рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Технология получения мозаичных животных и растений

Технология получения мозаичных животных и растений - раздел Биология, Содержание   ...

Содержание

 

 

Введение
Технология получения мозаичных животных и растений
Мозаичные растения и растения-химеры
Мозаичные животные и животные-химеры
Заключение
Литература

 

Введение

 

Началом систематических исследований химер явилась работа А.Тарковского из Краковского университета, сообщившего в 1961 г. об успешном объединении делящихся мышиных эмбрионов. Соединенные в пару бластоцисты образовали при культивировании в питательной среде единую крупную бластоцисту. Самым трудным в создании химеры оказался первый шаг. При обычном развитии эмбрионы окружены специальной оболочкой, предохраняющей их от спонтанной агрегации. При первых экспериментах эту оболочку удаляли механическим путем, засасывая эмбрион в узкий капилляр, что было подлинным испытанием как для исследователей, так и для самих эмбрионов, нещадно повреждаемых при этом. Это было только начало – тогда дальше получения зародыша продвинуться не удалось.

Год спустя американская исследовательница Б.Минц вырастила знаменитых мышат, одним из “родителей” которых были клетки опухоли, ведущей происхождение от эмбриона. Минц предложила растворять оболочку ферментом проназой. Фермент обнажает эмбрионы, а затем их надо столкнуть друг с другом (здесь в ход идут стеклянные иглы, пинцеты, волосяные петли и требуется высокое искусство – надо вовремя остановить процесс растворения белка, чтобы не задеть то, что лежит под оболочкой). Можно использовать и растительный белок – фитогемагглютинин, который хорошо склеивает клетки. Соприкоснувшись, зародыши продолжают слипаться самопроизвольно. Так получают агрегационных химер. Эксперименты показали, что агрегация благополучно совершается между эмбрио­нами, находящимися на 8–16 или на 32 стадиях клеточного деления. Лучше всего, если соединяются эмбрионы одного возраста. Минц первой удалось не только объединить пару эмбрионов (у которых было таким образом четыре родителя), но даже по десять и более, формируя огромные бластоцисты.

Чтобы создать инъекционную химеру, бластоцисту закрепляют в пипетке и с помощью микроманипуляторов проделывают в ее оболочке отверстие, сквозь которое также пипеткой вводят донорскую клетку. Это более сложный способ, и к нему прибегают, если по каким-то причинам бластоцисты не могут объединиться или если надо получить межвидовые химеры. Во втором случае важно, чтобы оболочка бластоцисты оказалась “своей” для ткани матки и чтобы клетки введенной бластоцисты были надежно упрятаны под этой оболочкой.

На сегодня с химерами млекопитающих работают десятки лабораторий, где, в полном смысле слова, “лепят” животных. В дело идут кусочки крошечных эмбрионов, а точнее, фрагменты бластоцист или целые бластоцисты. Объединенные бластоцисты имплантируют в организм приемной матери. У новорожденных организм оказывается построенным из разных клеток, ведущих родо­словную не от двух, как обычно, а от четырех и более родителей. Поэтому химер называют иногда еще “четырехродительскими” животными (tetraparental animals).

Тарковский впервые ввел термин “химеры” для обозначения таких животных, а Минц использовала другой синоним – аллофенные мыши, что указывает на их происхождение в результате агрегации эмбрионов. Однако термин “аллофенные” не совсем удачен, и лучше его не использовать. По-видимому, также лучше не использовать термин “мозаичные” для обозначения животных, возникших в результате агрегации клеток двух зародышей, так как мозаичные особи образуются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Различные клеточные популяции у мозаиков возникают в ходе развития, как результат мутаций, рекомбинаций или нерасхождения хромосом в соматических клетках. Итак,

Химера - организм-мозаик, сочетающий клетки, ткани, органы различных организмов.

Химера - организм, который состоит из тканей двух особей, имеющих соматические клетки с различными генотипами. Химеры возникают в результате соматических мутаций, генетических рекомбинаций, нарушений клеточного деления, а также при вегетативных прививках.

Были созданы и молекулярные химеры. Так в генной инженерии называют организм, имеющий составной геном, то есть объединяющий в одном ядре ДНК из разных организмов. Пример такой химеры – бактерия E. coli, в плазмиду которой включены куски ДНК другой бактерии или высшего организма.

Созданы комбинации, которые носят название химеропласты (РНК+ДНК), назначение которых – ремонт подпорченной ДНК. В качестве вектора в этом случае используется обыкновенный вирус простуды, а еще лучше липосомы.

Само существование химер есть иммунологический парадокс. У них не обнаружено каких-либо признаков иммунологической несовместимости клеточных популяций разного генотипа. Как может быть, что две разные популяции клеток уживаются в очевидной гармонии, ведь они отличаются и генетически, и своими антигенами? Наиболее очевидный ответ таков: между лимфоидными клетками двух клеточных популяций возникает взаимная иммунологическая толерантность, и эта взаимная терпимость скорее врожденная, чем приобретенная. Каков же механизм преодоления иммунного конфликта, похож ли он на терпимость к “своим” антигенам у обычного, не химерического животного?

У агрегационных химер были выделены клетки лимфатических узлов и им устроили специальную проверку. Неожиданно выявилась взаимная неуживчивость обоих типов, хотя в самом организме они благополучно сосуществуют. Лимфоциты разных линий атаковали друг друга. Далее лимфоциты разных линий были смешаны с фибробластами (клетками соединительной ткани тех же линий). В этом опыте решили посмотреть – выживут ли фибробласты? Если останутся живыми, значит лимфоциты воюют только друг с другом, не реагируя на ткань собственного организма. Если фибробласты погибнут, значит, и тут процветает вражда. Оказалось, что в результате мощной иммунной атаки (лимфоцит А против фибробласта В и наоборот) клетки тканей были разрушены. Так где же здесь, спрашивается, толерантность?

Самым неожиданным оказалось то, что иммунная атака лимфоцитов предотвращалась сывороткой, извлеченной из крови химер. Из этих экспериментов последовал ясный вывод, что обе иммунные системы химеры настроены друг к другу очень нетерпимо, но что в сыворотке организма есть особый блокирующий фактор, усмиряющий конфликт. Предполагается, что блокирующим фактором могут быть антитела и комплексы антиген-антитело. Если бы блокирующий фактор обнаруживался у всех химер, можно было бы говорить о какой-то универсальной закономерности. Все, однако, оказалось сложнее. При некоторых комбинациях клеток блокирующий фактор у химер почему-то не образуется. Возможно, сосуществование клеточных линий поддерживается особыми лимфоцитами, так называемыми Т-супрессорами. У этих лимфоцитов особая задача: не атаковать антиген, а, наоборот, охлаждение иммунного пыла атакующих Т-лимфоцитов.

В конечном счете, химеры позволили впервые наглядно убедиться в том, что каждая ткань организма, каждый организм ведут свое происхождение от определенных “начальных” клеток. Потомство единичной недифференцированной клетки называется клоном. В этом смысле любой обычный индивидуум есть клон от единственной оплодотворенной зиготы. Химера, созданная агрегацией двух зародышей, содержит два таких исходных клона.

Химеры убедили также, что все развитие индивидуального организма состоит из чередующихся периодов. В одних – преобладает активное движение клеток, когда они переползают с места на место, перемешиваются. В другие периоды идет активное размножение клеток. В это время в общей массе недифференцированных клеток обособливаются отдельные группы, превращающиеся в зачатки органов и тканей. Минц впервые составила такие подсчеты: две клетки дают начало печени; каждый позвонок ведет происхождение от четырех клеток; все волосяные фолликулы закладываются их трех клеток.

В современной медицине остро стоит проблема несовместимости, и химеры показывают, как решается проблема иммунного конфликта у генетически разнородных клеток. С иммунным статусом химер прямо связана степень их устойчивости к опухолевым заболеваниям.

Работа с химерами становится удобным методом в работе селекционеров. Часто хозяйственные показатели какой-то породы животных улучшают скрещиванием ее с другой породой. Но с какой именно скрещивать? Объединение двух или более типов клеток в одной химере позволит быстро увидеть, как сочетаются признаки разных линий друг с другом. Это позволит быстро проиграть ситуацию – стоит вести долгую селекционную работу по объединению признаков двух пород или нет.

Инъекционные химеры способны сослужить поистине бесценную службу. С их помощью можно законсервировать редкий генофонд. Если клетки животных вымирающего или очень редкого вида запрятать в бластоцисту другого вида, то в появившемся на свет химерическом животном будут сохранены гены исчезающего вида и со временем прогресс биотехнологии позволит восстановить и сами виды.

И, что очень важно, химеропласты позволили поставить на практическую основу разработку методов лечения генетических заболеваний.

 

 

Технология получения мозаичных животных и растений

Гибридизация животных клеток

Предположение о том, что соматические клетки могут сливаться друг с другом, было высказано еще в начале ХIX века в связи с открытие многоядерных… Гибриды соматических клеток были открыты лишь в 60-х годах нашего столетия. В… При изучении межвидовых гибридных клеток, способных к пролиферации были сделаны два очень важных наблюдения:

Культуры растительных клеток

Клеточная селекция

Методы клеточной селекции

Первая группа — это вспомогательные технологии, которые не подменяют обычную селекцию, а служат ей. К ним можно отнести: оплодотворение in vitro… Вторая группа методов ведет к самостоятельному, независимому от традиционных… В отдаленной гибридизации находят применение такие методы культуры изолированных тканей, как оплодотворение in vitro,…

Мозаичные растения и растения-химеры

Культура тканей стала важным инструментом при размножении растений в течение последних лет. Однако, по наблюдениям, сделанным в исследовательских… Организация апексов большинства двудольных соответствует схеме туники-корпуса,… Туника может варьировать от одного до нескольких слоев в зависимости от вида. Инициалии в тунике дают клетки для…

Прививочная химера: + Digitomyrtillocactus cv. Nevárez

Это нестабильная химера, демонстрирующая реверсию к Digitostigma: фото 12. Фото 10. Фото 11. Фото 12

Мозаичные животные и животные-химеры

Эмбрион млекопитающих: дифференцировка клеток

Вместе с тем можно объединить два восьмиклеточных эмбриона мыши в одну гигантскую морулу , которая в результате развития образует мышь нормального… Из результатов подобных экспериментов следует важный вывод: клетки очень… Клетки становятся различными вследствие их взаимодействия друг с другом. У эмбриона мыши первые различия между…

Генетические мозаики.

Насекомые. Истинными генетическими мозаиками считаются животные, клетки которых происходят из одной зиготы, но несут, тем не менее, определенные…  

Феномен черепаховых котов

Отдельный организм может иметь больше, чем одну форму проявление мозаицизма. Доля клеток каждого гентоипа весьма переменна и отражает, по сути, на… Рыжий окрас у кошек (известный также как «оранжевый» или «красный») обусловлен… Почти все самки млекопитающих являются мозаиками, т.е. представляют собой смесь двух генетически различных типов…

Заключение

 

Широкие возможности глубже понять роль генов в дифференцировке клеток и в регуляции взаимодействий между клетками в процессе развития дают химерные и трансгенные животные. Развитие экспериментальных методов в последнее время сделало возможным получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только одного отца и одной матери, но и большего количества предков.

Химерные животные – это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью химерных мышей был, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток попречнополосатых мышц. Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные вопросы генетики и эмбриологии.

К примеру, во Франции проводились исследования, чрезвычайно важные для стоматологии: в погоне за химерой птицезуба французы создали буквальную химеру: цыплячий эмбрион с пересаженными клетками, взятыми у мышей. Идея была такова: если клетки зародыша цыплёнка не способны превратится в зубы, то, возможно, мышиные клетки смогут "прочитать и выполнить" генетическую программу. Предполагалось, что сам челюстной эпителий куриного зародыша не утратил способности к зубообразованию, но эта способность блокируется нервной тканью. Для снятия генетической блокировки в клюв эмбриона пересадили мышиные нервные мезенхимальные клетки, и этого оказалось достаточно, чтобы запустить генетический механизм. Вопреки французской народной мудрости, у партии химерических цыплячьих эмбрионов стали формироваться вполне куриные рудиментарные зубки. Это произошло впервые со времён динозавров.

Ряд работ по мозаичности указывает на интимную зависимость функциональной активности нейронов от генетического аппарата.

В 1932 г. Б. Уайтинг обнаружил ненормальное поведение у гинандроморфных ос (Habrobracon juglandis), участки тканей которых представляют собой мозаику из клеток мужского и женского типа. Такие осы ухаживают за личинками мельничной огневки (Ephestia) так же, как самцы ухаживают за самками своего вида. Нормальные же самки жалят личинок мельничных огневок, откладывая в них свои яйца. Некоторые гинандро-морфные осы жалят своих самок так же, как самки жалят мельничных огневок. Эта работа давала основания полагать, что такое "извращенное" поведение гинандроморфных особей обусловливается мозаичным распределением в ганглиях нейронов с различной генетической детерминированностью пола. Последующие исследования, проведенные на дрозофиле, доказали это предположение. Эти исследования давали основание к допущению, как на это справедливо указывал в 1964 г. Е. Каспари, что поведенческие реакции могут контролироваться единичными генами.
В конце 1970 г. появились работы С. Икеды и А. Каплана. Их исследования доказывают, что различия в поведенческих реакциях могут контролироваться одним геном. Авторам удалось вывести линии дрозофил, у которых при выходе из эфирного наркоза наблюдалось характерное подергивание лапок. Изучение гинандроморфных (гинандроморфизм - половая аномалия, встречающаяся у насекомых и обус­ловливающая развитие мозаичных особей, у которых одна часть тела мужская, другая – женская)
особей показало, что глаза этой особи представляют собой мозаику тканей самца (точки) и самки (заливка). У та­ких морфологически мозаичных животных наблюдается "мозаичность" поведения (по Уайтингу, 1932)
Таким образом, в настоящее время доказан принципиально важный факт: генетический аппарат нейрона обусловливает особенности его биоэлектрической активности и поведенческих реакций организма.

 

Литература

1. Сайт Биология человекаhttp://humbio.ru

2. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии, учебное пособие;

3. Сайт института цитологии и генетикиwww.bionet.nsc.ru;

4. Nancy Robitaille Химеры, журнал African Violet Magazine, Volume 56, #4 July/August 2003, перевод Ю. Парамонова;

5. Р. Лайнбергер Происхождение, развитие и размножение химер Texas A&M University;

6. Sarah Hartwell Мозаицизм, черепаховые коты и генетически невозможные котята 1996 – 2005 г.г., перевод А. Легеза;

7.З.А.Зорина, И.И.Полетаева, Ж.И.Резникова Основы этологии и генетики поведения;

8. Мануэль Нэварес де лос Рейес Новая прививочная химера;

9. М. Погани, Р. Лайнбергер Химерные растения в культуре тканей , перевод П. Лапшин;

10. Л.Н. Лихошва Фиалка – химера, журнал Квіти України", № 5 (69), 2003 год;

Материалы сотрудников лаборатории генетики развития Института общей генетики РАН Мартыновой М.Ю. и Исаевым Д.А.

 

– Конец работы –

Используемые теги: Технология, получения, мозаичных, животных, растений0.095

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Технология получения мозаичных животных и растений

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Законы делимости (дискретности) в мире растений и животных
Этим объясняется ключевое положение генетики среди других биологических дисциплин. Человеком давно отмечены три явления, относящиеся к… С незапамятных времен человек стихийно использовал свойства наследственности в… Автор первой научной теории эволюции Ж-Б. Ламарк воспользовался идеями древнегреческих ученых для объяснения,…

Способы получения сложных эфиров. Конденсации формальдегида с изобутиленом. Различные способы получения фенола
Данный метод имеет промышленное значение. 3. Присоединение органических кислот к алкенам: 4. Синтез сложных эфиров путем дегидрогенизации спиртов:… Этерификацию спиртов карбоновыми кислотами можно проводить в отсутствии… В присутствии кислотных катализаторов этерификация протекает при температуре 70-150ОС. Наиболее распространенными…

Природных ландшафтов, уничтожению отдельных видов животных и растений и т.п
Рациональное природопользование система деятельности обеспечивающая экономную эксплуатацию природных ресурсов и эффективный режим их... Нерациональное природопользование... деятельность не обеспечивающая сохранения н ри род но ресурсного потенциала и приводящая к загрязнению окружающей...

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО КОРМЛЕНИЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ КОРМЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
ЗООИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ... КАФЕДРА КОРМЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ...

Технология получения высокоочищенного хитозана из панцирей ракообразных
К неоспоримым достоинствам хитозана относится его совершенная безопасность для человека и окружающей среды: экологически чист и полностью… Однако получаемый общими методами полисахарид хитозан характеризуется… Последнее обуславливает образование нерастворимых гель-частиц при растворении хитозана.

Технология Сверхбольших интегральных схем (Технология СБИС)
Получение химически чистого Si в 10 раз дешевле, чем Ge. Вышеперечисленные преимущества кремниевой технологии имеют место в связи со следующими его… Исходным сырьем для микроэлектронной промышленности является электронный… После проведения подготовительных технологических циклов механической обработки слитков, подготовки основных и…

Технология серной кислоты и Технология минеральных удобрений – самостоятельные дисциплины.
На сайте allrefs.net читайте: Технология серной кислоты и Технология минеральных удобрений – самостоятельные дисциплины....

Технология получения смолы 135
Прием и дозировка сырья Масло касторовое поступает в цех в бочках, которые устанавливают на весы поз. 2.31.1, откуда масло подается в реактор… Ксилол для азеотропной смеси загружается из бочек по весу с помощью весов поз.… Фталевый ангидрид в соответствии с рецептурой загружают вручную через люк. При загрузке фталевого ангидрида реактор…

Лекция 13. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ 1.Может быть медленный рост и быстрое развитие. Характерно для растений в неблагоприятных условиях недостаток влаги
Рост является неотъемлемым свойством любого живого организма Рост является выражением и внешним проявлением...

Что общего в иммунитете растений и животных
Действительно, в англоязычной фитопатологической литературе термин иммунитет встречается редко, чаще пишут устойчивость resistance. Различия в… У растений и беспозвоночных животных дифференцировка не столь высока. Каждая… У медика и даже ветеринара неизмеримо меньше подходов для использования наследственного иммунитета, чем у…

0.053
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам