Главная страница
Навигация по странице:

  • ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

  • ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

  • ТРАНСГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ – ЭФФЕКТИВНЫЕ ДЕСТРУКТОРЫ КСЕНОБИОТИКОВ

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  • реферат про траснгенные микроорганизмы 1. Трансгенные микроорганизмы эффективные биодеструкторы ксенобиотиков


    Скачать 34.67 Kb.
    НазваниеТрансгенные микроорганизмы эффективные биодеструкторы ксенобиотиков
    Дата05.12.2018
    Размер34.67 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлареферат про траснгенные микроорганизмы 1.docx.docx
    ТипРеферат
    #53401

    Министерство образования и науки РФ

    ФГБОУ ВО Кемеровский Государственный Университет

    Кафедра «Бионанотехнология»

    Реферат на тему:

    «Трансгенные микроорганизмы – эффективные биодеструкторы ксенобиотиков»

    выполнил: студент гр. ПБ-151

    Кичаева А.Р.

    проверила: ст. преподаватель,

    Величкович Н.С.

    Кемерово 2018

    СОДЕРЖАНИЕ

    ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………....…..3

    1. ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ …………. 5

    2. ТРАНСГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ – ЭФФЕКТИВНЫЕ ДЕСТРУКТОРЫ КСЕНОБИОТИКОВ……………………………………………………………………….. 6

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………..9


    ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
    Биодеструкция (биодеградация) – это разрушение сложных, загрязняющих окружающую среду, веществ в результате деятельности живых систем.

    Ксенобиотики– чужеродные для организмов соединения (промышленные загрязнения, пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные средства и т. п.), которые практически не включаются в элементные циклы углерода, азота, серы или фосфора. Попадая в окружающую среду в значительных количествах, ксенобиотики могут воздействовать на генетический аппарат организмов, вызывать их гибель, нарушать равновесие природных процессов в биосфере. 

    Трансгенный организм живой организм, в геном которого искусственно введен ген, который не может быть приобретен при естественном скрещивании.

    ВВЕДЕНИЕ

    С самых давних времен человечество использовало для питания и других своих нужд продукты, которые были получены от разных видов животных и растений. Большинство из них в процессе развития цивилизации были окультурены и превратились в классические объекты сельского хозяйства. Так, среди растений выделяют пшеницу, рис, виноград, среди животных – коз, свиней, коров, а среди микроорганизмов – пекарские дрожжи. И во все времена человек пытался сделать эти растения и животные лучше: повысить урожайность и плодовитость, улучшить не тoлько внешний вид, но и вкус, стойкость против различных заболеваний и многoе другое. Изначально для достижения этих целей использовался искусственный отбор от лучших производителей, но данный процесс занимает довольно длительное время и не всегда ведет к созданию нового сорта или породы. Так, в начале XX века стали доступны методы генетики и селекции, которые во много раз начали ускорять создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Но использование таких методов ограниченo, поскольку работы ведутся в геноме одного рода растений или одного вида растений и микроорганизмов. Благодаря достижениям последних десятилетий XX века в таких областях биологии как генетика, микробиология, молекулярная биология у ученых появилась возможность создать трансгенные организмы с признаками, которых они раньше не имели.

    В настоящее время большинство исследовательских активно проводят работу широкомасштабного конструирования генетически модифицированных микроорганизмов (трансгенные микроорганизмы), которые должны оказывать полезное действие в открытых экосистемах, и предназначены в свою очередь для реализации важного этапа в развитии цивилизации - для направленной генетической модификации биосферы. Ученые считают, что именно генетическая модификация биосферы поможет решить самые серьезные проблемы планеты, связанные с глобальным ухудшением климата, с деградацией окружающей среды, с исчерпанием биоресурсов и др.

    ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

    Трансгенный организм – это живой организм, в геном которого искусственно введен ген, который не может быть приобретен при естественном скрещивании.

    Все трансгенные микрoорганизмы получены с помощью методов генетической инженерии, которая создаёт организмы с новыми наследственными свойствами. Основной задачей генетической и генной инженерии является выделение отдельных генов, их молекулярное клонирование и создание рекомбинантной ДНК - искусственной комбинации из генов и различных промоторов.

    Трансгенные микроорганизмы в открытых экосистемах могут применяться для таких целей, как:

    • восстановление плодородия тех земель, которые уже стали пустынями;

    • уменьшение парникового эффекта (благодаря поглощению избыточного углекислого газа атмосферы);

    • повышение урожайности у большинства сельскохозяйственных растений (трансгенные азотфиксаторы, продуценты БАВ и др.);

    • подавление сельскохозяйственных вредителей (трансгенные биопестициды);

    • увеличение эффективности добычи полезных ископаемых;

    • очистка от загрязняющих веществ почв и водоемов (трансгенные штаммы - деструкторы для биоремедиации);

    ТРАНСГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ – ЭФФЕКТИВНЫЕ ДЕСТРУКТОРЫ КСЕНОБИОТИКОВ

    Биодеградация - процесс разрушения отходов, которые попадают в окружающую среду, с помощью микроорганизмов. Биодеградация природных соединений проходит довольно легко, поскольку разложение органических соединений животных и растений является частью пищевых цепей, созданных в процессе эволюции. Биодеградация ксенобиотиков (чужеродных для организмов соединений: пестицидов, ПАВ, красителей) в почве и воде происходит медленно. Так как, данный процесс зависит от многих факторов: химической природы ксенобиотика; физико-химических условий среды, действующих как на ксенобиотик, так и на микроорганизмы. В почве на этот процесс значительное влияние оказывают структура почвы, влажность, температура, кислотность.

    Выявлено, что многие микробные сообщества обладают способностью к разрушению ряда ксенобиотиков, причем способность к биодеградации у смешанных популяций микроорганизмов может быть выше и быстрее, чем у чистых культур одного вида микроорганизмов. Способность микроорганизмов разрушать ксенобиотик зависит от присутствия в клетках генов, которые в свою очередь, определяют синтез ферментов, участвующих в деградации соединения. Конструирование рекомбинантных штаммов состоит в объединении нескольких генов или их блоков, отвечающих за первичный метаболизм соединений. Плюсы такого объединения в том, что трансгенные микроорганизмы способны синтезировать разного рода ферментные системы, это и позволяет эффективно и довольно быстро разрушать широкий спектр химических загрязнений. С помощью генетической модификации не только повышается устойчивость микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды, но и появляются новые важные для практического применения свойства.

    Ответственные за деградацию гены бактерий расположены в хромосомах во внехромосомных элементах – катаболических плазмидах, плазмидах деградации. В генной инженерии бактериальные плазмиды применяют как векторы, с целью передачи некоторой части генетического материала от хозяина в клетки реципиента. Они находятся в виде саморегулирующихся кольцевых двунитевых молекул ДНК и могут стабильно и автономно существовать в клетке. Процесс саморепликация плазмиды проходит с помощью ферментных систем клетки-хозяина. Плазмиды принадлежат подвижным элементам (векторам), т. е. способны к внутривидовому переносу между клетками популяции, клетками различных видов и родов микроорганизмов.

    Новые сочетания генов, полученные в результате внутри- и межплазмидной рекомбинации, между плазмидой и хромосомой хозяина, приводят к появлению новых комбинаций генов и распространению катаболических путей деградации, кодируемых плазмидами. Так как в кольцевую хромосому бактерий входит ограниченное количество генов, она обеспечивает основной метаболизм бактерий, их развитие в благоприятных условиях. При изменении условий выживание популяций бактерий обеспечивается наследственными элементами в форме подвижных, легко передаваемых структур, кодирующих биосинтез ферментов, необходимых для существования бактерий в изменившихся условиях обитания. К примеру, один из выделенных штаммов бактерии Pseudomonas  способен использовать более 100 видов органических соединений. Бактериальная хромосома не может содержать все гены, ответственные за синтез ферментов, необходимых для деградации такого большого количества соединений. Тогда в этом случае метаболизм многих соединений проходит при участии ферментов, кодируемых плазмидами.

    Исследования по отбору и созданию трансгенных микроорганизмов - деструкторов ксенобиотиков активно изучаются в Беларуси. В Институте микробиологии НАН изучена экологическая тактика трансгенных микроорганизмов-деструкторов ксенобиотиков и разработана концепция регулирования деятельности микрофлоры, которая обеспечивает интенсификацию процессов разрушения загрязняющих почву токсических веществ. Получены уникальные штаммы микроорганизмов, способных деградировать широкий ряд ксенобиотиков, в том числе хлорароматические соединения в смеси и при их высоких концентрациях. На основе отобранных культур-деструкторов разработана технология препарата «Родобел-Т», который используют для очистки сточных почв от загрязнения нефтью и дизельным топливом. Эффективность применения микробного препарата «Родобел-Т» на основе микроорганизмов рода Rhodococcus, иммобилизированных на торфяном носителе для разрушения нефти и ее производных в почве, проверена в производственном опыте сотрудниками Института микробиологии НАН и Института проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларусь. Использование этого препарата обеспечивает разрушение нефти и дизтоплива на 90% уже через 2 месяца после внесения в почву, в то время как в естественных условиях разложение нефти в почве происходит за 5 и более лет.

     

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Таким образом, на данный момент существует большая разница между достижениями, полученными в конструировании микроорганизмов, и возможностями их практического применения, поскольку использование трансгенных микроорганизмов – деструкторов ксенобиотиков для практического применения находится пока еще на ранней стадии.

    Одна из основных проблем при конструиро­вании микроорганизмов на основе природных катаболических плазмид – стабильность. Стабильность систем «хозяин-вектор» важна при интродукции штаммов в естественную среду. При возвращении микроорганизма с новой катаболической функцией в исходную природную среду он пытается конкурировать с хорошо адаптированной к данным усло­виям среды естественной микрофлорой и сталкивается с огромным разнообразием источников углерода, в том числе высокотоксичных. Вторая проблема обусловлена недостатком знаний о механизмах деградации и структуре метаболических путей, а также возможностями риска, связанного с попаданием сконструированных организмов в среду. Методы генетической инженерии могут быть полезными для усовершенствования уже существующих деградативных способностей микробных клеток.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Трошкова, Г.П. Экологическая биотехнология: учебное пособие / Г.П. Трошкова, Е.К. Емельянова, Н.О. Карабинцева. – Новосибирск: СибмедиздатНГМ, 2011. – 142 с.

    2. Биодеградация ксенобиотиков в окружающей среде [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://neznaniya.net/agrojekologija/biotehnologija/517-biodegradaciya-ksenobiotikov-v-okruzhayuschey-srede.html.

    3. Рекомбинантные молекулы: значение для науки и практики / Под ред. Р.Бирса. – М.: Мир, 1980. – 231 с.

    4. Основные биохимические пути микробиологической трансформации загрязняющих веществ. Микроорганизмы – биодеструкторы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://znatock.org/s3543t1.html.

    5. Микробная биодеградация ксенобиотиков и токсикантов Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://works.doklad.ru/view/c5ULqVSBUO4.html.
    написать администратору сайта