8. Molekulární genetika - Rekombinace DNA, šlechtění
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
Rekombinace DNA
- možnost uměle vytvářet nové, nepřirozené molekuly DNA, které by nemohly vzniknout přirozenými procesy (rozmnožování, mutace)
- Je možné genovou DNA izolovat (in vitro/in vivo) a vázat s DNA jiného původu (DNA dárce) = vznikne rekombinantní molekula – ta se vnese do buněčného jádra příjemce (dochází k produkci cizorodého proteinu od DNA dárce)
Genové inženýrství – zabývá se manipulací DNA a vytvářením rekombinantních molekul DNA
Nejčastěji využívané vektory:
Viry – u buněk eukaryontních
Plazmidy – u bakteriálních buněk
Postup rekombinace:
1) Izolace DNA z buněk
2) Rozštěpení DNA na fragmenty pomocí restrikční endonukleasy (speciální enzymy) tím vznikne směs restrikčních fragmentů
3) Vytvořené fragmenty DNA se enzymaticky vloží do vektorové DNA (vektor = nosič) vznikne rekombinantní molekula
4) Vnesení rekomb. molekuly do hostitelské (přijímací) buňky – začíná tvořit nový protein
5) Izolace produktu buňky (po selekci, pomnožení)
Způsoby izolace:
U prokaryontních buněk – štěpením izolované DNA vhodnou restrikční endonukleasou
U eukaryontních buněk – zpětná (reversní) transkripce izolované mRNA do řetězce DNA
Organická syntéza – v případě známé nukleotidové sekvenci
Využití:
Objev molekulárních jevů a dějů – existence intronů
Biotechnologie – syntéza čistých lidských hormonů (inzulin)
Interferony – lék proti virům a částečně zhoubným nádorům
Zisk chemicky čistých látek z bakterií (AMK, enzymy, steroidy…)
Transgenoze rostlin – šlechtění – gen pro ničení larev motýlů, mikrobiálních larev – omezení pesticidů a insekticidů
Transgenoze živočichů – vpravení genu do buněčného jádra vaječné buňky (oplození in vitro), zisk vzácných kovů pomocí bakterií
Genová terapie
Genová terapie
- přímá náprava genových mutací v genomu člověka
Postup:
Transgenoze funkčních alel do lidských buněk – alela zajistí syntézu chybějícího genového produktu
Možné využití buněk:
Kmenové krvetvorné buňky kostní dřeně
Kožní buňky
Buňky epitelů některých vnitřních orgánů
Prokázaná léčba:
Cystické fibrózy
Nádorových onemocnění
Klasické metody šlechtitelství a plemenitby živočichů
Cíl: zlepšení přirozené kvality/výnosu zemědělských odrůd/plemen – dochází k tomu úpravou fyziologických funkcí organismu zásahem do genotypu
Šlechtění rostlin
Způsoby zvětšení výnosů:
Úprava vnějších podmínek – posílení výživy, ochrana proti škůdcům
Vyšlechtění nových kultivarů
Vyšlechtění nových kultivarů
Metody:
Polyploidizace – polyploidní buňky se zvětší než standardní – výsledkem jsou větší rostliny – Příklad: divoce rostoucí pšenice je diploidní 2n = 14 chromozomů, Dnešní pšenice 2n = 42 chromozomů
Haploidizace – vede k získání dvou totožných diploidních linií – výsledkem je rostlina homozygotní ve všech genech používají se prašníkové kultury – nezralá pylová zrna se pěstují in vitro – nejsou opylena, proto vyrostou haploidní rostliny = základ pro homozygotní linii – Příklad: řepka olejka
Roubování (ovocné stromy)
Heteroze – jev, kdy jsou hybridi silnější než jejich rodiče – Příklad: kukuřice, rajčata
Vzdálená hybridizace – mezidruhové křížení – Příklad: pšenice + žito = Triticale (odolnost žita, chuť pšenice)
Mutageneze – viz. Mutace