Практичне значення генетики бактерій
Даний реферат виконаний командою сайту
www.ukrreferat.com - найбільшого сайту з українськими рефератами та курсовими роботами!
ПЛАН
1. Поняття про генетику як науку
2. Способи і напрямки застосування досягнень генетики
3. Біоклітинні технології на службі у людини
Список використаної літератури:
1. Поняття про генетику як науку
Генетика — наука про спадковість і мінливість усіх живих істот, її основи були закладені відкриттями, зробленими Г.Менделем у 1866 р. Процеси спадковості й мінливості широко вивчаються у світі мікро¬бів, оскільки мікроорганізми є найзручнішим об'єктом для генетич-них досліджень, бо за короткий час утворюють велику кількість гене¬рацій.
Вивчення генетики бактерій та інших мік¬роорганізмів має дуже важливе як теоретичне, так і практичне значення для спрямованої селек¬ції високопродуктивних штамів, які останнім часом почали широко застосовуватися в різ¬них галузях народного господарства. Викорис¬тання в селекції мікроорганізмів методів природного добору, індуко¬ваного мутагенезу, популяційної мінливості, клонування, гібридизації соматичних клітин тощо дало можливість одержати високопродук¬тивні штами мікроорганізмів.
Останні знайшли широке застосуван¬ня в мікробіологічній промисловості для виробництва кормового білка, амінокислот, ферментів, вітамінів, антибіотиків, бактеріаль¬них добрив, засобів захисту рослин, анатоксинів, лікувально-про¬філактичних препаратів — вакцин, інтерферонів, гормонів, інтер-лейкінів та ін. Наприклад, з індукованих мутантів із наступною се¬лекцією їх було одержано штами — продуценти амінокислот, продуктивність яких у 100 разів вища від такої у вихідних штамів. Продуцент лізину дає в 300-400 разів більший вихід цієї незамінної амінокислоти, ніж природний штам.
2. Способи і напрямки застосування досягнень генетики
Багатонадійні перспективи для сільського господарства, біології та медицини й інших галузей народного господарства відкриваються у зв'язку з розробкою і вдосконаленням методів генної і клітинної інженерії, за допомогою яких експериментальне доведена можли¬вість передачі не тільки природних генів, а й штучно синтезова¬них, які кодують синтез різноманітних біологічно активних сполук. Наприклад, ще в перших дослідах з генної інженерії, проведених у 1973 p., було введено за допомогою фага в геном Е.соїі ген LIG, який контролює синтез лігази. Внаслідок цього вміст лігази в кліти-нах-реципієнтах збільшився в 500 разів. Тепер у клітини кишкової палички клоновані і функціонують гени інтерферонів, гормону рос¬ту, інсуліну та ін. За допомогою клонованих штамів Е.соїі одержують препарати інтерферону, інсуліну і соматотропіну.
Є також дані про те, що успішно функціонують клоновані у бак¬терії гени вірусів грипу, гепатиту В, герпесу, ген білка оболонки віру-
су ящуру, що в найближчий час дозволить розробити технологію ви¬робництва молекулярних вакцин без баластних білків.
Останнім часом інтенсивно вивчаються методи трансплантації генів за допомогою плазмід, які ще часто називають «генною інжене¬рією в природі». Вони відіграють велику роль у передачі генетичного матеріалу між бактеріями, які належать навіть до віддалених філоге-нетичних груп. Плазміди є фактично каналом генетичної комуніка¬ції в бактеріальному світі. Наприклад, методами генної інженерії бу¬ло зроблено пересадку гена nif з азотфіксуючої бактерії в неазотфік-суючу, і остання набула властивості фіксувати молекулярний азот. Тепер ведуться роботи з перенесення генів від бактерій до клітин ви-щих рослин.
В лабораторних умовах одержано рекомбінантні плазміди, які містять гени двох різних бактерій, бактерій і вірусів, бактерій і рос¬лин, бактерій і тварин, бактерій і людини. Дуже важливим є те, що такі рекомбінантні плазміди, інтродуковані в бактеріальні клітини, дали експресію.
Особливої ваги набувають нині методи одержання енергії та пе¬реробки відходів промисловості і сільського господарства з метою одержання цінних біопродуктів і захисту біосфери від забруднення за допомогою мікроорганізмів. Мікробіологічна наука і мікробіологіч¬на індустрія можуть зробити помітний внесок у розв'язання енерге¬тичних проблем, які пов'язані зі значним зменшенням запасів нафти і вугілля на нашій планеті.
Відомо, що поверхня Землі щорічно отримує таку кількість соня¬чної енергії, яка в тисячі разів перевищує рівень виробленої у світі енергії з паливних ресурсів, що видобуваються. Сучасне вирощуван¬ня рослин використовує фотосинтез із ККД запасання фотосинте¬тичне активної радіації (ФАР) в урожаї на рівні 0,1—0,5 %. У XXI ст. інтенсифікація рослинництва має забезпечити ККД агрофітоценозів приблизно до 3—5 % ФАР. Мікроорганізми здатні трансформувати сонячну енергію в хімічну з ККД до 15-18 %, що свідчить про наба¬гато вищу ефективність цього процесу в мікроорганізмів порівняно з вищими рослинами.У США, Німеччині, Індії, КНР, Англії та в інших країнах здійс¬нюється мікробіологічна переробка гною і різних побутових та сіль¬ськогосподарських відходів на біогаз. Це відбувається шляхом мета¬нового бродіння в анаеробних умовах. У спеціальних газових уста¬новках метаноутворюючі бактерії перетворюють до 95 % вуглецю органічного субстрату на метан. Одержуваний на очисних спорудах біогаз в Англії використовують для освітлення вулиць уже протягом десятків років. У США біля 2 % енергії одержують внаслідок пере¬робки міських відходів на біогаз.
Останніми роками проводяться також інтенсивні дослідження з розробки мікробіологічних методів одержання рідких нафтоподібних продуктів — рідких вуглеводнів і гліцеролів із біомаси мікро¬скопічних водоростей. Виявлено понад 100 видів фототрофних мікроорганізмів, які мають здатність утворювати водень внаслідок розщеплення води, а як вважають, водень є найперспективнішим екологічно чистим паливом майбутнього.
3. Біоклітинні технології на службі у людини
Не применшуючи значення класичної селекції та генної інжене¬рії, необхідно зазначити, що сьогодні народжується принципово но¬вий перспективний напрямок повністю безклітинної біотехнології — використання в біотехнологічних процесах не живих клітин, а заміна їх біореакторами, в яких вибірковий синтез будь-яких заданих про¬дуктів здійснюється за допомогою безклітинних систем, які містять лише необхідний набір очищених клітинних компонентів.
Розшифрування геному людини поки що взагалі важко оцінити. Цю подію прирівнюють до розщеплення атомного ядра або польоту в Космос. Відкриваються перспективи вирощування органів для трансплантації, клонування тварин і людини, створення принципо¬во нових трансгенних організмів, розробки методів боротьби з хво¬робами, які раніше вважалися невиліковними.
Список використаної літератури:
1. Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.: Либідь, 2001. – 312 с.
2. Ґудзь С.П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991.
3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М., 1987.