Вопросы для самоконтроля

1. Слияние протопластов (парасексуальная гибридизация).

2. Возможности парасексуальной гибридизации.

3. Спонтанное и индуцированное слияние.

4. Методы маркирования протопластов.

5. Судьба геномов (ядерного и цитоплазматического) после слияния протопластов.

6. Соматический гибрид.

7. Цибрид.

8. Асимметричные гибриды.

9. Виды соматических гибридов.

10. Межвидовой гибрид.

11. Межродовой гибрид.

12. Межтрибные гибриды.

13. Межсемейственные гибриды.

14. Межцарственные гибриды.

15. Гибридомная технология.

16. Схема гибридомной технологии.

17. Применение гибридом.

Список литературы Основная

1. Биотехнология: учебное пособие для вузов, в 8 кн., под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д. – М., 1987.

2. Блинов, В.А. Общая биотехнология: курс лекций. В 2-х частях. Ч. 1 / В.А. Блинов. – Саратов, 2003.

3. Глик, Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение / Б. Глик, Дж. Пастернак. – М.: Мир, 2002. – 592 с. – ISBN: 5-03-003328-9

4. Елинов, Н.П. Основы биотехнологии / Н.П. Елинов. – СПб.: Наука, 1995. – ISBN 5-02-026027-4

5. Сельскохозяйственная биотехнология / Шевелуха В.С. и др. – М.: Высшая школа, 2003. – 427 с. – ISBN: 5-06-004264-2

Дополнительная

1. Клунова, С.М. Биотехнология: учебник / С.М. Клунова, Т.А. Егорова, Е.А. Живухина. – М.: Академия, 2010. – 256 с. – ISBN 978-5-7695-6697-4

2. Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс]: электронное учебное пособие / Н.А. Войнов, Т.Г. Волова, Н. В. Зобова и др.; под науч. ред. Т.Г. Воловой. – Электрон. дан. (12 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2009.

3. Тарантул, В.З. Толковый биотехнологический словарь русско-английский: справочное издание [Электронный ресурс] / В.З. Тарантул. – М.: Языки славянских культур, 2009. – 936 с. – ISBN: 978-5-95-51-0342-6 – Доступ с сайта научной библиотеки СГАУ – ЭБС IPRbooks

4. http://www.biotechnolog.ru

Лекция 16 Основы молекулярной биотехнологии - I

16.1. Традиционные методы селекции. Методы селециии микроорганизмов

Селекция (от латинского selectio – выбор, отбор) – практические приемы и методы выведения новых и улучшения существующих сортов растений и пород животных и получения полезных видов микроорганизмов, дающих при определенных условиях наибольшее количество полезной для человека продукции. Селекционные объекты получают на основе двух свойств – изменчивости и наследственности. Теоретической основой селекции является генетика. В результате селекции получают мутанты, наследственность которых изменена.

Методы селекции

Метод спонтанных мутаций. Так были отобраны штаммы пивных, винных, пекарских дрожжей, уксуснокислых, пропионовокислых бактерий и др. Однако частота спонтанных мутаций невелика. Чтобы возникла мутация ген должен удвоиться 10⁶ - 10⁸ раз.

Индуцированный мутагенез. Для его проведения используются следующие подходы:

• в протоке лимитируется количество какого-либо субстрата. Так, если в среде культивирования E. coli уменьшается содержание лактозы, то это приводит к накоплению мутантов с более высокой активностью -галактозидазы, вследствие амплификации генов лактозы;

• применяют физические мутагены, которые способны повреждать ДНК (ультрафиолетовое, рентгеновское или -излучение);

• используют химические мутагены: ингибиторы предшественников нуклеиновых кислот (азогуанин, азосерин, кофеин); аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот (5-бромурацил, 5-хлорурацил, 2-аминопурин); алкилирующие соединения (диметилсульфат, окись пропилена, фенол, формальдегид);

• используют биологические факторы (фаги).

После получения мутаций отбирают наиболее продуктивные клоны, которые вновь подвергают воздействию тех или других мутагенов и т.д., т.е. проводят ступенчатый отбор по интересующему признаку. Однако этот метод трудоемок и не позволяет достоверно судить о характере возникших изменений.

Метод отбора продуцентов по их устойчивости к структурным аналогам целевого продукта. Метод основан на регуляции активности ферментов по принципу обратной связи. Так, микроорганизмы синтезируют азотсодержащие соединения только из глюкозы и ионов аммония. При добавлении в среду культивирования, например, аминокислоты синтез аминокислот прекращается. У сверхпродуцентов фермент сохраняет свою активность и не реагирует на ингибирующее действие конечного продукта, или синтез фермента оказывается устойчивым к избытку продукта или его аналога. Так, мутантные клеточные клоны моркови устойчивые к этионину (аналог метионина) синтезировали в 20 раз больше метионина, а резистентные к 5-метилтрипрофану – в 30 раз больше триптофана.

При селекции микроорганизмов необходимо учитывать ряд их особенностей:

• каждая клетка при выращивании образует клон, т.е. совокупность генетически однородных особей. Однако, вследствие естественных мутаций, в клоне развивается гетерогенность и он превращается в популяцию (совокупность клеток с разными генотипами);

• у микроорганизмов нет скрытой изменчивости;

• для микроорганизмов не характерно половое размножение, поэтому селекцию клеток можно проводить только вегетативным путем;

• отбор положительных мутантов проводится быстрее и эффективнее благодаря быстрой смене поколений микроорганизмов.

Для селекции микроорганизмов используют музейные культуры, известные промышленные продуценты или выделяют микробы из природных субстратов.

Главные этапы селекции микроорганизмов: выбор объекта селекции; получение ценного продуцента; мутагенез; рекомбиногенез (скрещивание, слияние клеток, генная инженерия, конъюгация, трансформация, трансдукция); отбор (естественный, искусственный); стабилизация свойств штаммов, полученных в результате селекции; консервация.