Генноинженерные биотехнологии

| Категория реферата: Рефераты по медицине
| Теги реферата: древняя греция реферат, изложение 9
| Добавил(а) на сайт: Miropija.

Вчені-генетики сьогодні наполегливо працюють над проблемами застосування генно-інженерних технологій і для очищення забрудненого довкілля. Генно-інженерним способом одержано псевдомонаси, що вбирають залишки нафти і фенолів у чотири рази активніше, ніж вихідні бактерії.

Дуже цікавий напрям генно-інженерних досліджень – це фіксація атмосферного азоту. Адже без азоту рослини не можуть рости з такою швидкістю. Виявилося, у міжклітинному просторі дикого рису існують бактерії з родини Клепсієл, які фіксують атмосферний азот і передають його рослинам.
Ці мікроорганізми вдалося виділити. Їх привезли в Україну і провели експерименти, вводячи їх рослинам, які культивуються у нас. І ось результат. Культура гречки після введення препарату з цих бактерій дає врожай 12,3 центнера з гектара, а без препарату – 8 центнерів. Озима пшениця відповідно 52,4 і 45, ячмінь – 50 і 42, томати – 56,8 і 23 центнери. Вміст білка у зерні збільшується на 7-10%. А рівень нітратів зменшується у 10-100 разів, радіоактивного цезію – у 2,5 раза. На основі цих бактерій створено препарат, який сьогодні проходить широкі випробування. На нього покладають великі надії. Адже відомо, що азотисті добрива спричиняють утворення нітратів у рослинній продукції, а наш препарат екологічно чистий.

Актуальний напрям генно-інженерних досліджень – це виробництво продуктів харчування у сільському господарстві. Вже створено вектори для дводольних та однодольних рослин, в які можна вводити будь-які гени.
Виведено новий сорт кукурудзи з високим вмістом білка. У Бразилії генетики працюють над програмою “Суперквасоля”. Передбачається, що гібрид квасолі та американського Гороха буде вдалим поєднанням цінних харчових властивостей і забезпечить їжею 500 млн.чоловік у Південній Америці.

Формуються і зовсім несподівані напрями досліджень. Наприклад, є реальна перспектива використання нових джерел енергії. Водорості, які містять 70% вуглеводнів, - це фактично повноцінне пальне. Ареал їх поширення – австралійські озера. Завдання генної інженерії – підвищити вміст вуглеводнів у цих водоростях.

Ще один цікавий об’єкт – гени фотосинтезу. Йдеться про перетворення світла на вуглеводень. Тут – безмежне поле досліджень для генетиків.

А от усім нам знайомі світлячки. Виявляється, з їхньою допомогою можна зробити ліхтарі. У Японії навіть прийнято п’ятирічний план створення ліхтаря на основі люциферин-люцеферазної реакції. В нього вкладено 1,8 мільярда ієн. Японці збираються виділити гени світлячків, що відповідають за цю реакцію, і ввести їх у дерева, які з настанням сутінок світитимуться замість ліхтарів. У такий спосіб можна заощадити чимало електроенергії.

З використанням клітинної і тканинної біотехнології у багатьох лабораторіях світу ведуться роботи з метою створення штучних органів.

Завдяки генно-інженерним методам з’явилися форми бактерій, які вилуговують із збіднених руд залишки урану, він переводиться у розчинний стан і далі концентрується. Подібні розробки ведуться і в Україні, зокрема в Інституті колоїдної хімії ті хімії води НАНУ, але не з ураном, а із золотом. Золото добувається із збіднених руд Мужіївського родовища у
Закарпатті. Бактерії здійснюють селективну гетеро коагуляцію з частинками золота. Ця розробка зареєстрована як відкриття у 1986 році. Застосування даної технології дало змогу торік Мужіївській збагачувальній фабриці одержати десятивідсотковий приріст золота.

Воістину генно-інженерні технології відкривають перед людством небачені перспективи.

Розділ 2. Біотехнологічні методи відтворення скота.

Біотехнологія – це наука про використання біологічних процесів для практичних цілей. Багато хто з біологічних прийомів уже знайшли широке практичне застосування у тваринництві, інші ще не вийшли зі стін лабораторій, але вже в найближчому майбутньому докорінно можуть змінити систему розведення тварин і додати їм зовсім новий напрямок.

Найбільш яскравим прикладом використання біотехнології у тваринництві є метод штучного запліднення. Він дозволив у порівняно короткий термін різко підвищити генетичний потенціал сільськогосподарських тварин, особливо у великої рогатої худоби, овець і коней, і трохи менш масштабно у свиней і птаха. На жаль, останнім часом у нашій країні ослабнула увага до цього прогресивного прийому. У результаті йде помітне зменшення відсотка запліднення великої рогатої худоби, свиней; до вкрай низького рівня знизилося запліднення овець. Безсумнівно, що одна з основних причин – це руйнування в останні роки організаційних форм ведення тваринництва. Не менш важлива причина – відставання вітчизняного тваринництва у використанні сучасних біотехнологій.

Низька рентабельність тваринництва обумовлена безплідністю. Точно встановлено, що затримка плідного запліднення корови, починаючи з 89-100 днів після отелення, супроводжується щоденним недоодержанням 10-13 кг молока до моменту плідного запліднення. Неважко бачити, який економічний збиток це приносить господарствам.

Аналогічні економічні втрати спостерігаються у свинарстві, де значна частина свиноматок не приходить в охоту в перші дні після відібрання поросятчи плідно не осеменяється, а на їхнє отримання йдуть непродуктивні витрати.

Разом з тим, в останні роки розроблений цілий ряд біотехнологічних прийомів, що дозволяють до мінімуму скоротити економічні утрати від безплідності тварин. Це насамперед прийоми синхронізації і стимуляції полової охоти. Метод синхронізації охоти у тварин дає можливість регулювати час приходу в охоту й овуляцію у групи тварин у визначений термін.
Синхронізація охоти у корів і телиць проводиться шляхом ін'єкцій аналогів простагландина 2-альфа (эстрофана, антипроста,клопростенола й інших).
Застосовують дві схеми обробки тварин простагландином: однократну і дворазову. Після однократної обробки охоту виявляють приблизно 60% тварин, яких осеменяють через 2-3 доби після обробки, а що залишилися обробляють простагландинами повторно через 10-12 днів і осіменяють також у наступні 2-
3 дня в міру приходу в охоту.

Заслуговує на увагу і наступна схема обробки корів простагландином.
Фахівці ферми визначають мінімальний інтервал між отеленням і першим заплідненням корів. Приміром, якщо за мінімальний проміжок часу між отеленням і першим заплідненням приймають 50-60 днів, те день обробки простагландином (день 1) буде включати всіх корів, що отелилися 50-56 чи 60-
66 днів назад. Усім коровам уводять простагландин у день 1 і осіменяють їх у міру приходу в охоту. Корів, що не будуть запліднені до 8-го дня, повторно обробляють простагландином одночасно з новою групою корів, відібраних для першої обробки в обраний термін після отелення.
Спостереження за коровами з метою виявлення охоти ведуть до 15-го дня.
Корів, що не прийшли в охоту в початковий термін, обстежує ветлікар для виявлення порушень функції репродуктивних органів.

Методи синхронізації полової охоти у свиней дають можливість краще організувати систему виявлення охоти і запліднення тварин, раціонально розподілити час гормональної обробки і запліднення по робочих днях, ефективніше використовувати виробничі приміщення і, у кінцевому рахунку, забезпечити з високою точністю проведення всіх технологічних процесів виробництва продукції.

Для синхронізації охоти в статевозрілих ремонтних свинок гальмують плин полового циклу у визначеної групи свиней на стадії проэструса шляхом обробки прогестероном чи його аналогами. Тут як би імітується дія прогестерона під час природного полового циклу. Після припинення дії прогестерона це гальмування припиняється, і усі свинки в групі, що знаходяться на одній стадії полового циклу, у проэструсе одночасно виявляють охоту й овуляцію. Найбільш розповсюдженим у даний час препаратом для синхронізації охоти у свиней є регумейт, що вводять з кормом у дозі 20 мг протягом 18 днів. Ефект синхронізації охоти підвищується, якщо через 24 години після останнього введення регумейта инєцирують 600-800 ИЕ СЖК.

Синхронізація охоти у кобил досягається однократною ін'єкцією простагландина протягом трьох днів, якщо проводиться під час сформованого жовтого тіла. Як і в корови, жовте тіло кобили несприйнятливе до дії простагландина в перші п'ять днів полового циклу. Однак овуляція в кобил під дією простагландина синхронізується менш точно. Внутрішньовенне введення ХГ викликає діючу овуляцію в кобил і завдяки цьому скорочує число запліднень в одну охоту при одночасному підвищенні запліднюваності.
Подолання сезонного неглибокого анэструса в кобил досягається 7-10- денними ін'єкціями прогестерона.

Великий інтерес представляє контроль часу пологів біотехнологічними методами. Організація спостережень за процесом пологів у точно призначений термін значно знижує втрати немовлят. Найбільше успішно цей прийом застосовується у свинарстві. Викликання пологів у групи свиней у точно призначений термін досягається застосуванням простагландинов. Через те, що ріст плодів у свиней продовжується до 115-го дня вагітності, штучне викликання пологів проводиться не раніше 113-го дня супоросності. У більшості оброблених тваринних пологів починаються в середньому через 24+-5 годин після ін'єкції; у 95% з них пологи проходять протягом 36 годин.

Останні два десятиліття ознаменувалися активною розробкою нових біотехнологічних прийомів до розведення тварин, а саме, трансплантації ембріонів, запліднення яйцеклітин поза організмом, клонування ембріонів і одержання трансгенних тварин.

Останнім часом у зв'язку з успіхами в розробці методу клонування тварин з використанням соматичних клітин, заслуговує на увагу проведення трансфекції цих кліток чужорідним геном, а потім використання їх як джерела ядра пересадження. Це забезпечить більш ефективне одержання трансгенних ембріонів і тварин.

Обговорюються кілька областей застосування трансгенних сільськогосподарських тварин: підвищення швидкості росту і зниження відкладення жиру в туші, резистентність до хвороб, якість тваринницької продукції і створення тварин-продуцентів коштовних біологічно активних речовин, головним чином, людських лікарських білків.

У 1982 році були отримані перші трансгенні миші з геном гормону росту, у яких спостерігалося чотириразове збільшення швидкості росту і подвоєння кінцевої живої маси. На противагу результатам, отриманим на мишах, у трансгенних свиней з геном гормону росту не спостерігалося аналогічного прискорення росту. Тільки при згодовуванні трансгенним свиням раціону з підвищеним змістом протеїну (18% замість 16%) у них були на 16,5% більш високі середньодобові прирости ваги. Однак у трансгенних свиней зафіксоване більш ніж дворазове зменшення товщини шпику в порівнянні з контрольними свинями. Розходження по швидкості росту між трансгенними мишами і свинями порозуміваються тим, що на використовуваних мишах не вели селекцію по їхній швидкості росту, а на свинях протягом багатьох поколінь таку селекцію вели і тому генетичний потенціал росту, очевидно, знаходиться недалеко від потенційного плато свиней.

Одержання трансгенних тварин, стійких до захворювань, представляється в даний час більш перспективним, чим збільшення продуктивності. Незважаючи на те, що резистентність до ряду захворювань – полігенна ознака, маються механізми резистентності, що ґрунтуються на одиничних генах і це уселяє впевненість в успіху використання трансгенних тварин, стійких до захворювань. Відомо, що чи проникненню розмноженню патогенів перешкоджають, головним чином, имунні механізми. У зв'язку з цим становить інтерес створення трансгенних тварин, продуцирующих різні речовини, що володіють імунологічними здібностями. Відомі окремі гени, відповідальні за стійкість до різних захворювань: ген Нх+ мишей резистентності до вірусу грипу, ген стійкості до диареї немовлят-поросят ген, що регулює зміст лактоферина в тканинах молочної залози, що підвищує опірність до маститу.