Jaké jsou hlavní metody používané při výběru mikroorganismů?

Mikroorganismy jsou živé organismy, které nejsou pro svou malou velikost viditelné pouhým okem.

Mezi mikroorganismy patří bakterie, archaea, některé houby a protistové. Velikost takových organismů, bez ohledu na to, zda se jedná o eukaryota nebo prokaryota, nepřesahuje 0,1 mm.

Selekce mikroorganismů je vědní obor věnovaný tvorbě nových kmenů.

Opatrně! Pokud učitel v práci odhalí plagiát, nelze se vyhnout velkým problémům (až vyloučení). Pokud nemůžete napsat sami, objednejte zde.

Pro biologii má směr velký význam. Díky ní se objevují a rozvíjejí metody, které umožňují kontrolovat vlastnosti mikroorganismů a získávat nové kmeny užitečné pro člověka.

Kmen je čistá kultura mikroorganismu, odvozená ze srozumitelného zdroje a identifikovaná podle kritérií moderní klasifikace. Ve smyslu lze kmen přirovnat k plemeni u zvířat nebo odrůdě rostlin.

Metody selekce mikroorganismů

K dnešnímu dni vědci vyvinuli tři hlavní metody pro výběr mikroorganismů: selekci, umělou mutagenezi a genetické inženýrství.

Výběr

Za účelem poskytnutí možnosti volby pracují vědci v oblasti šlechtění s původním genomem a mění jeho vlastnosti pomocí metod, jako jsou:

  • konjugace – přenos určité části genetického materiálu přímým kontaktem dvou buněk;
  • stimulace mutací;
  • amplifikace je zvýšení počtu kopií požadovaného genu.

Po získání několika různých druhů se vědci vybírají podle produktivity: chovatelé se zpravidla zajímají o kmeny s vysokou syntetizační aktivitou.

Umělá mutageneze

Umělá mutageneze je poskytnutí cíleného účinku na mikroorganismy pomocí chemických sloučenin, ozářením rentgenovým zářením nebo ultrafialovým zářením.

Umělá mutageneze může být nezávislou metodou nebo může být jedním ze stupňů selekce.

Genetické inženýrství

Genetické inženýrství je zavedení dědičného materiálu získaného z buňky jednoho mikroorganismu do genomu jiného.

V procesu aplikace metody se rozlišují 4 po sobě jdoucí etapy. Tradiční schéma vypadá takto:

  1. Hledání vhodných genů, jejich vyříznutí z donorového genomu působením restrikčního enzymu – bakteriálního fragmentu, který štěpí molekulu DNA na přesně definovaných místech.
  2. Vytvoření substrátu, ve kterém bude kódovaná charakteristika integrována do jiného genomu.
  3. Transformace je vnesení genetické informace do genomu organismu příjemce.
  4. Screening je výběr organismů s úspěšně zavedenými vlastnostmi.
READ
Jak se jmenuje obytné auto, které není přívěsem?

Získání jednoho nebo více modifikovaných organismů nemusí být dostatečné. Daný postup proto v některých případech dokončí reprodukci výsledných verzí.

Mikroorganismy vytvořené genetickým inženýrstvím se v biologii nazývají transformované.

Hlavní směry

Výběr mikroorganismů je důležitý pro mnoho oblastí. Mezi nimi:

  • lékařství;
  • farmakologie;
  • Léčiva
  • potravinářský průmysl;
  • chov zvířat.

Úspěchy mikrobiologů v oblasti šlechtění jsou využívány v lesnických a těžařských podnicích.

Kde se používá mikrobiální selekce?

Díky selekci lidé získali některá antibiotika, hormony a stimulátory růstu a zajistili si tvorbu podpůrných léků: například vitamínů a aminokyselin.

Kvasnice se používají ve vinařství, stejně jako v pekařství a pivovarech. A pro chovatele hospodářských zvířat byl vyvinut speciální druh hub, který se vyznačuje schopností syntetizovat přísady do krmiva z kompostu.

Transformované bakterie se používají k prodloužení trvanlivosti některých mléčných výrobků. Speciální kmeny jsou vytvářeny k získávání drahých kovů z rud za předpokladu, že nedojde k zásahu člověka.

Mezi mikroorganismy patří prokaryota – bakterie, dále jednobuněčné rostliny a živočichové – řasy a prvoci. Tyto živé bytosti hrají důležitou roli v lidském životě a jsou zapojeny do průmyslu. Vzniklo samostatné odvětví – selekce mikroorganismů, která pomáhá vytvářet chemikálie, léky a potravinářské produkty.

popis

Selekce jednobuněčných organismů probíhá poněkud jinak než selekce mnohobuněčných rostlin a živočichů. Hlavním cílem je dosáhnout vysokého výkonu z jediné buňky. Mikroorganismy syntetizují aminokyseliny, proteiny, lipidy, vitamíny, nukleové kyseliny, enzymy, pigmenty, specifické organické látky atd. „Divoké“ kmeny jsou zpravidla méně aktivní a produktivní, takže se lidstvo naučilo stimulovat životně důležitou aktivitu jednobuněčných organismů.

Stručně o výběru mikroorganismů a jeho charakteristických rysech:

  • neomezené množství výchozího materiálu pro práci – v živném médiu lze vypěstovat miliony bakterií za pár dní;
  • jednobuněčné organismy obsahují haploidní sadu chromozomů, proto je snazší identifikovat mutace již v první generaci;
  • Genom bakterií je jednodušší než genom mnohobuněčných organismů, což umožňuje efektivnější regulaci genových interakcí.

Lidstvo se naučilo využívat několik stovek druhů mikroorganismů ze 100 tisíc známých. Počet „užitečných“ jednobuněčných organismů každým rokem roste.

Kolonie bakterií v Petriho misce

Rýže. 1. Kolonie bakterií v Petriho misce.

Metody

Hlavní metody selekce mikroorganismů jsou uvedeny v tabulce.

metoda

Vlastnosti

Příklady

Výběr nejproduktivnějších a nejnáročnějších vzorků mikroorganismů a jejich kultivace v umělém prostředí

READ
V jakém věku se mění charakter člověka?

Vnější vliv na životní aktivitu mikroorganismů. Použití ultrafialového světla, záření, chemikálií k získání potřebné mutace

Příprava pekařského droždí

Izolace potřebných genů a jejich zavedení do jiných organismů, transformace, „úpravy“ DNA a RNA, tvorba geneticky modifikovaných organismů

Produkce inzulinu, enzymy

Genetické inženýrství je metoda rychle se rozvíjející biotechnologie. Tato disciplína studuje a praktikuje možnosti využití živých organismů k získání produktů nezbytných pro člověka.

Umělá mutageneze

Rýže. 2. Umělá mutageneze.

Hodnota

Lidstvo začalo aktivně „krotit“ mikroorganismy na začátku dvacátého století, kdy se začaly objevovat první vakcíny a antibiotika. Již v dávných dobách však lidé věděli, jak připravovat pivo, víno, sýr, nevědomky pomocí mikroorganismů. Moderní technologie pomáhají vytěžit z malých tvorů co největší užitek.

kteří spolu s tím čtou

Několik příkladů důležitosti mikrobiálního výběru v moderním průmyslu:

  • získávání enzymů používaných v průmyslu, např. amyláza je obsažena v pracích prášcích, zlepšuje kvalitu mouky, urychluje fermentační procesy;
  • získávání esenciálních aminokyselin;
  • výroba antibiotik;
  • získávání dalších zdrojů energie – etanol, vodík, plyn;
  • výroba pekařských výrobků (pěstování kvasnic);
  • výroba alkoholu a alkoholických výrobků;
  • výroba fermentovaných mléčných výrobků;
  • pěstování kovů z nekvalitních rud;
  • Čištění odpadů.

co jsme se naučili?

Z vysvědčení pro 9. ročník jsme se dozvěděli o metodách a významu selekce mikroorganismů. Práce s mikroorganismy je mnohem jednodušší než s mnohobuněčnými organismy, protože k výrobě milionů buněk stačí malé množství výchozího materiálu. Selekce jednobuněčných organismů nevyžaduje velké výdaje na potravu ani velké plochy. Selekce se provádí pomocí umělé selekce a mutageneze a také pomocí genetického inženýrství. „Vypěstované“ jednobuněčné organismy produkují velké množství látek nezbytných pro lidstvo – hormony, enzymy, aminokyseliny.

Rate article
Add a comment

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: