Методите на генното инженерство позволява да се получи по-издръжливи култури
България хронично нещастен не само с началниците и пътища, но и климатът. Cold - това е един от основните проблеми на страната, на откритите пространства, където зимата трае в продължение на шест месеца или повече. Докато за растежа на растенията и, следователно, са необходими добра реколта, преди всичко, на слънце, топлина и влага. Ако около студа, растенията са склонни да страдат, а понякога и да умре, в резултат на животните и човека не е нищо за ядене.
Можете също така да се интересуват от
Какво процеси се проведе в клетките и по целия производствен процес, когато температурата падне и трябва да продължите да го умрял?
На първо място, е необходимо да се предотврати образуването на лед. Второ, трябва да се гарантира, че процесът на транскрипция и транслация, това е живота. Необходимо е да се актуализира на протеините за увеличаване на биомасата, макар и не толкова бързо, колкото при нормална температура, но, въпреки това, на процеса на актуализация трябва да върви постоянно. На трето място, е необходимо да се защити клетъчните мембрани, защото ако мембраната е повредена, всички съдържанието на клетката и следва живота й прекратява.
Има няколко основни начини за увеличаване на клетъчното оцеляване, тъй като температурата се понижава: 1) поддържане оперативна съвместимост протеини, използвайки молекулярни чаперони сътрудници -; 2) предотвратява образуването на лед в клетки чрез синтез на осмолити: захароза, глицерол, пролин, бетаин; 3) предотвратяване на замразяване на мембраната чрез намаляване на техния вискозитет.
Аз ще живея малко по-подробно на мембраните. Чрез намаляване на температурата се увеличава вискозитета на мембраната поради физически клетка компресия. Ние се ezhimsya, когато температурата се намалява - и клетките правят същото. При настъпване на зимните птици могат да летят далеч от студено, за да се затопли, животни с ценна кожа могат да растат и да се облича с палто, да се увеличи на мазнини; В края на краищата, те имат способността да мигрират към мястото, където по-топло. И нищо от това растение не може - когато те са засадени, те растат там. Ето защо, независимо какво се случва в околната среда, те трябва да разполагат с механизми за противодействие неблагоприятни условия, или те просто не могат да оцелеят.
Клетъчната мембрана се състои от липидна матрица и влакна, които са разположени в матрицата. Какви са липиди? Това химично съединение, състояща се от триосновен алкохол - глицерол, и прикрепен към нея дълговерижни мастни киселини. В липиди, образуващи мембраните са прикрепени към глицерол две мастни киселини, които образуват хидрофобната фаза мембрана (вода-отблъскващ) и един заредени или неутрални молекула. В двоен слой на мембраната, те образуват, съответно, хидрофобен и хидрофилна фаза, един от които изглежда в клетката, а другият - към външната страна, в околната среда.
Ако мастни киселини в мембрани имат права структура, както ако те се придържат с намаляване на температурата се случва и така наречените фазов преход - от нормална течност фаза мембрана преминава в етап на вискозен гел. В този случай, протеините, които се намират в мембраната по такъв "изпитване под налягане" на вече не могат да действат и изпълняват функциите си. растение задача - да се предотврати такава ситуация.
За тази цел има биохимичен механизъм, който позволява директно колони от наситени мастни киселини в състава на липид за да извити ленти, които да отклоняват под ъгъл и не могат да се придържаме мембрана. Задачата е да се възстанови нормалната поток (или, от друга страна - на вискозитета) на мембраната чрез симулиране на състоянието, в която мембраната е при нормална температура на околната среда. Този липидни матрични протеини могат да функционират нормално и при ниска температура.
Този метод на монтиране на състоянието на мембраната при температура на околната среда се извършва чрез специални протеини - десатурази мастни киселини. Дезатураза форма двойни връзки в строго определената позиция на веригата на мастна киселина, където за образуване на връзки в различни позиции съответстват на различни ензими. Чрез намаляване на температурата се индуцира, двойни връзки са образувани и по този начин мембраната вискозитет се намалява и се "разрежда".
За да докаже това експериментално, ние използвахме модел цианобактериен клетъчна система. Какво го прави добър? В цианобактерии да мутира по избор на почти всеки ген, освен ако липсата на протеинов продукт не предизвиква клетъчна смърт. Ако се въведат мутации в някои гени десатурази на мастни киселини (например, отговорни за образуването на две и три двойни връзки), тялото не ще бъде в състояние да образуват съответните двойни връзки, и след това при ниски температури, такива мутантни клетки не са в състояние да модулират вискозитетът мембрани умират.
Но има и други организми, като термофилни, които растат в горещите извори и по принцип студа никога не се чувстват. Те обикновено (вече не е необходимо) се получава полиненаситени мастни киселини с няколко двойни връзки. Но те не са в състояние да растат при ниски температури. Можете да вземете този модел организъм и да го трансформирате дезатуразен ген, което представлява допълнителна двойна връзка от друг организъм. Това е да се получи трансгена с повече течни мембрани. Ако тези клетки са изложени на ниски температури, контролните клетки са убити, а трансформантите оцелеят. Това предполага, че количеството на ненаситени мастни киселини в липидната мембрана регулира чувствителността към ниски температури. Колкото повече двойни връзки, мембраната и клетките са устойчиви на ниски температури.
Това води до трансгенни тютюневи устойчиви на вредните ефекти на ниски температури.
Сигурен съм, че много градинари изправени такъв проблем: през пролетта, когато се появяват първите издънки, изведнъж се удари в студа в яркото слънце, и почти всички разсад умират. Това явление се нарича ниска температура photoinhibition, когато ниската температура растения попадат в силна светлина. При такива обстоятелства апарат фотосинтетичния не може да се справи със силна електронен поток поради увеличения вискозитет на мембраната, причинени от намаляване температура. Сам по себе си ярка светлина (при нормална температура), или на собствените си ниски температури (в отсъствието на ярка светлина) не би било толкова ужасно, но комбинираното действие на тези два фактора стрес обикновено води до сериозни последствия за централата. Въпреки това, ако увеличение мембрана течливост чрез трансформация допълнително дезатуразен ген, тези растения са устойчиви на ниски температури и по-ярка светлина.
Експериментите ни през последните години в картофи, по принцип потвърждават едно и също нещо - повече ненаситени мастни киселини водят до по-голяма студоустойчивостта на растенията. Има и други механизми, които могат да бъдат използвани за получаване на растенията свойства на студоустойчивост. Например, възможно е да се изкуствено увеличаване на синтеза на осмолит, например, глицин бетаин. Тази стратегия е довело до редица стрес устойчиви трансгенни линии домати, череши, ориз, памук, царевица и др В действителност, в идеалния случай, би било хубаво да доведе до трансформация на растенията от един-единствен ген се променя нито един знак, и тяхната комбинация, и растението ще се превърне не само устойчив на студ, но и за някои други неблагоприятни условия на околната среда. Това е много важно за селското стопанство.
В нашата страна, доскоро, че е невъзможно в полетата, засети трансгени, но сега е, според която това вече е възможно да се направи, и в областта. Аз не наричам никого да засадят трансгени открит начин. От друга страна - на кого му пука, устойчиви трансгени, ако те след това няма къде да кандидатствам? Нашата експериментална работа, свързана с получаване и мутирали трансгени в лабораторни условия. Без насочени мутации и трансгенеза е невъзможно да се определи функцията на отделни гени или регулаторни промени, не е възможно да се разберат принципите на действие на компонентите на живите системи, като описаните по-горе десатурация система насочена към адаптирането на биологични мембрани към променящите се температури.
Що се отнася до практиката, делото отива на факта, че човечеството храна не е за изпускане. Затова е по-добре сега да се мисли за това как да се увеличи производителността, как да се направи сортове, които са устойчиви на неблагоприятни условия. Природата го прави в продължение на милиони години от еволюцията и селекция. Имаме толкова много време, за съжаление, не. Ето защо, ние трябва да положи усилия, за да се получи на фундаментални знания за принципите на работа и регулиране на различни биологични системи. Това познание е полезен, по-специално за получаване на растения с желаните свойства, използвайки техники на генното инженерство. В същото време, разбира се, не забравяйте за проблемите на биологичната безопасност.
Свързани статии