Фузия клеток и ее применение в биотехнологии

Фузия клеток означает их слияние. Допустим, что один бактериальный штамм хорошо растет «на сахаре», но плохо продуцирует желаемое вещество, а другой, напротив, плохо растет, но продуцирует большое количество нужного вещества. Заманчиво «сконструировать» из них штамм, который бы совмещал и то и другое (бактерии размножаются простым делением, у них нет полового размножения и присущих эукариотам источников комбинативной изменчивости). В этой ситуации на помощь приходит фузия клеток.

Рассмотрим порядок действий при осуществлении фузии:

– специальными ферментами разрушают клеточные стенки бактериальных клеток;
– клетки обоих штаммов смешивают, при этом образуется гибридная клетка – гибридома, которая синтезирует общую прочную клеточную оболочку;
– отбирают и размножают гибридные клетки с наилучшими признаками.

Фузия клеток используется не только в работе с микроорганизмами. Так, она применяется для слияния клеток человека, способных продуцировать антитела, но почти не размножающихся на искусственных питательных средах, с интенсивно растущими раковыми клетками. В результате возникают хорошо растущие клетки, продуцирующие антитела. Слияние клеток картофеля и томата привело к созданию гибридного организма, названного томофелем. Это растение дает на корнях картофельные клубни, а в надземной части – плоды томата.

На ученых, работающих над созданием генетически модифицированных организмов, лежит большая ответственность, т.к. существует потенциальная возможность создания опасных микроорганизмов.

Обобщение знаний раздела «Селекция и биотехнология»

А. Решение биологических задач и ответы на вопросы (индивидуально) с последующими проверкой и обсуждением

1. Кроликов с длинной ангорской шерстью (ген b, обусловливает рецессивный признак) и стоячими ушами (ген S – доминантный признак) скрестили с гладкошерстными (ген B – доминантный признак) и вислоухим (ген s – рецессивный признак). Каково будет потомство по фенотипу и генотипу в F1 и F2?

2. При самоопылении у кукурузы через 15 поколений урожайность снизилась в 2,5 раза, а высота стебля – почти на 1 м по сравнению с исходной формой. В чем причина этого явления?

3. На засеянном поле пшеницы растения, растущие в середине поля, имеют стебли более низкие, а по краю более высокие. Как вы это можете объяснить?

4. Какова последовательность действий селекционера при выведении сортов путем межлинейной гибридизации?

5. Почему, используя только один метод отдаленной гибридизации, часто не удается получить новый сорт?

6. Какую важную закономерность доминирования признаков у гибридов установил И.В. Мичурин? Приведите примеры. Каково значение этой закономерности для селекции?

7. Ознакомьтесь с содержанием закона природы: «Энергия роста и размножения живых организмов и образуемая ими масса живого вещества обратно пропорциональны их величине». Дайте ему обоснование, исходя из того, что продолжительность выращивания крупного рогатого скота 400–480 дней, свиней – 180–220, цыплят – 45–60 дней. Кто из указанных представителей домашних животных обладает наиболее высокой производительностью?

8. Какие антибиотики вам известны? Благодаря чему они эффективны при лечении многих болезней? От каких болезней антибиотики не помогают и почему? Почему врачи используют так много разных антибиотиков, а не обходятся самым дешевым из них?

9. Среди персонажей мифов и сказок много животных и растений. А принимают ли участие в описываемых там событиях микроорганизмы? Если «да» – то какие, и в каких произведениях? Если «нет», то почему?

10. Для промышленного производства пенициллина в последние 20 лет применяется новый штамм плесневого гриба пеницилла, антибактериальная активность которого в сотни раз выше активности исходного дикого штамма. Какими методами селекции, по вашему мнению, удалось получить такую расу?