 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Урок 1 Введение в трансформацию
В этой лабораторной работе вы будете выполнять генетическую трансформацию бактерий. Ген – это кусочек ДНК, который содержит в себе инструкции как сделать определенный белок (кодирует белок). Этот белок наделяет организм каким-либо признаком. Генетическая трансформация буквально означает «изменение, вызванное генами» и выражается в помещении нового гена в организм, для того, чтобы изменить признаки этого организма. Генетическая трансформация используется во многих областях биотехнологии: в сельском хозяйстве для введения генов устойчивости к морозам, вредителям или гниению в растения, при восстановлении почв, когда в бактерии помещают ген, позволяющий им разлагать нефтяные пятна, наконец, в медицине, когда наследственные заболевания, вызванные дефектными генами, начинают лечить с помощью генной терапии, то есть трансформации больных клеток здоровыми генами.
Вы будете трансформировать бактерии геном, кодирующим зеленый флуоресцентный белок (G reen F luorescent P rotein, GFP). Этот ген исходно выделен из биолюминисцентного организма – медузы Aequorea victoria.
В этой работе вы узнаете о процессе перемещения генов из одного организма в другой с помощью плазмид. Плазмиды –это маленькие кольцевые молекулы ДНК, которые часто содержатся в клетках бактерий в дополнение к их основным хромосомам. Плазмиды обычно дают бактериям какие-то полезные для выживания признаки. В природе плазмиды быстро передаются от одной бактерии к другой, благодаря чему бактерии обмениваются «полезными» признаками и приспосабливаются к новой среде обитания. Например, возрастающая устойчивость бактерий к антибиотикам во многом связана с перемещением плазмид.
Плазмида pGLO кодирует гены зеленого флуоресцентного белка и белка, дающего устойчивость к антибиотику ампициллину – бета-лактамазы. pGLO также содержит специальную систему регуляции работы генов, которая контролирует экспрессию GFP в трансформированных клетках. Ген GFP можно «включить», добавив в питательную среду, на которой растут клетки, сахар арабинозу. Отбор трансформированных клеток, получивших плазмиду, осуществляется с помощью выращивания на чашках, содержащих ампициллин. Трансформированные клетки будут белыми на чашках, не содержащих арабинозу и будут зелеными под УФ-светом на чашках с арабинозой.
Вопросы к уроку 1
Так как научные исследования направлены на то, чтобы получить ответ на конкретный вопрос, нашим первым шагом может быть формулировка такого вопроса.
Соображение 1: могу ли я генетически изменить организм? Какой организм?
1. Чтобы генетически трансформировать целый организм, вы должны вставить новый ген (гены) в каждую клетку этого организма. Какой организм лучше подойдет для тотальной трансформации – многоклеточный или одноклеточный?
2. Ученые обычно хотят знать, может ли трансформированный организм передать свои признаки потомству, закрепятся ли они в ряду поколений. Чтобы узнать это, какой бы вы выбрали организм, который размножается и дает потомство быстро, или развивается более медленно?
Соображение 2: как я могу убедиться в том, что клетки генетически трансформированы?
5. Вспомните, что конечной целью генетической трансформации является изменение внешних признаков организма, так называемого фенотипа. Чтобы заметить какие-либо изменения фенотипа, надо сперва тщательно изучить признаки организма до трансформации. Посмотрите на колонии E. coli на ваших чашках и запишите все наблюдаемые внешние признаки, такие как:
а. Число колоний б. Размер колонии: самой большой самой маленькой большинства колоний в. Цвет колоний г. Распределение колоний по чашке д. Внешний вид колоний под ультрафиолетом е. Способность клеток жить и размножаться в присутствии антибиотика, такого как ампициллин
6. Как вы могли бы с помощью двух чашек c LB-агаром, E. coli и ампициллина определить оказывает ли ампициллин эффект на рост на E. coli?
7.Как вы думаете, что ваши экспериментальные данные скажут о действии ампициллина на E. coli?
Соображение 3: гены
Соображение 4: процедура трансформации
Процедура трансформации состоит из трех шагов. Эти шаги направлены на то, чтобы внедрить плазмидную ДНК в клетки E. coli и дать возможность клеткам экспрессировать приобретенные гены.
Чтобы переместить плазмидную ДНК через мембрану, вы:
Чтобы трансформированные клетки могли расти в присутствии ампициллина, вы должны:
Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 1119 | Нарушение авторских прав |
Благодаря зеленому флуоресцентному белку, медуза флуоресцирует и светится в темноте. Пройдя через процедуру трансформации, бактерии экспрессируют приобретенный ген медузы и производят белок, благодаря которому начинают светиться ярко-зеленым под ультрафиолетом.
Генетическая трансформация предполагает внедрение новой ДНК в клетки E. coli. В дополнение к основной хромосоме, клетки бактерий часто содержат одну или несколько маленьких кольцевых молекул ДНК, называемых плазмидами. Плазмидная ДНК обычно содержит гены, отвечающие за несколько признаков. Ученые используют методы генетической инженерии для того, чтобы вставить в плазмиду гены, кодирующие новые признаки. В данном случае, в плазмиду pGLO был вставлен ген зеленого флуоресцентного белка и ген bla, кодирующий белок бета-лактамазу – фермент, разрушающий антибиотик ампициллин и дающий клеткам устойчивость к этому антибиотику. Генетически модифицированная плазмида может быть использована для проведения трансформации клеток, чтобы передать им новый признак.