Досягнення в селекції рослин і тварин в Україні.

Основні напрями сучасної біотехнології.

Генетична інженерія — це нова галузь молекулярної біоло­гії, яка розробляє метоли передавання генетичного матеріалу від одного живого організму до іншого з метою одержання но­вої генетичної інформації та управління спадковістю. Розвиток генетичної інженерії пов'язаний з досягненнями сучасної гене­тики, мікробіології й біохімії. Початок цієї галузі покладений П. Боргом (1972), який одержав перші гібридні (рекомбіновані) ДНК .

У нас використовують два терміни—генетична інжене­рія й генна інженерія. Слід зазначити, що назву генетична інженерія використовують в більш широкому понятті, тобто во­на включає й генну інженерію. При цьому до генної інженерії не відносять перебудову генома звичайними генетичними мето­дами, тобто мутаціями, рекомбінаціями.

Розглянено основні генноінженерні підходи, що можуть бути використані в тваринництві. Відомо, що генетичний мате­ріал всіх рослин, тварин, мікроорганізмів являє собою моле­кулу ДИК. Всі клітини організму мають ідентичні копії ДНК, але й ДИК диференціюється від організму до організму. Де­які організми представлені однією молекулою ДНК в своїй клітині (бактерії), а інші — більш ніж однією (гриби, рослини й тварини).

Структуру ДНК встановили у 1953 р. лауреати Нобелів­ської премії Д. Уотсон і Ф. Крік на основі рентгеноструктур-ного аналізу. Відповідно до їх моделі молекула ДНК має по­двійну спіраль, що складається з двох антипаралельних ну-клеотидних ланцюгів з загальною віссю.

Термін «стовбурова клітина» (СК) був уведений у біологію О. О. Максимовим 1908 р. Досліджуючи процеси кровотворення, він дійшов висновку: у нашому організмі протягом усього життя зберігаються недиференційовані клітини, які можуть перетворюватися на лімфоцити та інші спеціалізовані клітини сполучної тканини й крові. Пізніше О. О. Максимов назвав ці клітини стовбуровими.

Клонування Клонування — це метод розмноження статевороздільних істот (тварин і людей), з допомогою якого в нестатевий спосіб можна отримати новий організм, який буде генетично ідентичним до організму, що передбачається клонувати. Клонування є відомим явищем у рослинному світі. Перші спроби клонування тварин здійснювалися в 30-х рр. ХХ ст. Велику роль у цьому зіграв технічний прогресс у сфері молекулярної біології, генетики і штучного запліднення. Новий етап у клонуванні визначають експерименти шотландських учених, які завершилися народженням вівці Доллі (27 лютого 1997 р.). Це досягнення відкриває шлях до клонування людини.

Існують два різні шляхи, з допомогою яких можна досягнути клонування.

1. Перенесення ядра клітини суб’єкта, якого хочуть клонувати (дублювати). Ядро вводять у запліднену або незапліднену яйцеклітину після видалення або нейтралізації існуючого в ній ядра. Ядро клітини має повний генетичний код певного організму, що дозволяє «відтворити» генетично ідентичний організм. Така техніка передбачає два моменти: видалення ядра з яйцеклітини або одноклітинного ембріона (зиготи) і злиття клітини, з якої береться ядро, з указаною яйцеклітиною або одноклітинним ембріоном з допомогою електричного шоку. Це дає змогу привести в дію процес поділу нового отриманого індивіда, якого потім переносять у матку особини жіночої статі.

2. Розщеплення ембріонів, тобто штучне проведення природного процесу формування ідентичних близнюків (або монозигот), який полягає в мікрохірургічному поділі ембріональних клітин на перших стадіях їхнього розвитку (до 14 днів після запліднення) на два або більше ідентичних ембріонів. Після цього розділені організми здатні незалежно розвиватися завдяки клітинній поліпотенції — властивості однієї клітини давати початок різним тканинам, що формують організм.

Генотерапі́я — сукупність генноінженерних (біотехнологічних) і медичних методів, спрямованих на внесення змін в генетичний апарат соматичних клітин людини з метою лікування захворювань. Це нова область, орієнтована на виправлення дефектів, викликаних мутаціями (змінами) в структурі ДНК, або додання клітинам нових функцій.

Існує кілька способів введення нової генетичної інформації в клітини ссавців. Це дозволяє розробляти прямі методи лікування спадкових хвороб — методи генотерапії.

Використовують два основних підходи, що розрізняються природою клітин-мішеней:

· фетальна генотерапія, при якій чужорідну ДНК вводять у зиготу або ембріон на ранній стадії розвитку, при цьому очікується, що введений матеріал потрапить в усі клітини реципієнта (і навіть у статеві клітини, забезпечивши тим самим передачу наступному поколінню);

· соматична генотерапія, при якій генетичний матеріал вводять тільки в соматичні клітини і він не передається статевим клітинам.

Досягнення в селекції рослин і тварин в Україні.

Теорію штучного добору створив видатний англійський учений Ч. Дарвін.Основні положення своєї теорії він виклав у праці «Походження видів шляхом природного добору, або збереження обраних порід у боротьбі за життя» і розвинув у праці «Зміни свійських тварин і культурних рослин під впливом одомашнення». Завдання селекції: підвищення продуктивності існуючих, виведення нових сортів, порід та штамів м\о, пристосованих до умов сучасного автоматизованого с\г та промисловості;

- бере участь у забезпеченні максимального виробництва харчових продуктів за мінімальних витрат;

- вивчає і враховує різноманіття вихідного матеріалу, спадкову мінливість, роль середовища у формуванні фенотипу, закономірності успадкування при гібридизації з метою поліпшення якостей існуючих і створення нових порід, сортів та штамів.Бесіда про основні методи селекції.

 Що таке штучний добір? Механізм штучного добору за Ч.Дарвіном:

- виділення окремих особин з ознаками, що цікавлятьлюдину;

- добір особин, що успадкували від батьків бажані для людини ознаки;

- розмноження особини з корисними ознаками;

- розвиток бажаної ознаки, її закріплення

Штучний добір — це вибір людиною господарсько найцінніших тварин, рослин, мікроорганізмів для одержання від них нащадків з бажаними станами ознак.Споріднене схрещування – інбридинг (ін – усередині, бридінг – розведення) – схрещування організмів, що мають безпосередніх спільних предків.Гетерозис – явище, за якого перше покоління має підвищені життєздатність і продуктивність порівняно з вихідними батьківськими формамиОсобливості селекції рослин:

- характерне як статеве так і безстатеве (вегетативне) розмноження;

- велика кількість нащадків;

- невибагливі до умов середовища;

- незначні економічні затрати.

 Методи селекції рослин:

- використання різних форм штучного добору – індивідуального та масового;

- використання різних форм гібридизації – споріднене схрещування, неспоріднене та міжвидове;

- поліплоїдія – метод подолання стерильності рослинних міжвидових гібридів.

Особливості селекції тварин:- характерне тільки спадкове розмноження;

- нечисленне потомство;

- кожен об’єкт є значною селекційною цінністю;

- складні взаємодії з оточуючим середовищем через розвинену нервову систему;

- значні економічні витрати утримання.

Методи у селекції тварин такі як і рослин, але є відмінності:

не застосовують масовий добір, застосовують штучне запліднення та одержання цінних порід у штучних умовах – у “пробірці”.

 Особливості селекції мікроорганізмів:

- не мають статевого процесу;

- мають гаплоїдний набір хромосом або кільцеву молекулу ДНК, що дає змогу мутаціям проявлятися уже в першому поколінні нащадків;

- швидкі темпи розмноження дають можливість одержати велику кількість клітин-нащадків.

· Висновок: Завдяки селекційній роботі виведено велику кількість сортів культурних рослин (наприклад, пшениці понад 4 000 сортів, тюльпанів - 8 000).

· Учені вважають, що одними з перших окультурено кукурудзу, гарбуз, кокосову пальму, ячмінь, пшеницю, цибулю, рис, горох посівний.

· Хоча землеробство на території України розвивається понад 5 тисячоліть, майже всі культурні рослини, які вирощують у нас, походять з інших країн. Проте багато їхніх сортів створено саме в нашій країні.