پاورپوینت بیوتکنولوژی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

کلمه بیوتکنولوژی (Biotechnology) از دو کلمه bioبه معنی ارگانیسم (زنده)و technology به معنای یک روش علمی به منظور دستیابی به یک هدف علمی شکل گرفته است.

بیوتکنولوژی به طور کلی به مجموعهای از فناوریها اطلاق میشود که ارگانیسم های زنده یا بیولوژیکی گیاه، حیوان، میکروارگانیسم یا ترکیبات مخصوص مشتق شده از این ارگانیسم ها را به منظور تولید کالاها و خدمات صنعتی بکار میگیرد

تعریف بیوتکنولوژی

اسلاید 2 :

گستردگی و تنوع کاربردهای بیوتکنولوژی، تعریف و توصیف آنرا کمی مشکل و نیز متنوع ساخته است.

تعریف بیوتکنولوژی
مجموعهای از فنون و روشها که در آن از ارگانیسمهای زنده یا قسمتی از آنها در فرایندهای تولید، تغییر و بهینهسازی گیاهان و جانوران استفاده میشود.

 کاربرد تکنیکهای مهندسی ژنتیک در تولید محصولات کشاورزی، صنعتی، درمانی و تشخیص باکیفیت بالاتر و قیمت ارزانتر و محصول بیشتر و کم خطرتر.

 استفاده از سلول زنده یا توانائیهای سلولهای زنده یا اجزای آنها و فرآوری و انتقال آنها بهصورت تولید در مقیاس انبوه.

 بهرهبرداری تجاری از ارگانیسمها یا اجزای آنها.

 کاربرد روشهای مهندسی ژنتیک در تولید یا دستکاری میکروارگانیسمها وارگانیسمها.

اسلاید 3 :

بیوتکنولوژی همانند زیست شناسی، ژنتیک یا بیوشیمی یک علم پایه یا کاربردی نیست که بتوان محدوده و قلمرو آنرا بسادگی تعریف کرد. بیوتکنولوژی شامل حوزهای مشترک از علوم مختلف است که در اثر همپوشانی و تلاقی این علوم با یکدیگر بوجود آمده است.

آیا بیوتکنولوژی یک علم پایه است؟

بیوتکنولوژیمعادل زیست شناسی مولکولی، مهندسی ژنتیک، مهندسی شیمی یا هیچ یک از علومسنتی و مدرن موجود نیست؛ بلکه پیوند میان این علوم در جهت تحقق بخشیدن به تولید بهینه یک محصول حیاتی (زیستی) یا انجام یک فرآیند زیستی با روشهاینوین و دقیق با کارآئی بسیار بالا میباشد.

اسلاید 4 :

سابقه به‎کارگیری میکروارگانیسم‎ها برای تولید مواد خوراکی مانند سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال پیش برمیگردد.

نقش میکروارگانیسم‎ها در تولید الکل و سرکه در سده پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو هنگام جابه‎جایی آن‎ها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند.

آنان از لویی پاستور درخواست کمک کردند. لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل میکنند. این فرایند بی‎هوازی تخمیر نام دارد. و نیز دریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل میکند روی میدهد.

پیدایش بیوتکنولوژی

اسلاید 5 :

در تقسیمبندی زمانی میتوان سه دوره برای تکامل بیوتکنولوژی قائل شد:

۱) دوره تاریخی که بشر با استفاده ناخودآگاه از فرآیندهای زیستی به تولید محصولات تخمیری مانند نان، لبنیات، ترشیجات و سرکه و غیره میپرداخت. مصریها در چهار هزار سال قبل با کمک مخمر و خمیر مایه نان میپختند. در این دوران فرآیندهای ساده و اولیه بیوتکنولوژی و بهویژه تخمیر توسط انسان بکار گرفته میشد.

۲) دوره اولیه قرن حاضر که با استفاده آگاهانه از تکنیکهای تخمیر و کشت میکروارگانیسمها در محیطهای مناسب و متعاقباً استفاده از فرمانتورها در تولید آنتیبیوتیکها، آنزیمها، اجزای مواد غذایی، مواد شیمیایی آلی و سایر ترکیبات، بشر به گسترش این علم مبادرت ورزید.

۳) دوره نوین بیوتکنولوژی که با کمک علم "ژنتیک" درحال ایجاد تحول در زندگی بشر است. بیوتکنولوژی نوین مدتی است که رو به توسعه گذاشته و روز به وز دامنه وسعت بیشتری به خود میگیرد.

تکامل زمانی بیوتکنولوژی

اسلاید 6 :

کاربردهای سنتی بیوتکنولوژی شامل اصلاح نباتات و دام، تهیه نان، ماست و پنیر بوده است و پس از آن تولید پادزیستها (آنتی بیوتیکها)، انسولین انسانی و هماکنون با پیدایش فناوری DNA نوترکیب، دستکاری ژنها و انتقال ژن از یک موجود زنده به دیگری یا به عبارت دیگر مهندسی ژنتیک، ظرفیت بهرهگیری از این فناوری به گونه فزایندهای افزایش یافتهاست.


در حال حاضر با توجه به افزایش بیرویه جمعیت و نیاز به تأمین مواد غذایی این جمعیت رو به تزاید، بیوتکنولوژی کشاورزی مورد توجه ویژهاست و محصولات تراریخته گوناگون پرمحصول و مقاوم کشاورزی مانند ذرت، برنج، سویا، گوجه فرنگی، گندم تولید و بهکارگیری تکنیکهای نوین بیوتکنولوژی در افزایش تولید شیر و گوشت دام مؤثر واقع شدهاند.

بیوتکنولوژی گیاهی

اسلاید 7 :

Genetically Modified Organism (GMO)

Transgene

Transgenic

چند اصطلاح مهم

اسلاید 9 :

تولید گیاهان مقاوم در برابر حشرات و آفات
کاربرد باکتری Bacillus thuringiensis
کاربردهای انتقال ژن و بیوتکنولوژی در گیاهان

اسلاید 10 :

سلول هایmidgut شروع به فلج شدن می کنند و عمل هاضمه انجام نمی شود و در نتیجه حشرات از گرسنگی می میرند.

مکانیسم عملکرد توکسین ها شامل حل شدن پروتئین های کریستالی در آلکالین معده است و بعد از توکسین فعال شده و به گیرنده های روی غشای سلولی اپیتلیوم معده باند می شود.
 
در ادامه توکسین سوراخهایی در سلول اپی تلیالی غشا ایجاد می کند که بطور کلی تعادل اسمتیک سلولی را به هم می ریزد وسلول از هم گسیخته شده ومی میرد.
این باکتری سم کریستالی به نام Cry رال تولید میکند.

اسلاید 11 :

تخریب دیوارزه سلولی در قارچها به وسیله کیتیناز و 1-3 گلوکانازها که در حقیقت باعث تخریب پلی ساکاریدها در دیواره سلولی در قارچ ها می شوند.
2) تولید گیاهان مقاوم به امراض
3) تولید گیاهان مقاوم به علف کشها
اسیدهای آمینه تریپتوفان، فنیل آلانین و تیروزین در مسیر شیکمیک اسید تولید می شوند. این مسیر در گیاهان و بسیاری از میکروارگانیزم ها وجود دارد اما در جانوران وجود نداشته و این موجودات اسیدآمینه های آروماتیک مورد نیاز خود را از طریق جیره غذایی دریافت می کنند. به طور عکس، گیاهان برای بقاء و تولید مثل باید این اسیدهای آمینه ضروری را تولید کنند.

اسلاید 13 :

از طریق بیوتکنولوژی گیاهان مقاوم به شوری، خشکی، گرما و سرما تولید شده اند.
4) تولید گیاهان مقاوم به تنش های زیستی
مراحل و روشهای تولید GMO

اسلاید 14 :

جداسازی ژن و کلون کردن

اسلاید 15 :

انتقال ژن

اسلاید 17 :

آنزیمهای برشی
آنزیمهای برشی، ابزارهای مهمی در تحقیقات ژنومیک هستند. آنها با قطع کردن DNA در یک مکان مشخص، فضایی را بوجود میآورند که در آن DNA خارجی میتواند با اهداف ویرایش ژن به آنها الحاق شود.

این آنزیمها منشأ باکتریایی دارند و یک وسیله دفاعی در برابر حمله فاژها می باشند. در واقع باکتری از این آنزیمها استفاده می کند تا از ژنوم خود در برابر حمله فاژها محافظت کند.

اسلاید 18 :

نحوه نامگذاری آنزیمهای محدود کننده :

در نامگذاری آنزیمهای محدود کننده سه حرف اول نشان دهنده منبع ،حرف دوم سوش باکتری و عدد رومی ترتیب کشف و شناسایی آنزیم را نشان می دهد.برای مثال در  EcoR I سه حرف اول Eco معرف منبع اشریشیا کلی E.coli) )، و R معرف سوش آن و عدد I بیانگر آن است که این آنزیم اولین آنزیم شناسایی شده در    Ecoliاست.

اسلاید 19 :

انواع برشهای ایجاد شده توسط آنزیمهای محدود کننده :

این آنزیمها DNA را در یک موقعیت داخلی برش می زنند و بنابراین جزو آندونوکلئازها به شمار می آیند سکانسهای هدف آنها بر روی مولکولDNA عموما"از 4 تا 6 جفت نوکلئوتید به صورت تکرار معکوس یا پالیندرومیک تشکیل شده است .

پالیندروم در زبان یونانی به کلمه یا عبارتی گفته می شود که از چپ به راست یا از راست به چپ یکسان باشد.جایگاه تشخیص آنزیمهای محدود کننده نیز از '5 به  '3 یا از '3 به '5 در هر دو رشته DNA توالی یکسانی دارد.                 
  
  5' ..GAATTC..3'                                                  
  3' ..CTTAAG..5' 

تاکنون حدود   200 نوع آنزیم محدود کننده شناسایی شده است که به طور کلی دو نوع برش را ایجاد می کنند و منجر به تشکیل قطعات مختلف DNA می گردند.

اسلاید 20 :

بسیاری از اندونکلئازهای محدود کننده برش سادهای را در میان جایگاه شناسایی بر روی DNA دو رشتهای ایجاد میکنند و نتیجهی آن ایجاد دو « انتهای صاف» یا blunt end میباشد. از جمله این آنزیمها میتوان به AluI اشاره کرد.

در «انتهای چسبنده » یا stiky end ، در انتهای هر قطعهی حاصل از برش، 2 تا 4 نوکلئوتید تک رشتهای و بدون مکمل باقی میمانند و از آنجا که میتواند با قطعهی مکمل خود جفت شود به آن انتهای چسبنده میگویند. از جمله آنزیمهایی که انتهای چسبنده ایجاد میکند میتوان EcoRI را نام برد.