Биотехнология
Введено| English | Значение |
|---|---|
| PCR/ˌpiː siː ˈɑː/ | ПЦР (полимеразная цепная реакция) |
| biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/ | биотехнология |
| transformation/trænsfɔːˈmeɪʃn/ | трансформация |
| genetic engineering/dʒɪˈnetɪk ˌendʒɪˈnɪərɪŋ/ | генная инженерия |
| gel electrophoresis/dʒel ɪˌlektrəʊfɔːˈriːsɪs/ | гель-электрофорез |
Полоса ДНК появляется даже в пустом контроле
- ПЦР дает полосу в лунке с образцом и в контрольной пробе, не содержащей матрицы ДНК. Этот результат требует проверки до того, как кто-либо заявит о наличии целевой последовательности.
- Биотехнологические инструменты отвечают на разные вопросы: ПЦР амплифицирует участок, электрофорез в геле разделяет фрагменты, секвенирование определяет последовательность оснований, а трансформация вносит ДНК в клетки.
ПЦР: копирование ДНК
- Биотехнология часто начинается с получения множества копий гена.
- ПЦР (полимеразная цепная реакция) делает именно это.
- Циклы нагревания и охлаждения копируют участок ДНК снова и снова.
- В идеальной реакции каждый цикл удваивает целевой регион; реальная амплификация может быть менее эффективной.
Биотехнология означает…
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Биотехнология использует организмы и их молекулы — такие как ДНК и ферменты — для создания продуктов и инструментов.
Генная инженерия
- Генная инженерия переносит ген из одного организма в другой.
- Полезный ген вырезается и вставляется в нового хозяина.
- Хозяин затем считывает этот ген и производит его белок.
- Это позволяет придать организму совершенно новую способность.
ПЦР - копирование ДНК
Проход через один цикл ПЦР: нагревание разделяет цепи, праймеры связываются, и каждая цепь копируется, удваивая количество ДНК.
Что делает ПЦР?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ПЦР (полимеразная цепная реакция) многократно копирует целевой участок ДНК, удваивая его каждый цикл.
Что может сделать биотехнология
- Бактерии модифицируют для производства человеческого инсулина для диабетиков.
- Культурам придают гены устойчивости к вредителям или дополнительные витамины.
- ДНК можно прочитать для диагностики заболеваний или идентификации человека.
- Генная терапия даже стремится исправлять неисправные гены у пациентов.
Перенос гена из одного организма в другой называется генетическим ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Генетическая инженерия переносит ген между организмами — например, помещает человеческий ген в бактерии.
Бактерии можно модифицировать для производства человеческого инсулина в качестве лекарства.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Человеческий ген инсулина помещают в бактерии, которые затем производят инсулин дешево и безопасно.
Выберите все верные утверждения о биотехнологии.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Мощные инструменты поднимают реальные этические вопросы, требующие внимательного обдумывания. Остальные три неверны.
ПЦР разделяет, праймирует и удлиняет
- Нагревание денатурирует ДНК, разделяя ее цепи. Охлаждение позволяет коротким праймерам аннелироваться (связываться) с комплементарными последовательностями, определяющими целевой регион. Термостабильная ДНК-полимераза затем удлиняет праймеры.
- Повторяющиеся циклы амплифицируют этот регион. Идеальное удвоение дает 2ⁿ копий из одной целевой молекулы после n циклов, но реальные реакции менее эффективны; ПЦР копирует существующую ДНК, а не весь организм.
Опишите один цикл ПЦР.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
Нагревание разделяет цепи; праймеры обеспечивают концы; полимеразы осуществляют элонгацию.
Исходя из одной целевой копии, каково идеальное количество после пяти циклов удвоения?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
2 × ⁵ = 32. Это идеальная модель, а не гарантированный экспериментальный выход.
Гель разделяет фрагменты по размеру
- При электрофорезе в геле отрицательно заряженная ДНК движется к положительному электроду. В одном и том же геле при одинаковых условиях более мелкие фрагменты обычно проходят большее расстояние, чем крупные.
- Маркер размеров служит эталоном. Совпадение положения полосы указывает на схожий размер фрагментов, но не доказывает идентичность всех оснований в двух фрагментах.
В одной электрофоретической гелевой системе фрагмент ДНК из 200 пар оснований и фрагмент из 800 пар оснований стартуют одновременно. Какой обычно перемещается дальше?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Меньшие фрагменты проходят через гель легче.
Трансформация и секвенирование отвечают на разные вопросы
- Трансформация вносит чужеродную ДНК в бактериальную клетку. Плазмида может нести полезный ген; отбор помогает найти клетки, его получившие, но поглощение не гарантирует полезную экспрессию.
- Секвенирование ДНК определяет порядок нуклеотидов. ДНК-печать сравнивает информативные паттерны между образцами; совпадение ограниченного паттерна подтверждает сравнение, но не доказывает идентичность двух полных геномов.
Одинаковое положение полос само по себе не доказывает, что два образца ДНК имеют идентичные нуклеотидные последовательности.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ДНК одинакового размера может иметь разные последовательности оснований; для их различения требуется секвенирование.
Разобранный пример: выберите доказательства
- Чтобы определить, содержит ли образец целевой участок, амплифицируйте его с помощью ПЦР и сравните полученный продукт с контрольными образцами на геле. Положительный контроль подтверждает работоспособность реакции; контрольный образец без матрицы выявляет возможное загрязнение.
- Если в контрольном образце без матрицы также обнаружена целевая полоса, то наличие полосы в исследуемом образце само по себе не является надёжным доказательством. Для выявления замены одного нуклеотида в двух продуктах одинакового размера секвенируйте ДНК, а не полагайтесь только на положение полосы в геле.
Контрольная проба ПЦР без матрицы дает полосу того же размера, что и в образце. Что следует проверить?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Целевой продукт без шаблона указывает на загрязнение или другую проблему в анализе.
Эти инструменты мощны, а мощь влечет за собой ответственность. Редактирование генов и модификация организмов поднимают реальные этические вопросы — о безопасности, справедливости и согласии. Биотехнологию необходимо использовать осознанно, а не просто потому, что мы можем.
Бактерии, производящие человеческий инсулин:
- Некоторым людям с диабетом требуется инсулин; ранние препараты получали из тканей животных.
- Сейчас ген человеческого инсулина помещают в бактерии с помощью генной инженерии.
- Инженерные клетки синтезируют белок инсулина, который перед медицинским применением должен быть обработан, очищен и проверен на качество.
Биотехнологии используют живые организмы и их молекулы в качестве инструментов. ПЦР копирует участок ДНК миллионы раз; генная инженерия переносит ген между организмами, позволяя (например) бактериям производить человеческий инсулин. Эти мощные инструменты приносят огромную пользу — но порождают реальные этические вопросы.