Міністерство АПК України
ДнепропетровськийДержавний Аграрний
Університет
Кафедра генетики
та розведення
Р Е Ф Е Р А Т
на тему:
«ГЕННОІНЖЕНЕРНІ БІОТЕХНОЛОГІЇ»
Виконав:
студент 1 курсу групиВ-2-01
Кузнецов Олександр
Науковий керівник:
доц. Халак В.І.
Дніпропетровськ
2001
З М І С ТВступ. Розділ 1. Генетичнаінженерія і біотехнології ХХІ століття.
Розділ 2. Біотехнологічні методи відтворенняскота.
Заключення
Список використаних джерел.
ВступГенетика — теоретична основа племінної справи. Зїї допомогою розробляються нові шляхи селекції. До успіхів генетики можнавіднести досягнення хутрового звірівництва, кольорового каракулеводства,використання генетичних маркерів, біометричних і інших методів підвищенняефективності селекції.
Генетика відноситься до числа точних, що стрімко розвиваються наук. Вонавключає досить різноманітні розділи зі складною термінологією, генетичною іматематичною номенклатурою, що представляє визначених труднощів у її засвоєнні.
Основніетапи розвитку генетики.Ще первісналюдина помітила, що корова народжує теля, свиноматка – поросят, із зеренпшениці виростають нові зерна. Це було її чи не найперше “науковеспостереження” схильності живих істот передавати свої властивості нащадкам.
Найдавніші правила і розпорядження для відбору худоби і її розведення майжев незмінному вигляді існували до ХХІ ст. Перша, що надійшла до нас, теоріяспадковості, була розвинута в п’ятому сторіччі до нашої ери Гіппократом. Згідноз цією теорією нащадки схожі із своїмибатьками тому, що в статевих клітинах знаходяться найдрібніші елементи всіхчастин тіла батька, як здорових, так і хворих. Крім того, Гіппократ вірив вуспадкування набутих ознак.
Менш ніж через 100 років Аристотель довів неспроможність уявленьГіппократа. Він запропонував свою теорію, згідно з якою в статевих клітинахбатька знаходяться неготові елементи всіх частин тіла, а схеми, відповідно дояких “безформенна” кров матері повиннаформувати нащадків. Це геніальне передбачення Аристотеля було забуте майже на23 сторіччя
У середині ХХІ ст. з появоюеволюційного вчення Ч. Дарвіна підвищився інтерес до проблеми спадковості імінливості. Деякі значні біологи того часу висунули кілька гіпотез щодомеханізму спадковості. Найбільшу увагу заслуговують три гіпотези.
Перша гіпотеза– “тимчасова гіпотеза пангенезису”
Друга гіпотеза — “ідіоплазми”
Третягіпотеза– “зародкової плазми
У 1865р. Г. Мендельсформулював основні закони спадковості, виходячи з довготривалих дослідів надрослинами гібридами. Проте датою народження генетики вважають 1900 р. – рікперевідкриття законів Менделя зразу трьома вченими незалежно один від одного –Г. де Фрізом у Голландії, К. Корренсом у Німеччині і Е.Чермаком у Австрії.
Визначний генетик М. В. Тимофеев-Ресовський зазначав, що не Г. Менделюналежать окремі відкриття. Він вбачив його велич у тому, що, знаючи івраховуючи всі ці явища, відкриття, але точно не проаналізовані, він такпоставив свої досліди й опрацював результати, що міг дати точний кількіснийаналіз успадкування і перекомбінування елементарних спадкових ознак в ряді поколінь. З одержанихтаким чином експериментальних даних він зміг сформулювати ймовірнісно-ствтисичні комбінаторні закономірності успадкування іпобудувати гіпотезу спадкових факторів і чистоти гамет. У цьому Мендельвипередив свій час, став піонером справжнього впровадження математичногомислення в біологію і створив основу швидкого і чітко спрямованого розвиткугенетики в нашому віці
За свою коротку історію генетика пройшла декілька етапів розвитку.
Перший етаптривавз 1900 по 1912 р. – період тріумфальної ходи менделізму, тобто повторення іпідтвердження законів Менделя на різних рослинницьких і тваринницьких об’єктах.У 1906р. цій молодій науці англійський учений В. Бетсон дав назву “генетика”, ав 1909р. датський генетик В. Іоганнесен запропонував такі основні терміни і поняття, як ген, генотип і фенотип.
Другий етап припадає приблизно на 1912 – 1925 рр. І характеризується створенням іствердженням хромосомної теорії в експериментальних роботах американськоговченого Т. Меллера на дрозофілі. Основні заслуги Моргана – другого батькагенетики — та його школи полягали у відкритті закону адитивності – лінійногорозміщення генів у хромосомах, явища кросинговеру і хромосомного механізмувизначення статі, розкриття суті зачепленого успадкування, можливості складаннякарт хромосом.
Третій етап історії генетики, що припадає на1925 – 1940 рр., можна назвати періодом штучного мутагенезу. Про мутації зналище Ч. Дарвін, Г. де Фріз, А. Вейсман але вони вважали, що мутації зумовлюютьсяякимись суто внутрішніми причинами і не залежать від зовнішніх факторів.
Четвертий етап тривав з 1940р. по 1955р. – період вивчення на бактеріях і вірусахбіохімічних і фізіологічних процесів, які є основою спадковості. О. Евері ізспівробітниками на основі дослідів Ф. Гриффіта у 1944р. з’ясував природутрансформації і довів, що носієм спадкової інформації є ДНК хромосом.
П’ятий етапісторії генетики розпочався з 1955р. і характеризувався дослідженнямигенетичних явищ на молекулярному рівні. Г. Маттеі, Ф. Крік, С. Очова і М.Ніренберг у 1964 р. розшифрували генетичний код. У 1961 р. Ф. Жакоб і Ж. Монозапропонували схему регуляції білкового синтезу.
Розділ1.Генетичнаінженерія і біотехнології ХХІ століття
Генно-інженерні біотехнології визначатимуть розвиток біології унайближчі десятиліття. Ця теза сьогодні вже ні в кого не викликає заперечень.Основна ідеологія наукового напряму, в рамках якого створюються ці “технологіїХХІ століття”, полягає у внесенні змін у генетичний апарат життєвих структур з тим, щоб наділяти їхновими цінними властивостями. На цьому шляху відкриваються майже необмеженіперспективи. І, оцінивши їх, цивілізований світ робить рішучу ставку на біотехнології.
Генно-інженерні технології тісно “контактують” з клітинними і тканинними технологіями. В їх основі лежитьманіпуляція генами. А сама така маніпуляція і визначає практично все, що миназиваємо генною інженерією. Адже будь – які ознаки живих організмів – відспадкової функції до синтезу біологічно активних речовин – визначаютьсядезоксирибонуклеїновою кислотою (ДНК), в якій записана інформація про всі гени.Вважається, що у людини приблизно 100 тис. генів і 30 тис. білкових молекул.Певна ділянка нуклеїнової кислоти, в який записана послідовність амінокислотнихбілків, — це і є ген. Причому генів приблизно стільки, скільки існує білків.Сукупність усіх генів називається гномом. Відомо, як функціонують приблизно 20%генома. Що робить решта 80% — поки ще невідомо.
Найбільше вражає та геніальна простота,яка лежить в основі зберігання і реалізації генетичної інформації. Однакгенетичне кодування тільки здається простим. Інформаційна ємність ДНК –вражаюча. Біохіміки підрахували, що кількість різних можливих сполученьназваних вище п'яти азотистих основ у генах людини визначається числом 265, заяким стоїть 2,4 мільярда нулів! Тіло людини приблизно містить10/23степени,клітини. Образно кажучи, в людському організмі закодовано 27 трильйонів книг.Якщо всі гени людини розмістити послідовно, в одну нитку, то вона зможепростягнутися від землі до Сонця 400 разів
Генетична інженерія як галузь наукивиникла у 1972 році, коли стало можливим одержувати будь-які гени тварин,рослин, вірусів та інших організмів і вводити будь які гени з одного організму – в інший. Просто так отриматиген і ввести його в той чи інший організм неможливо, оскільки він буде зруйнованийяк чужорідна генетична інформація. Тому для введення генів у клітини рослин,тварин та інших об'єктів створюються спеціальні генні конструкції. Для цьоговикористовують віруси рослин і тварин, фаги і плазміди. Плазміди – це кільцевіструктури ДНК, які існують у клітинах бактерій, зокрема кишкової палички.Недоліки плазмідної технології полягають у тому, що утворений білковий продукткристалізується в клітинах кишкової палички. І щоб його добути, їх требазруйнувати. Це роблять з допомогою ультразвуку. Причому приблизно 20% клітин лишаютьсянезруйнованими.
В Інституті молекулярної біології і генетики НАН Українирозроблена лямбдофагова технологія. Йдеться про використання вірусу лямбдафага, який вражає бактерії кишкової палички. Цей фаг має кільцеву структуру. Внього вшивають ген, продукт якого необхідно отримати, і заражають клітиникишкової палички. Перевага фагової технології полягає в тому, що синтезованийбілок не кристалізуються, а бактеріальні клітини не доводиться руйнувати, щобдобути синтезований білок. Лямбда фаг разом з введеним в нього геномрозмножується, заповнює весь простір кишкової палички і, зрештою, руйнує її. Якнаслідок – вдається вилучити всі сто відсотків синтезованого білка. Фаговутехнологію розробив член-кореспондент НАН України В. А. Кордюм.
До речі, на основі лямбдофаговоїтехнології в Інституті молекулярної біології і генетики НАН України булоотримано інтерферон людини.
Генно-інженерні технології можна використовувати у будь-якій сферідіяльності. Це сільське господарство, медицина, охорона довкілля, фармакологічнапромисловість. Що ж до маніпулювання з генетичним матеріалом, то сьогодні цевже вирішене питання. На будь-якому рівні організації живої природи можнапередати гени одного організму іншому. Це стосується вірусів, рослин,мікроорганізмів, тварин тощо. Організми яким введено нові гени, називають трансгенними. Більше того, можна об'єднати весь генетичний матеріал з двох клітин водну. Для цього з клітини знімають оболонку. Такі клітини без оболонкиназиваються протопластами. Вони мають здатність зливатися, при цьомуоб’єднується весь генетичний матеріал обох клітин. Після об’єднання утворюєтьсяспільна для протопластів, що злилися, оболонка, і з’являється клітина-монстр.Уявимо приміром, що одну клітину ми взяли у крокодила, а другу – в курки і злилиїх в одну. Отримана клітина – це монстр, який не існує в природі, така собікрококурка. Можна з’єднати клітину людини і клітину моркви. На рівні клітиницей монстр містиме людські гени і гени моркви. Та слава Богу, що з такогогібрида не виросте тварина, але клітини будуть ділитися. І що найцікавіше: підчас кожного поділу клітини вилучається частина генетичного матеріалу, частинагенів чи хромосом, які філогенетичні молодощі. У процесі поділу клітинаповертається до початкового стану, в якому вона перебувала доінженерно-генетичних маніпуляцій. Тобто вона виникає під час поділу те, щофілогенетично молодоще, і, врешті-решт, усе стає на свої місця.
Коли тільки з’явилася можливістьпрацювати з клітинами і генами, то відразу відкрилися перспективи для одержанняпевних лікарських препаратів, скажімо, інсуліну. Це надзвичайно актуально длямедицини, оскільки на діабет хворіє приблизно 10 % населення земної кулі, тобто0,5млрд. людей. Інсулін традиційно добувається з підшлункової залози великоїрогатої худоби чи свиней. Якщо у майбутньому орієнтуватися тільки на такий шляхйого одержання, то ніяких тварин невистачить для того, щоб задовольнити потребив цьому препараті. Можна навести простий розрахунок: для лікування 750діабетиків протягом року необхідно забити 23,5 тварини. Це дасть усього лише450г. інсуліну. А використовуючи генно-інженерну технологію, таку кількістьінсуліну можна одержати з мікроорганізмів, що інкубуються у дев’яти літровійпосудині.
Як це робиться? Ген інсуліну“вшивається” у плазміди, переноситься у кишкову паличку і починає в нійпрацювати, виробляючи інсулін. Собівартість препарату набагато нижча, ніжзастарого способу його одержання. Отже, вигода застосування тутгенно-інженерної технології очевидна. Можна отримати не тільки бичачий чи свинячийінсулін, а й людський. Сьогодні це вже роблять. Причому отримувати інсулін даєзмогу як плазмідна технологія, так і фагова.
На базі генно-інженерної технологіївиник новий напрям – генна терапія. Суть її полягає у введенні в організм змістгенів, які перестали працювати чи працюють погано, активних генів. Наприклад,при захворюванні на діабет вводиться ген інсуліну, аби він працював і видававсвою продукцію. У дослідах на щурах це дало блискучий ефект. Щурам робилиоперацію – у них виділяли підшлункову залозу. Після цього тварини вже невиробляли інсуліну і були приречені на загибель. Але їм вводили ген інсуліну.Вони жили і це означало, що конструкція гену інсуліну працює. Тепер цяконструкція вже передається на передклінічні та клінічні випробування.Відкрилися також перспективи використання гена ліпопротеіну високої щільності(ЛВЩ), який продукує ліпопротеїд з такою ж назвою. Цей ліпопротеїд пов’язаний зтаким захворюванням, як інфаркт і інсульт у ще нестарих людей – приблизносорокарічного віку. Справа в тому, що з роками часто накопичується у судинаххолестерин. Коли ж в організмі все гаразд, він виводиться ліпопротеідом високоїщільності. Однак після 40 років у деяких людей “ламаються” гени ліпопротеїду.Цього “чистильника” судин стає дедалі менше, і тоді може статися інфаркт чиінсульт. На культурі клітини і на кролях, у яких попередньо викликали високіконцентрації холестерину, було доведено, що введення гена ЛВЩ забезпечує зниження холестерину і його утримання нанормальному рівні. Це обнадійліві результати, які дають підстави ставитипитання про проведення передклінічних досліджень.
Можна навести чимало переконливихприкладів того, як працюють генна терапія і генна технологія у медицині. От,приміром, недавно американці виділили з фібробластів людини фактор росту. Анімецькі дослідники використали його для лікування закупорювання судин серця.Адже фактор росту фібробластів сприяє швидкому росту судин. Отже, коли йогобуло введено в серце через вену і приклеєне до серцевого м’яза, він сприяв проростаннюсудин у серцевому м’язі. Це дає змогу уникати такої операції, як шунтування.
Інший приклад – інтерферон. Це єдинийунікальний препарат, що використовується для лікування всіх видів віруснихзахворювань. Інтерферону дуже мало у крові людини і тварин. Він з’являєтьсятоді, коли в організм потрапляє РНК-вмісний вірус. У відповідь на віруснуінфекцію і починає синтезуватися інтерферон. Саме тоді його можна виділити зкрові. Приблизно з двох літрів крові одержують 1 мкг інтерферону. А якщо мимаємо ген інтерферону, то за допомогоюгенноінженерної технології в культуральному середовищі можна одержати з клітинкишкової палички набагато більшу концентрацію інтерферону, ніж та, що виникає укрові людини у відповідь на вірусну інфекцію.
Дуже перспективним є застосуваннягенноінженерної терапії проти спадкових захворювань людини. Йдеться прохвороби, з якими надзвичайно важко боротися. Причини багатьох з них ще невивчені, зрозуміло лише, що вони пов’язані з спадковими порушеннями якихосьгенетичних механізмів. Колись академік НАН України С.М.Гершензон вважав, щовинуватиця появи спадкових захворювань – ДНК, яка входить до складу вакцини.Всі вакцини містять ДНК. І нині ставиться завдання одержувати чисті від неївакцини. Однак з’ясувалося, що ДНК – не єдина винуватиця спадкових захворювань.Тут діє й чимало інших, мутагенних, факторів, передусім забрудненнянавколишнього природного середовища. Адже сьогодні у світі використовується 85тисяч хімічних речовин, і далеко не всі вони ін активуються, багато які потрапляють у повітря, грунт, продуктихарчування тощо.
Застосовуються генно-інженернітехнології і для боротьби проти однієї з найнебезпечніших хвороб століття –раку. У Балтиморі, наприклад, сконструйовано вірус, який атакує тільки раковіклітини простати. Щоб зрозуміти значення цього досягнення, досить згадати, що усвіті близько 80% чоловіків похилого віку хворіють на простатит.
Одна з найбільших і дуже актуальнихпроблем сучасної біології – це розшифрування генетичного коду всіх генівлюдини. Сьогодні розроблено Міжнародну програму з цієї проблеми, і генетикисвіту активно працюють над її виконанням. Людина має як мінімум 100 тисячгенів. Коли вдається розшифрувати їхній генетичний код, це стане основою дляліквідації багатьох спадкових та інфекційних захворювань, від яких щорокувмирають мільйони людей планети. Це туберкульоз, малярія, холера, гепатит В.
Самостійний напрям генно-інженернихтехнологій, що має широкий спектр досліджень, — це маніпуляції з рослинами. Тутгенна інженерія досягла справді видатних результатів і перед нею відкриваютьсявеликі перспективи.
Вже вирощені трансгенні пшениця,кукурудза, соя, картопля, соняшник, ріпак та інші рослини. Цим рослинам введенігени, які відповідають за стійкість проти більшості пестицидів, гербіцидів таотрутохімікатів. Створена і в багатьох країнах споживається стійка протиколорадського жука транс генна картопля.
Вчені-генетики сьогодні наполегливопрацюють над проблемами застосування генно-інженерних технологій і для очищеннязабрудненого довкілля. Генно-інженерним способом одержано псевдомонаси, щовбирають залишки нафти і фенолів у чотири рази активніше, ніж вихідні бактерії.
Дуже цікавий напрям генно-інженернихдосліджень – це фіксація атмосферного азоту. Адже без азоту рослини не можутьрости з такою швидкістю. Виявилося, у міжклітинному просторі дикого рисуіснують бактерії з родини Клепсієл, які фіксують атмосферний азот і передаютьйого рослинам. Ці мікроорганізми вдалося виділити. Їх привезли в Україну іпровели експерименти, вводячи їх рослинам, які культивуються у нас. І осьрезультат. Культура гречки після введення препарату з цих бактерій дає врожай12,3 центнера з гектара, а без препарату – 8 центнерів. Озима пшеницявідповідно 52,4 і 45, ячмінь – 50 і 42, томати – 56,8 і 23 центнери. Вміст білкау зерні збільшується на 7-10%. А рівень нітратів зменшується у 10-100 разів,радіоактивного цезію – у 2,5 раза. На основі цих бактерій створено препарат,який сьогодні проходить широкі випробування. На нього покладають великі надії.Адже відомо, що азотисті добрива спричиняють утворення нітратів у рослиннійпродукції, а наш препарат екологічно чистий.
Актуальний напрям генно-інженернихдосліджень – це виробництво продуктів харчування у сільському господарстві. Вжестворено вектори для дводольних та однодольних рослин, в які можна вводитибудь-які гени. Виведено новий сорт кукурудзи з високим вмістом білка. УБразилії генетики працюють над програмою “Суперквасоля”. Передбачається, щогібрид квасолі та американського Гороха буде вдалим поєднанням цінних харчовихвластивостей і забезпечить їжею 500 млн.чоловік у Південній Америці.
Формуються і зовсім несподівані напрямидосліджень. Наприклад, є реальна перспектива використання нових джерел енергії.Водорості, які містять 70% вуглеводнів, — це фактично повноцінне пальне. Ареалїх поширення – австралійські озера. Завдання генної інженерії – підвищити вміствуглеводнів у цих водоростях.
Ще один цікавий об’єкт – генифотосинтезу. Йдеться про перетворення світла на вуглеводень. Тут – безмежнеполе досліджень для генетиків.
А от усім нам знайомі світлячки.Виявляється, з їхньою допомогою можна зробити ліхтарі. У Японії навіть прийнятоп’ятирічний план створення ліхтаря наоснові люциферин-люцеферазної реакції. В нього вкладено 1,8 мільярда ієн.Японці збираються виділити гени світлячків, що відповідають за цю реакцію, іввести їх у дерева, які з настанням сутінок світитимуться замість ліхтарів. Утакий спосіб можна заощадити чимало електроенергії.
З використанням клітинної і тканинноїбіотехнології у багатьох лабораторіях світу ведуться роботи з метою створенняштучних органів.
Завдяки генно-інженерним методамз’явилися форми бактерій, які вилуговують із збіднених руд залишки урану, вінпереводиться у розчинний стан і далі концентрується. Подібні розробки ведутьсяі в Україні, зокрема в Інституті колоїдної хімії ті хімії води НАНУ, але не зураном, а із золотом. Золото добувається із збіднених руд Мужіївського родовищау Закарпатті. Бактерії здійснюють селективну гетеро коагуляцію з частинкамизолота. Ця розробка зареєстрована як відкриття у 1986 році. Застосування даноїтехнології дало змогу торік Мужіївській збагачувальній фабриці одержатидесятивідсотковий приріст золота.
Воістину генно-інженерні технологіївідкривають перед людством небачені перспективи.
Розділ 2. Біотехнологічні методи відтворенняскота.
Біотехнологія – це наука про використання біологічнихпроцесів для практичних цілей. Багато хто з біологічних прийомів уже знайшлишироке практичне застосування у тваринництві, інші ще не вийшли зі стін лабораторій,але вже в найближчому майбутньому докорінно можуть змінити систему розведеннятварин і додати їм зовсім новий напрямок.
Найбільш яскравим прикладомвикористання біотехнології у тваринництві є метод штучного запліднення. Віндозволив у порівняно короткий термін різко підвищити генетичний потенціалсільськогосподарських тварин, особливо у великої рогатої худоби, овець і коней,і трохи менш масштабно у свиней і птаха. На жаль, останнім часом у нашій країніослабнула увага до цього прогресивного прийому. У результаті йде помітнезменшення відсотка запліднення великої рогатої худоби, свиней; до вкрайнизького рівня знизилося запліднення овець. Безсумнівно, що одна з основнихпричин – це руйнування в останні роки організаційних форм ведення тваринництва.Не менш важлива причина – відставання вітчизняного тваринництва у використаннісучасних біотехнологій.
Низька рентабельністьтваринництва обумовлена безплідністю. Точно встановлено, що затримка плідногозапліднення корови, починаючи з 89-100 днів після отелення, супроводжуєтьсящоденним недоодержанням 10-13 кг молока до моменту плідного запліднення.Неважко бачити, який економічний збиток це приносить господарствам.
Аналогічні економічні втратиспостерігаються у свинарстві, де значна частина свиноматок не приходить в охотув перші дні після відібрання поросятчиплідно не осеменяється, а на їхнє отримання йдуть непродуктивні витрати.
Разом з тим, в останні рокирозроблений цілий ряд біотехнологічних прийомів, що дозволяють до мінімумускоротити економічні утрати від безплідності тварин. Це насамперед прийомисинхронізації і стимуляції полової охоти. Метод синхронізації охоти у твариндає можливість регулювати час приходу в охоту й овуляцію у групи тварин у визначенийтермін. Синхронізація охоти у корів і телиць проводиться шляхом ін'єкційаналогів простагландина 2-альфа (эстрофана, антипроста, клопростенола й інших).Застосовують дві схеми обробки тварин простагландином: однократну і дворазову.Після однократної обробки охоту виявляють приблизно 60% тварин, яких осеменяють через 2-3 добипісля обробки, а що залишилися обробляють простагландинами повторно через 10-12днів і осіменяють також у наступні 2-3 дня в міру приходу в охоту.
Заслуговує на увагу інаступна схема обробки корів простагландином. Фахівці ферми визначаютьмінімальний інтервал між отеленням і першим заплідненням корів. Приміром, якщоза мінімальний проміжок часу між отеленням і першим заплідненням приймають50-60 днів, те день обробки простагландином (день 1) буде включати всіх корів,що отелилися 50-56 чи 60-66 днів назад. Усім коровам уводять простагландин удень 1 і осіменяють їх у міру приходу в охоту. Корів, що не будуть заплідненідо 8-го дня, повторно обробляють простагландином одночасно з новою групоюкорів, відібраних для першої обробки в обраний термін після отелення.Спостереження за коровами з метою виявлення охоти ведуть до 15-го дня. Корів,що не прийшли в охоту в початковий термін, обстежує ветлікар для виявленняпорушень функції репродуктивних органів.
Методи синхронізації полової охоти у свиней даютьможливість краще організувати систему виявлення охоти і запліднення тварин,раціонально розподілити час гормональної обробки і запліднення по робочих днях, ефективніше використовувативиробничі приміщення і, у кінцевому рахунку, забезпечити з високою точністюпроведення всіх технологічних процесів виробництва продукції.
Для синхронізації охоти встатевозрілих ремонтних свинок гальмують плин полового циклу у визначеної груписвиней на стадії проэструса шляхомобробки прогестероном чи його аналогами. Тут як би імітується дія прогестеронапід час природного полового циклу. Після припинення дії прогестерона цегальмування припиняється, і усі свинки в групі, що знаходяться на одній стадії половогоциклу, у проэструсе одночасно виявляють охоту й овуляцію. Найбільш розповсюджениму даний час препаратом для синхронізації охоти у свиней є регумейт, що вводятьз кормом у дозі 20 мг протягом 18 днів. Ефект синхронізації охоти підвищується,якщо через 24 години після останнього введення регумейта инєцирують 600-800 ИЕ СЖК.
Синхронізація охоти у кобилдосягається однократною ін'єкцією простагландина протягом трьох днів, якщо проводитьсяпід час сформованого жовтого тіла. Як і в корови, жовте тіло кобилинесприйнятливе до дії простагландина в перші п'ять днів полового циклу. Однаковуляція в кобил під дією простагландина синхронізується менш точно.Внутрішньовенне введення ХГ викликає діючу овуляцію в кобил і завдяки цьомускорочує число запліднень в одну охоту при одночасному підвищеннізапліднюваності. Подолання сезонного неглибокого анэструса в кобил досягається7-10- денними ін'єкціями прогестерона.
Великий інтерес представляєконтроль часу пологів біотехнологічними методами. Організація спостережень за процесомпологів у точно призначений термін значно знижує втрати немовлят. Найбільшеуспішно цей прийом застосовується у свинарстві. Викликання пологів у груписвиней у точно призначений термін досягається застосуванням простагландинов.Через те, що ріст плодів у свиней продовжується до 115-го дня вагітності,штучне викликання пологів проводиться не раніше 113-го дня супоросності. Убільшості оброблених тваринних пологів починаються в середньому через 24+-5 годинпісля ін'єкції; у 95% з них пологи проходять протягом 36 годин.
Останні два десятиліття ознаменувалисяактивною розробкою нових біотехнологічних прийомів до розведення тварин, асаме, трансплантації ембріонів, запліднення яйцеклітин поза організмом, клонуванняембріонів і одержання трансгенних тварин.
Останнім часом у зв'язку зуспіхами в розробці методу клонування тварин з використанням соматичних клітин,заслуговує на увагу проведення трансфекції цих кліток чужорідним геном, а потімвикористання їх як джерела ядра пересадження. Це забезпечить більш ефективнеодержання трансгенних ембріонів і тварин.
Обговорюються кілька областейзастосування трансгенних сільськогосподарських тварин: підвищення швидкості ростуі зниження відкладення жиру в туші, резистентність до хвороб, якістьтваринницької продукції і створення тварин-продуцентів коштовних біологічноактивних речовин, головним чином, людських лікарських білків.
У 1982 році були отримані першітрансгенні миші з геном гормону росту, у яких спостерігалося чотириразовезбільшення швидкості росту і подвоєння кінцевої живої маси. На противагу результатам,отриманим на мишах, у трансгенних свиней з геном гормону росту неспостерігалося аналогічного прискорення росту. Тільки при згодовуванні трансгеннимсвиням раціону з підвищеним змістом протеїну (18% замість 16%) у них були на16,5% більш високі середньодобові прирости ваги. Однак у трансгенних свинейзафіксоване більш ніж дворазове зменшення товщини шпику в порівнянні зконтрольними свинями. Розходження по швидкості росту між трансгенними мишами ісвинями порозуміваються тим, що на використовуваних мишах не вели селекцію поїхній швидкості росту, а на свинях протягом багатьох поколінь таку селекцію велиі тому генетичний потенціал росту, очевидно, знаходиться недалеко відпотенційного плато свиней.
Одержання трансгеннихтварин, стійких до захворювань, представляється в даний час більш перспективним,чим збільшення продуктивності. Незважаючи на те, що резистентність до рядузахворювань – полігенна ознака, маються механізми резистентності, щоґрунтуються на одиничних генах і це уселяє впевненість в успіху використання трансгеннихтварин, стійких до захворювань. Відомо, що чи проникненню розмноженню патогенівперешкоджають, головним чином, имунні механізми. У зв'язку з цим становитьінтерес створення трансгенних тварин, продуцирующих різні речовини, що володіютьімунологічними здібностями. Відомі окремі гени, відповідальні за стійкість дорізних захворювань: ген Нх+ мишей резистентності до вірусу грипу, ген стійкостідо диареї немовлят-поросят ген, що регулює зміст лактоферина в тканинахмолочної залози, що підвищує опірність до маститу.
Великий інтерес представляєодержання трансгенних тварин, що містять антизначеневий (ас) ген проти визначенихвірусів. Механізм дії складається в експресії ас РНК у клітках і її наступнійгібридизації зі значеневим РНК. Це приводитьдо ингибировання реплікації вірусного генома. У Біотехцентрі Россільгоспакадеміїотримані трансгенні кролики з геном ас РНК проти лейкозу великої рогатоїхудоби. Продемонстровано стійкість цих тварин до вірусу лейкозу. Перенос цієїрозробки на велику рогату худобу мало б величезне народногосподарське значення,тому що відсоток зараження вірусом лейкозу тварин цього виду високий.
Найбільша увага останнімчасом приділяється одержанню трансгенних тварин, продуцируючих з молокомбіологічно активні речовини. Використання трансгенних тварин у якості біореакторівважливих рекомбінантних білків має ряд переваг у порівнянні з мікроорганізмами.Цілий ряд білків не може продуцироватися мікроорганізмами у своїй активнійформі, тому що в бактеріях невідбувається до кінця або не завершуються посттрансляційні модифікації, щознижує біологічну активність білків. При цьому виникають труднощі при очищеннібілка через те, що мікроорганізми не виділяють синтезований білок у середовище,а акумулюють його в цитоплазмі.
Найбільших успіхів водержанні трансгенних тварин для виробництва лікарських білків людини досяглафірма Джинзайм Трансгенетикс (США), де отримано близько 30 лікарських білківлюдини, а 14 з них з концентрацією не менш 1 г на літр молока. Це приблизно в десятьразів перевищує рівень виробництва білка в традиційних клітинних системах.
Таким чином, багато які біотехнологічніприйоми знайшли широке практичне застосування у тваринництві і використовуютьсяз великим економічним ефектом. Можна сподіватися, що наступною найбільш помітноюбіотехнологічною розробкою стане клонуваннятварин, що докорінно змінить традиційні методи розведення. Ще більш значним біотехнологічнимприйомом буде одержання трансгенних тварин, як для цілей зміни продуктивності йінших якостей тварин, так і для використання в якості біореакторів дешевихлюдських лікарських білків.
Заключення.
Біотехнологія є одним з пріоритетнихнапрямів, які забезпечують прискорення науково-технічного прогресу.
Нова біотехнологіясформувалась на базі молекулярної біології клітинної та генетичної інженерії,що розвиваються швидкими темпами, широкого використання методів біохімії, біоорганічноїхімії та інших наук. Сьогодні нову біотехнологію використовують при вирішеннібагатьох практичних питань, щодо підвищення ефективності охорони здоров’я,збільшення продовольчих ресурсів і забезпечення господарств сировиною,створення і використання рентабельних поновлювачів джерел енергії ібезвідходних виробництв, зменшення шкідливих антропогенних впливів нанавколишнє середовище та в інших галузях.
Основне завданнябіотехнології – це виробництво біологічно активних речовин для задоволенняпотреб охорони здоров’я, а також галузей агропромислового комплексу в такихобсягах і з такою собівартістю, які дають можливість виробленійбіотехнологічній продукції бути конкурентноздатною.
Списоквикористаних джерел.
1. АйалаФ. Введение в популяционную и єволюционную генетику: Пер. с англ.,-М.: Мир,1984. – 232 с.
2. Генетикасільськогосподарських тварин / В.С.Коновалов, в.П.Коваленко, М.М. Недвига таін.- К.: Урожай, 1996. – 432 с.
3. МацукаГ. Горизонти генноінженерних біоте