Причини створення
Трансгенні рослини і тварини розрізняються ступенем складності свого створення. Тварини використовуються для вирішення теоретичних завдань в біомедицині та сільському господарстві. Серед причин створення трансгенних організмів можна визначити наступні:Отримання
Навіщо потрібні трансгенні тварини? Їх створення відбувається шляхом перенесення клонованих ДНК ядра запліднених яйцеклітин, званих зиготами, або стовбурових ембріональних клітин. Після чого в органи репродуктивності пересідають змінені зиготи або яйцеклітини. Якщо не вдаватися в подробиці, то весь процес полягає в наступному:Методи трансгенеза тварин
Для чого вони потрібні? Трансгенні тварини – це окремі особини, геном яких відрізняється штучно доповненої генетичною інформацією. Трансген являє собою в одному випадку самостійний ділянку ДНК з власними регуляторними послідовностями. В іншому - це створений з різних молекул ДНК-гібридний (рекомбінантний) ген. Трансген – це введений штучно і закріпився в ДНК тварини чужорідний ген. А трансгенез – це процес інтеграції і перенесення в геном тварини чужорідної генетичної інформації. Існують певні методи отримання трансгенних тварин. Серед них виділяють:Метод мікроін'єкції
Вперше для отримання трансгенних тварин був використаний саме метод мікроін'єкції. Це сталося в 1985 році одночасно в двох дослідних лабораторіях. Одна з них належала США, інша перебувала в Німеччині. В даний час цей метод є найбільш часто використовуваним.Спосіб мікроін'єкції заснований на введенні розчину генних конструкцій в чоловічий пронуклеус (попередник ядра) зигот. При заплідненні в яйцеклітині утворюються два ядра, одне з яких чоловіче (чоловічий пронуклеус), інше - жіноче (жіночий пронуклеус). Чоловічий і жіночий пронуклеуси після зближення об'єднуються в загальне ядро з з'єднанням батьківських і материнських хромосом в один генотип ембріона. Про успішність мікроін'єкції можна судити по збільшенню обсягу пронуклеусів у 15 рази. Коли процедура завершується, отримані ембріони кілька годин культивуються, а потім підсаджуються в матку одночасно кільком самкам. Після народження потомства проводиться аналіз на інтеграцію трансгену шляхом відбору проб. Кількість трансгенних малюків від загального числа народженого за допомогою даного методу потомства досить незначно. У піддослідних мишей це приблизно 15 %, у свиней - від 10 до 15 %, у овець, кіз і великої рогатої худоби цей показник лавируется від 5 до 10 %. Над поліпшенням даного співвідношення вчені працюють донині.
Метод використання ретровірусних векторів
Перенесення ДНК в ембріональні лінії тварин за допомогою ретровірусних векторів – це досить результативний метод. Ретровіруси є ядросодержащими вірусами. Їх генетичний матеріал – це одноланцюжкова рибонуклеїнова кислота (РНК). Ретровіруси можуть бути экотропними, тобто здатними відтворюватися в клітинах одного виду тварин або кількох близькоспоріднених видів. Наприклад, вірус лейкимии миші може розмножуватися тільки в клітинах миші або щури. Амфотропние ж віруси здатні до поширення в багатьох видах тварин.Ретровірус проникає в клітину за допомогою микропиноцитоза – транспорту невеликих за розміром молекул. У одних вірусів транскрипція відбувається в ядрі клітини, в інших - в цитоплазмі. Якщо інтеграція трапляється в геномі генеративних клітин, то ретровіруси передаються нащадкам у спадок. Тут йде мова про ендогенних ретровірусів. Вперше вірусна ДНК була виявлена в клітинах дорослої миші в 1974 році. Інфекція зигот у більшості випадків призводить до отримання трансгенних тварин, так як інтеграція можлива, якщо клітина набуває непряме розподіл після реплікації ДНК. Переваги використання ретровірусних векторів:
Метод пересадки ядер клітин
Особливістю методу є використання трансформованих клітинних ліній для отримання трансгенних особин за допомогою генних конструкцій. Для цього беруться стволові лінії, а також соматичні клітини, які культивуються in vitro, тобто в пробірці. Одним з методів пересадки ядер є метод мікроманіпуляції, і полягає він у наступному:Метод ліпосом – переносників ДНК
Це самий нешкідливий метод трансгенеза. Його особливість полягає у використанні ліпосом для збереження і перенесення в них генів. Ліпосоми створюються з різними властивостями. Вони не иммуногени і не володіють токсичністю. Проте даний метод не є ефективним, тому що ДНК, транспортированная таким чином в клітку, відразу ж захоплюється лизосомами і руйнується ними.Метод використання статевих клітин сім'яників
Сперматозоїди – це природний вектор, який транспортує ДНК у клітину. Але що проводяться в цій області дослідження показали неоднозначні результати методу. В експериментах М. Lavitrano в 1989 році 30 % досвідчених мишей, які були отримані за допомогою ін'єкцій змінених сперматозоїдів в незапліднені яйцеклітини миші, виявилися трансгенними і могли передавати трансген у спадок. В іншому випадку безліч спроб повторити цей результат в інших лабораторіях не увінчалися успіхом, при подібних умовах були отримані різні результати. З усього цього можна зробити припущення, що вдала трансформація ДНК спостерігається лише на певній стадії клітинного циклу. До цих пір ведуться дослідження в області визначення механізму вбудовування екзогенної ДНК в геном сперматозоїда. Можливість використання після кріоконсервації сперми є позитивним моментом цього методу. Негативною ж стороною вважається велика кількість мікроманіпуляцій, необхідних при трансгенезе за допомогою цього способу. Але все ж сперматозоїди мають здатність поглинати ДНК і накопичувати її в ядрі. Для досягнення більшого ефекту сполуки ДНК зі сперматозоїдом існує кілька методів: ліпосомний, ін'єкція в насінники, в насінні канальці за допомогою створення пір в ліпідній мембрані під дією електричного поля.Вимкнені гени
Виключення гена – це придушення експресії генів, тобто сайленсинг генів або генний нокаут. При цьому процесі експресія необхідного гена припиняється, але послідовність нуклеотидів залишається незмінною.![Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями](/uploads/posts/2017-09/transgenn-tvarini-dlya-chogo-voni-potrbn-perspektivi-stvorennya-vikoristannya-transgennih-tvarin-z-novimi-korisnimi-vlastivostyami_594.jpeg)
Успадкування генів, згідно із законами Менделя
Закони Менделя описують особливості передачі організму від батька до організму дитинча характеристик, несучих спадковість. Ці принципи знаходяться в основі класичної генетики. В основному у всіх наукових статтях розкривається одне з правил Менделя і пара законів. Правило першого покоління гібридів і їх однаковість свідчить про те, що дані гібриди завжди успадковують один з ознак батька. Закон розщеплення ознак є першим законом Менделя. У ньому йдеться про те, що у 3/4 піддослідних тварин виявлено домінантні ознаки, а в 1/4 - рецесивні. Закон незалежного успадкування ознак є другим законом. Тут Менделем описується розподіл ознак при схрещуванні полигибридном та дигібридному.Корисні властивості
Створення трансгенних тварин з новими корисними властивостями – це процес безперервний. Трансгенні тварини, приклади яких наведено нижче, вже існують в сучасному світі:![Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями](/uploads/posts/2017-09/transgenn-tvarini-dlya-chogo-voni-potrbn-perspektivi-stvorennya-vikoristannya-transgennih-tvarin-z-novimi-korisnimi-vlastivostyami_745.jpeg)
Перспективи використання трансгенних тварин
У найближчому майбутньому передбачається створення таких тварин, одні гени яких побиті, а інші введені до складу їх геному.![Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями](/uploads/posts/2017-09/transgenn-tvarini-dlya-chogo-voni-potrbn-perspektivi-stvorennya-vikoristannya-transgennih-tvarin-z-novimi-korisnimi-vlastivostyami_516.jpeg)
![Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями Трансгенні тварини: для чого вони потрібні? Перспективи створення і використання трансгенних тварин з новими корисними властивостями](/uploads/posts/2017-09/transgenn-tvarini-dlya-chogo-voni-potrbn-perspektivi-stvorennya-vikoristannya-transgennih-tvarin-z-novimi-korisnimi-vlastivostyami_617.jpeg)