
Использование млекопитающих для массового производства лекарств
Грудной (камерный) биореактор
Реализация идеи создания завода по производству трансплантационных органов.
Генная терапия
экстракорпоральная терапия
Вирус с дефектным геном выделяется из организма → трансформируется и амплифицируется in vitro → переносится в организм (лимфоциты)
Лечение in vivo
Вектор, несущий нормальный ген, непосредственно переносится в клетки ткани пациента (ткани легких).
пищевая промышленность
Промышленные аминокислоты
промышленные ферменты
Изолировать целевые гены из генных библиотек
Гены в кДНК: маленькие основания и короткие гены