Основные объекты биотехнологических процессов

1. Ознакомиться с общими сведениями по теме и усвоить основные понятия (прокариоты, эукариоты, вирусы, бактериофаги).

2. Рассмотреть под микроскопом и зарисовать строение прокариотической и эукариотической клетки, бактериофага.

3. Заполнить таблицу «Основные органоиды клетки и их функции».

Таблица 1

Основные органоиды клетки и их функции

Органоиды клетки	Основные особенности строения	Функции в клетке

4. Выполнить задание:

- бактериофаг, паразитирующий в кишечникой палочке, содержит в зрелых частицах одноцепочечную ДНК (плюс-спираль). После внедрения в бактериальную клетку молекула ДНК достраивает комплементарную минус-спираль. Последняя становится матрицей для синтеза и-РНК и контролирует синтез белка оболочки фага. Составьте модель транскрипции и трансляции информации гена при условии, что участок плюс-цепи фага содержит азотистые основания, расположенные в нижеприведенной последовательности:

а) ГТАТАЦГГГАТА;

б) ТГГАЦГЦЦТАТЦ;

в) ЦАГГЦАЦЦТГАТ.

Исследуемый материал: готовые препараты различных типов клеток

Оборудование: микроскопы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коростелева, Н.И. Биотехнология: учебное пособие/ Н.И. Коростелева, Т.В. Громова, И.Г. Жукова. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. – с. 17-18.

ТЕМА 2. Микробиологические процессы в задачах ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ биотехнологии

Цель работы: получить навыки приготовления питательных сред, посевного материала и контроля концентрации посевного материала

Приготовление питательной смеси и матричной культуры для культивации дрожжей

Ход работы:

1. Приготовить питательную среду, для чего:

- отвесить 50 г глюкозы и всыпать ее в стерильную емкость объемом 0,5 л;

- отвесить по 0,01 г NaCI, MgSO₄, KCI и всыпать их в емкость;

- влить в эту емкость 300 мл дистиллированной воды температурой 360°С и размешать;

- определить концентрацию глюкозы фотоколориметрическим методом.

2. Приготовить посевной материал, для чего:

- взвесить 5 г дрожжей S. servisea;

- влить в стерильную емкость (объем 50 мл) 30 мл дистиллированной воды температурой 36°С;

- всыпать навеску дрожжей в воду и размешать;

- провести контроль концентрации посевного материала фотоколориметрическим методом;

- определить концентрацию дрожжей микроскопическим анализом.

Реактивы: раствор сульфата натрия 0,5-1,0Н, раствор тиосульфата натрия 0,1 Н, глюкоза – 0,1 кг, спирт этиловый – 0,05 кг, культура S. servisea (10 г сухого препарата с влажностью 75%), комплект реактивов для определения концентрации глюкозы.

Оборудование

1. Бюретки (50 и 30 мл), колбы конические (100-500 мл).

2. Мензурки (0,5; 0,1; 2,5; 30 мл), пипетки (0,2-0,5 мл).

3. Фотоколориметр (КФК-3).

4. Микроскоп.

5. Камера Горяева.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коростелева, Н.И. Биотехнология: учебное пособие/ Н.И. Коростелева, Т.В. Громова, И.Г. Жукова. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. – с. 70-71.

Тема 3. Генетическая инженерия

Цель: усвоить основные понятия и методы генной инженерии. Научиться получать каллусную ткань из вегетативных органов растений

При оптимизации любого биотехнологического процесса, протекающего с участием живых организмов, основные усилия обычно направлены на улучшение их генетических свойств. Традиционно для этих целей использовали мутагенез с последующим скринингом и отбором подходящих вариантов. Сегодня в этой области произошли громадные перемены. В настоящее время разрабатываются и применяются принципиально новые методы, основанные на технологии рекомбинантных ДНК. Модификация генетического материала осуществляется разными методами: в живом организме (in vivo) и вне его (in vitro), соответственно, это два направления – клеточная инженерия и генетическая инженерия. С помощью этих методов возможно получение новых высокопродуктивных продуцентов белков и пептидов человека, антигенов, вирусов и др. Генетическая инженерия – это методы получения рекомбинантных ДНК (рДНК), объединяющих последовательности нуклеотидов разного происхождения. Она может быть генной, геномной и хромосомной.

Генная инженерия – целенаправленное изменение естественных генетических характеристик известных вирусов и клеток.

Техника генетического конструирования in vitro включает несколько последовательных процедур:

- получение нужного гена;

- встраивание его в генетический элемент, способный к репликации (вектор);

- введение гена, входящего в состав вектора, в организм-реципиент;

- идентификацию (скрининг) и отбор клеток, которые приобрели желаемый ген или гены.

Источники генов Векторы

1. Фрагменты генома 1. Плазмиды

2. Синтез ДНК на мРНК 2. Фаги

при помощи ревертазы

3. Химический синтез 3. Космиды

↓ ↓