Клонирование

ПЛАН 
 
 

I.  Вступление …………………………………………………………………………………………………2

II. Основная часть:

                      1. Клеточная инженерия……………………………………………………………..2

                      1.2 Строение клетки ……………………………………………………………………2

                      2.    Клонирование……………………………………………………………………….9

                      3.    Генная инженерия……………………………………………………………….13

III.   Заключение.……………………………………………………………………………………………16

IV.  Список используемой литературы…………………………………………………………19

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  
 

ВСТУПЛЕНИЕ 

Биология – это  наука, которая в наши дни активно  развивается и огромные надежды  возлагаются именно на биотехнологии. Сейчас методы биотехнологии внедряются в промышленность, сельское хозяйство  и медицину. Генетическая инженерия, клеточная инженерия и конечно  клонирование наиболее актуальны в XXI веке и к сожалению в школе  не в полной мере рассматривают эти  темы. Я выбрал именно эту тему для  своей работы так как хочется  узнать больше о направлениях современной  биологии.  

БИОТЕХНОЛОГИЯ, использование  живых организмов и биологических  процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение  других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии и культуры животных и  растительных клеток.

БИОТЕХНОЛОГИЯ (от греч. bios — жизнь, techne — искусство, мастерство и logos — слово, учение), использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Биотехнология — междисциплинарная область, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. С развитием биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества — ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.

1. Клеточная инженерия

а) введение

КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, конструирование специальными методами клеток нового типа. Клеточная инженерия включает реконструкцию жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, объединение целых клеток, принадлежавших различным видам (и даже относящихся к разным царствам — растениям и животным), с образованием клетки, несущей генетический материал обеих клеток, и другие операции. Клеточная инженерия используется для решения теоретических проблем в биотехнологии, для создания новых форм растений, обладающих полезными признаками и одновременно устойчивых к болезням и т. п.

КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, создание клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. В узком смысле слова под этим термином понимают гибридизацию протопластов или животных клеток, в широком — различные манипуляции с ними, направленные на решение научных и практических задач. Является одним из основных методов биотехнологии.

б) строение и функции  клетки

Клетка любого организма, представляет собой целостную живую  систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетки осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними  клетками (в многоклеточных организмах).

Оболочка клеток. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны. Клетки животных и растений различаются по строению их наружного  слоя. У растений, а также у  бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена  плотная оболочка, или клеточная  стенка. У большинства растений она  состоит из клетчатки. Клеточная  стенка играет исключительно важную роль: она представляет собой внешний  каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток: через  клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.  

   Наружный  слой поверхности клеток животных  в отличие от клеточных стенок  растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп  и состоит из разнообразных  полисахаридов и белков. Поверхностный  слой животных клеток получил  название гликокаликс. 

 Гликокаликс выполняет  прежде всего функцию непосредственной  связи клеток животных с внешней  средой, со всеми окружающими  ее веществами. Имея незначительную  толщину (меньше 1 мкм), наружный слой  клетки животных не выполняет  опорной роли, какая свойственна  клеточным стенкам растений. Образование  гликокаликса, так же как и  клеточных стенок растений, происходит  благодаря жизнедеятельности самих  клеток.

Плазматическая мембрана. Под гликокаликсом и клеточной  стенкой растений расположена плазматическая мембрана (лат. “мембрана»-кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм, изучение ее строения и функций  возможно только с помощью электронного микроскопа.

В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядочено расположены  и соединены друг с другом химическими  взаимодействиями. По современным представлениям молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной слой. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину.

 Молекулы белка  и липидов подвижны, что обеспечивает  динамичность плазматической мембраны.

 Плазматическая  мембрана выполняет много важных  функций, от которых завидят  жизнедеятельность клеток. Одна  из таких функций заключается  в том, что она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое  клетки от внешней среды. Но  между клетками и внешней средой  постоянно происходит обмен веществ.  Из внешней среды в клетку  поступает вода, разнообразные соли  в форме отдельных ионов, неорганические  и органические молекулы. Они  проникают в клетку через очень  тонкие каналы плазматической  мембраны. Во внешнюю среду выводятся  продукты, образованные в клетке. Транспорт веществ- одна из  главных функций плазматической  мембраны. Через плазматическую  мембрану из клети выводятся  продукты обмена, а также вещества, синтезированные в клетке. К числу  их относятся разнообразные белки,  углеводы, гормоны, которые вырабатываются  в клетках различных желез  и выводятся во внеклеточную  среду в форме мелких капель.

Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные  ткани (эпителиальную, мышечную и др.), соединяются друг с другом плазматической мембраной. В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может  образовывать складки или выросты, которые придают соединениям  особую прочность. 

 Соединение клеток  растений обеспечивается путем  образования тонких каналов, которые  заполнены цитоплазмой и ограничены  плазматической мембраной. По  таким каналам, проходящим через  клеточные оболочки, из одной  клетки в другую поступают  питательные вещества, ионы, углеводы  и другие соединения.

На поверхности  многих клеток животных, например различных  эпителиев, находятся очень мелкие тонкие выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной, - микроворсинки. Наибольшее количество микроворсинок  находится на поверхности клеток кишечника, где происходит интенсивное  переваривание и всасывание переваренной пищи.

Фагоцитоз. Крупные  молекулы органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы  пищи, бактерии поступают в клетку путем фагоцита (греч. “фагео” - пожирать). В фагоците непосредственное участие  принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу, которая в “мембранной упаковке” погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества.  

 Цитоплазма. Отграниченная  от внешней среды плазматической  мембраной, цитоплазма представляет  собой внутреннюю полужидкую  среду клеток. В цитоплазму эукариотических  клеток располагаются ядро и  различные органоиды. Ядро располагается  в центральной части цитоплазмы. В ней сосредоточены и разнообразные  включения - продукты клеточной  деятельности, вакуоли, а также  мельчайшие трубочки и нити, образующие  скелет клетки. В составе основного  вещества цитоплазмы преобладают  белки. В цитоплазме протекают  основные процессы обмена веществ,  она объединяет в одно целое  ядро и все органоиды, обеспечивает  их взаимодействие, деятельность  клетки как единой целостной  живой системы.

 Эндоплазматическая  сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы  заполнена многочисленными мелкими  каналами и полостями, стенки  которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре  с плазматической мембраной. Эти  каналы ветвятся, соединяются друг  с другом и образуют сеть, получившую  название эндоплазматической сети.

Эндоплазматическая  сеть неоднородна по своему строению. Известны два ее типа - гранулярная  и гладкая. На мембранах каналов  и полостей гранулярной сети располагается  множество мелких округлых телец - рибосом, которые придают мембранам шероховатый  вид. Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут рибосом на своей  поверхности.

Эндоплазматическая  сеть выполняет много разнообразных  функций. Основная функция гранулярной  эндоплазматической сети - участие  в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах.

 На мембранах  гладкой эндоплазматической сети  происходит синтез липидов и  углеводов. Все эти продукты  синтеза накапливаются в каналах  и полостях, а затем транспортируются  к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются  в цитоплазме в качестве клеточных  включений. Эндоплазматическая сеть  связывает между собой основные  органоиды клетки.

Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.

 В одной клетке  содержится много тысяч рибосом,  они располагаются либо на  мембранах гранулярной эндоплазматической  сети, либо свободно лежат в  цитоплазме. В состав рибосом  входят белки и РНК. Функция  рибосом - это синтез белка.  Синтез белка - сложный процесс,  который осуществляется не одной  рибосомой, а целой группой,  включающей до нескольких десятков  объединенных рибосом. Такую группу  рибосом называют полисомой. Синтезированные  белки сначала накапливаются  в каналах и полостях эндоплазматической  сети, а затем транспортируются  к органоидам и участкам клетки, где они потребляются. Эндоплазматическая  сеть и рибосомы, расположенные  на ее мембранах, представляют  собой единый аппарат биосинтеза  и транспортировки белков.

 Митохондрии.  В цитоплазме большинства клеток  животных и растений содержатся  мелкие тельца (0,2-7 мкм) - митохондрии  (греч. «митос» - нить, «хондрион» - зерно,  гранула).

 Митохондрии хорошо  видны в световой микроскоп,  с помощью которого можно рассмотреть  их форму, расположение, сосчитать  количество. Внутреннее строение  митохондрий изучено с помощью  электронного микроскопа. Оболочка  митохондрии состоит из двух мембран - наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, напротив, образует многочисленные складки, которые направлены в полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. «криста» - гребень, вырост) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен, причем особенно много крист в митохондриях активно функционирующих клеток, например мышечных.

  Митохондрии  называют «силовыми станциями»  клеток» так как их основная  функция - синтез аденозинтрифосфорной  кислоты (АТФ). Эта кислота синтезируется  в митохондриях клеток всех  организмов и представляет собой  универсальный источник энергии,  необходимый для осуществления  процессов жизнедеятельности клетки  и целого организма. 

 Новые митохондрии  образуются делением уже существующих  в клетке митохондрий. 

 Пластиды. В цитоплазме  клеток всех растений находятся  пластиды. В клетках животных  пластиды отсутствуют. Различают  три основных типа пластид:  зеленые - хлоропласты; красные,  оранжевые и желтые - хромопласты;  бесцветные - лейкопласты.