Реферат: Генно-модифицированные организмы. Классификация трансгенных растений по признакам
Компанией «Моnsanto» разработан способ получения трансгенных растений, устойчивых как к бактериальной, так и грибной инфекции. В картофель вводится грибной ген, кодирующий синтез фермента, окисляющего глюкозу с образованием пероксида водорода. Полученные растения устойчивы и к мягкой гнили, вызываемой бактериями рода rwinia, и к фитофторе.
Относительно недавно открыты короткие пептиды, богатые остатками цистеина, обладающие антимикробными свойствами. Они названы дефензинами.
В настоящее время создаются трансгенные растения томатов, картофеля, рапса, моркови, яблони и груши с геном rs дефензинов редьки. Аналогичная работа проводится по созданию трансгенной капусты и малины
Довольно перспективными являются исследования по созданию трансгенных растений, устойчивых к абиотическим факторам. Так расширяются работы по получению трансгенных культур, устойчивых к холоду. Например, при включении в растительный геном регулирующего экспрессию других генов, включающихся при адаптации растения к холоду, получены трансгенные растения, которые выдерживали в течение 2 сут отрицательные температуры, губительные для обычных растений.
Большое внимание уделяется созданию трансгенных растений для пищевой и фармацевтической промышленности. Одним из лидеров этого направления является компания «Са1gеnе». В 1995 г. эта компания получила разрешение в США на выращивание и коммерческое использование трансгенных растений рапса с измененным жирнонокислотным составом.
Проводятся также исследования по созданию трансгенных растений с заданным аминокислотным составом. Так, в настоящее время клонированы гены запасных белков сои, гороха, фасоли, кукурузы, картофеля.
Перспективным направлением является создание трансгенных растений, несущих гены, кодирующие синтез вакцин против различных болезней. Так, при потреблении сырых плодов и овощей, несущих такие гены, происходит вакцинация организма. Это значительно расширяет области применения таких трансгенных растений. Например, при введении гена нетоксичной субъединицы энтеротоксина холеры в растения картофеля и скармливании сырых клубней подопытным мышам в их организме образовывались антитела холеры. Очевидно, что такие съедобные вакцины могут стать эффективным простым и недорогим методом защиты людей и обеспечения безопасности питания в целом.
Очень интересным направлением использования трансгенных растений является их применение для фиторемедиации — очистки почв, вод и т.п. от чужеродных загрязнителей внешней среды, в частности тяжелых металлов и радионуклидов. Модифицированную конструкцию бактериального гена, кодирующего белок, который переносит и детоксицирует ртуть, использовали для трансформации табака, рапса, тополя. .
Таким образом, направления исследований генной инженерии очень разнообразны и обширны, а некоторые из них фантастичны и в то же время весьма перспективны по достижимости результатов.
2. Технология производства кормовых витаминных препаратов (В12 ; В6 )
Витамин В12 представлен группой биологически активных веществ, содержащих в своем составе трехвалентный кобальт, аминные и цианистые группировки, которые могут быть замещены другими радикалами — ОН, С1, Вг. Этот витамин стимулирует образование крови в костном мозге, улучшает усвоение белков, участвует в синтезе аминокислот и азотистых оснований. Витамин В12 не содержится в продуктах растительного происхождения и его единственным источником для сельскохозяйственных животных являются микроорганизмы.
Для промышленного получения кормовых препаратов витамина В12 выращивается специально подобранный биоценоз микроорганизмов, осуществляющих термофильное метановое брожение, в который входят целлюлозоразлагающие, аммонифицирующие, углеводображивающие, сульфитвосстанав-ливающие и метанообразующие бактерии. На первом этапе ферментации этих микроорганизмов (в течение 10—12 дней) наблюдается бурное развитие тсрмофильных аммонифицирующих и углеводсбраживающих бактерий, которое происходит в слабокислой среде (рН 5,0—7,0).
Другие группы бактерии данного биоценоза достигают интенсивного развития при переходе брожения в щелочную фазу (рН 7,0—8,5). Преобладающими в этот период являются метанообразующие бактерии, которые синтезируют в 4—5 раз больше витамина В12 , чем другие микроорганизмы биоценоза. Главные субстраты для развития метанообразующих бактерий — жирные кислоты и низшие спирты, поэтому их добавление в питательную среду значительно увеличивает выход витамина.
Для приготовления питательной среды обычно используют барду ацетоно-бутилового производства, которая декантацией очищается от твердых примесей, в нее добавляется хлорид кобальта (4 г/м3 и 0,5 % метанола).
В процессе промышленного культивирования бактерий вначале выращивается посевной материал (15—20 дней) в аппаратах вместимостью 250 м3. Затем посевной материал подают в железобетонные ферментеры вместимостью 4200 м3, в которых происходит метановое брожение. Свежую барду подают в нижнюю часть ферментера в количестве 25—30% от его объема за сутки.
Отбор метановой бражки, содержащей витамин В12 , производится в верхней части ферментера. В течение рабочего цикла в ферментере строго контролируют рН среды, концентрацию летучих жирных кислот, содержание аммонийного азота, поддерживают оптимальную температуру (55—57° С). В результате брожения образуется газовая смесь, состоящая главным образом из метана (65%) и диоксида углерода (30%), которая может быть использована как источник тепла.
Готовая культуральная жидкость, образующаяся как продукт ферментации, обычно содержит 2—2,5% сухих веществ, и 1,1 —1,7 мг/л витамина В12 . Для предотвращения разрушения витамина в процессе сушки культуральную жидкость подкисляют соляной или фосфорной кислотой до рН 6,3—6,5 и в нее добавляют 0,2—0,25% сульфита натрия.
Подготовленная таким образом культуральная жидкость дегазируется, упаривается на вакуум-выпарной установке, полученный концентрат высушивают в распылительной сушилке до влажности 5—10%. В целях улучшения физических свойств сухой продукт смешивают с отрубями или кукурузной мукой, расфасовывают по 25—30 кг в полиэтиленовые пакеты и упаковывают в крафт-мешки. Содержание витамина В12 в готовом кормовом препарате составляет 2,5 мг%, срок хранения сухого препарата — 1 год. Препарат имеет коммерческое название— КМБ-12 (концентратмикробный витамин). Кроме витамина В12 КМБ-12 содержит другие витамины группы В, незаменимые аминокислоты.
Витамин B6 – Пиридоксин (Pyridoxinum)
Содержание в продуктах
Надежными источниками витамина В6 являются зерно, отходы мукомольного производства, жмыховая мука и сухие дрожжи. Относительно небогаты витамином В6 продукты животного происхождения и маниоковая мука. Входящий в состав природных продуктов витамин В6 хорошо усваивается животными.
Физиологическое значение
Витамин В6 играет центральную роль в метаболизме белков в форме пиридоксаль-5-фосфата (коэнзима). Кроме того, витамин принимает участие в метаболизме жиров и углеводов, расщеплении триптофана и метаболизме различных минеральных веществ.
Таблица 2
Характеристика продукта Lutavit® B6
| Действующее вещество | Витамин В6 (пиридоксин-гидрохлорид) |
| Химическая формула | С6 H12 NO3 Cl |
| Молекулярная масса | 205.64 г/моль |
| Номер продукта | FAS 8066606/1-40 |
| Технические характеристики | |
| Содержание | мин. 99% пиродиксин-гидрохлорида (по методике Европейской Фармакопеи II, расчёт по сухому веществу) |
| Потеря массы при высушивании | макс. 0, 5 % (4 часа, при 105º С ) |
| Описание внешнего вида | Кристаллический порошок белого или беловатого цвета, без запаха |
| Размеры частиц | 97% < 0, 2 мм |
| pH | 2.4-3.0 (5% водный раствор) |
| Объёмная плотность | Приблизительно 0.5 г/см3 |
| Растворимость | Растворим в воде без остатка (20г/100мл), слабо растворим в спирте, растворим в эфире, хлороформе и ацетоне |
Заболевания, связанные с дефицитом витамина В6
Недостаточное поступление с кормом витамина В6 вызывает задержку роста и карликовость животных, а также воспалительные заболевания кожных покровов, изменения в периферической и центральной нервной системе, снижение усвоения белка, поражение печени и сердца, снижение вылупляемости (в инкубаторе).
Антагонисты
Ингибитор содержится в льняном семени.