Лекция кандидата биологических наук, научного сотрудника лаборатории медицинской биофизики Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси Александры Скоробогатовой. Александра – активный популяризатор научного знания, участница проектов Наука вне себя и Научный Ринг. Библионочь-2017 "Ночь открытий".

1. {{
10 ГЛАВНЫХ10 ГЛАВНЫХ
ОТКРЫТИЙ БИОЛОГИИОТКРЫТИЙ БИОЛОГИИ

2. АНТИБИОТИКИАНТИБИОТИКИ
А. Флеминг
Пенициллин
(Penicillum)
В 1929 г. .А Флемингом был открыт новый
препарат пенициллин, который в 1940 г. удалось выделить
.в кристаллическом виде

3. АНТИБИОТИКИАНТИБИОТИКИ
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 г.
была совместно присуждена Флемингу, Чейну и Флори
«за открытие пенициллина и его целебного воздействия
при различных инфекционных болезнях».
А. Флеминг Х.У. ФлориЭ.Б. Чейн

4. АНТИБИОТИКИАНТИБИОТИКИ
Плесневые грибы из рода Penicillium
относятся к растениям, которые очень
широко распространены в природе.
Это род грибов класса
несовершенных, насчитывающий
более 250 видов.

5. Также плесневые грибы из рода
Penicillium широко применяются в
сыроварении, в частности,
Penicillium camemberti, Penicillium
Roquefort.
АНТИБИОТИКИАНТИБИОТИКИ

6. АНТИБИОТИКИАНТИБИОТИКИ
Мишень действия -
пенициллиносвязываю
щие белки бактерий,
которые выполняют роль
ферментов на
завершающем этапе
синтеза основного
компонента клеточной
стенки бактерий.
Блокирование синтеза
пептидогликана приводит
к гибели бактерии.

7. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

8. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

9. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

10. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

11. НУКЛЕОТИДЫ - природные
соединения, из которых, как из
звеньев, построена цепочка
ДНК.
Выделяют :
Пиримидиновые основания:
цитозин и тимин
Пуриновые основания
аденин и гуанин
РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

12. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

13. РАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНКРАСШИФРОВКА СТРУКТУРЫ ДНК

14. ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»
Проект был запущен в 1990 г. при поддержке правительства
США.
Официально проект завершился в 2006 г., общая стоимость
оценивается как 3,6 млрд. долларов США.
По данным проекта количество генов в ДНК человека
составляет приблизительно 20-25 тыс.
4 сентября 2007 г. впервые опубликован полный геном Крейга
Вентера – это один из создателей компании “Celera”, которая
параллельно с государственным проектом проводила
расшифровку генома человека.
Данные проекта легли в основу разработки нового
международного проекта “HapMap”, который идентифицирует
структуры однонуклеотидного полиморфизма в геноме.

15. ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»

16. ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»
ХРОМОСОМНЫЙ НАБОР
ЧЕЛОВЕКА
44+XX ИЛИ 44+XY

17. ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»ПРОЕКТ «ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА»

18. ТЕЛОМЕРЫТЕЛОМЕРЫ
Нобелевская премия по физиологии и
медицине 2009 года была присуждена группе
американский ученых (Э. Блэкберн, К. Грейдер
и Дж. Шостак) «за открытие того, как теломеры
и фермент теломераза защищают хромосомы

19. В 1961 г. американский геронтолог Л. Хейфлик
установил, что «в пробирке» клетки кожи –
фибробласты – могут делиться не более 50 раз.
В 1971 г. научный сотрудник Института
биохимической физики РАН А.М. Оловников
предложил гипотезу, по которой «предел Хейфлика»
объясняется тем, что при каждом клеточном делении
укорачиваются теломеры – концевые участки
хромосом. В какой-то момент они укорачиваются
настолько, что клетка уже не может делиться и
теряет жизнеспособность.
ТЕЛОМЕРЫТЕЛОМЕРЫ

20. ТЕЛОМЕРЫТЕЛОМЕРЫ

21. ТЕЛОМЕРЫТЕЛОМЕРЫ

22. ТЕЛОМЕРЫТЕЛОМЕРЫ
ТЕЛОМЕРАЗА - фермент
добавляющий особые
повторяющиеся
последовательности ДНК к 3'-
концу цепи ДНК на
участках теломер.

23. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

24. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
Впервые о возможности такого перепрограммирования было
заявлено в 2006 г., а в 2009 г. было доказано, что такие клетки
полностью соответствуют истинно эмбриональным по всем
своим свойствам.
1. Пересадка ядер взятых из
соматических клеток в
оплодотворенную яйцеклетку,
из которой изъяли ядро;
2. Слияние соматических клеток
со стволовыми;
3. Модификация соматической
клетки, приводящая ее к
превращению в стволовую
клетку.
ПЕРЕПРОГРАММИРОВАНИЕ
КЛЕТОК

25. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

26. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

27. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
Яманака обнаружил 4 гена, необходимые для перепрограммирования
зрелой клетки: Myc, Oct3/4, Sox2 и Klf4. При введении этих генов в
обычную зрелую клетку, взятую из взрослого организма, происходит ее
возврат к состоянию недифференцированной клетки.
При последующих делениях эта клетка начинает давать стволовые клетки,
которые сам Яманака назвал ИНДУЦИРОВАННЫМИ
ПЛЮРИПОТЕНТНЫМИ СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ (ИПСК/iPS).

28. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

29. «ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ«ЭТИЧНЫЕ» СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

30. ПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯ
БАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКАБАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКА
В 2010 г. в журнале “Science” была опубликована статья Крейга
Винтера о создании первой искусственной бактериальной
клетки.
На создание этой клетки было потрачено 15 лет работы и 40
млн. долларов США.
Синтетическая ДНК состоит из 1,08 миллионов пар
нуклеотидов и является самой длинной синтезированной в
лабораторных условиях молекулой.

31. ПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯ
БАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКАБАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКА

32. ПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯПЕРВАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯ
БАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКАБАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКА

33. ГМОГМО
Генетически модифицированный
организм – это живые организмы,
генотип которых был искусственно
изменён при помощи методов генной
инженерии.
ВОЗ даёт более узкое определение:
"Генетически модифицированные
организмы — это организмы (т.е.
растения, животные или
микроорганизмы), чей генетический
материал (ДНК) был изменен, причём
такие изменения были бы
невозможны в природе в результате
размножения или естественной
рекомбинации.

34. ГМОГМО
Генетически модифицированные организмы появились в конце 80-х годов
двадцатого века. В 1992 году в Китае начали выращивать табак, который «не
боялся» вредных насекомых. Но начало массовому производству
модифицированных продуктов положили в 1994 году, когда в США появились
помидоры, которые не портились при перевозке.
ГМО объединяют три группы организмов:
•генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ)
•генетически модифицированные животные (ГМЖ)
•генетически модифицированные растения (ГМР)

35. ГМОГМО
Основные этапы создания ГМО:
1. Получение изолированного гена.
2. Введение гена в вектор для переноса в организм.
3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.
4. Преобразование клеток организма.
5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение
тех, которые не были успешно модифицированы.
Вектор (в генетике) — молекула
нуклеиновой кислоты, чаще
всего ДНК, используемая в
генетической инженерии для
передачи генетического материала
другой клетке.

36. ГМОГМО
«Золотой рис» — генетически модифицированный сорт риса
посевного, в зёрнах которого содержится большое количество бета-
каротина. Зёрна такого риса имеют золотисто-жёлтый цвет. Это
первая сельскохозяйственная культура, целенаправленно
генетически модифицированная для улучшения пищевой ценности.
Предполагается, что «золотой рис» при массовом выращивании
может значительно улучшить качество питания во многих
странах третьего мира, где сейчас наблюдается дефицит витамина
A.

37. СИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯСИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯ
ГЕНОМАГЕНОМА CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 — это новая технология редактирования геномов
высших организмов, базирующаяся на иммунной системе
бактерий
CRISPR - Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats - т.е.
специфические ДНК-последовательности, которые разделены
отличающимися друг от друга фрагментами, кодирующими
различные гены паразитических вирусов-фагов.
Cas9 – белок, который редактирует «неправильные»
последовательности.
Локусы CRISPR могут выполнять функцию иммунитета только
при наличии генов cas, которые обычно располагаются в
непосредственной близости от CRISPR. Набор
генов cas определяет тип системы CRISPR-Cas.

38. СИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯСИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯ
ГЕНОМАГЕНОМА CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9

39. СИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯСИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯ
ГЕНОМАГЕНОМА CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9

40. Японские биотехнологи из Университета Токусимы вывели новый
партенокарпический сорт помидоров при помощи системы CRISPR/Cas9.
СИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯСИСТЕМА РЕДАКТИРОВАНИЯ
ГЕНОМАГЕНОМА CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9
Партенокарпические культуры не содержат косточек и не требуют опыления.
Такие плоды незаменимы в сельском хозяйстве, которое ведется в
неблагоприятных климатических зонах. Это особенно касается таких
тепличных овощей, как огурцы и помидоры, которые растут в закрытом
пространстве и не могут опыляться насекомыми.

41. СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!