Проекты

Зависимость эффективности трансформации бактерий относительно размера плазмиды

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биотехнология и биоинженерия»

Направление работы: Биотехнология
Авторы работы: Ученик ГБОУ «Школа с углубленным изучением математики, информатики, физики № 444»
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», 11–13 апреля 2019 года

Цель

Выявить зависимость эффективности трансформации относительно размера плазмиды.

Описание

Трансформация клетки – это процесс, при котором клетка приобретает новый генетический материал. Этот процесс осуществляется для экспрессии (процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт − РНК или белок) нужных генов, которые и были получены клеткой. Таким образом, получаются рекомбинантные белки, которые имеют высокую важность на современных рынках благодаря своей полезности. Трансформацию можно производить с растениями, вызывая у них устойчивость к гербицидам. Внедрение в клетку генетического материала − полезная и нужная технология.

Гипотеза

Размер плазмиды обратно пропорционален эффективности трансформации.

Задачи

1. Провести анализ научной литературы по теме исследования.

2. Провести трансформацию методом теплового шока бактерий штамма E.coli DH10B тремя плазмидными векторами разного размера.

3. Провести трансформацию бактерий штамма E.coli DH10B без использования теплового шока тем же набором плазмидных векторов.

4. Определить зависимость эффективности трансформации от размера плазмидного вектора.

Для того, чтобы определить трансформированные клетки, используются селективные маркеры. Обычно они представляют собой ген устойчивости к определенному антибиотику, который впоследствии добавляется в раствор к клеткам. Нетрансформированные клетки погибают, а клетки, которые успешно прошли трансформацию, развиваются и размножаются, впоследствии образуя колонии, которые можно посчитать невооруженным глазом. 

В ходе работы были рассмотрены компетентные клетки E. Coli штамма DH10B, подготовленные по двум разным протоколам:

1) с использованием катионов Ca2+;

2) с использованием катионов Mg2+.

Селективным маркером был выбран ген устойчивости к ампициллину.

Результаты

 

Была проведена трансформация методом теплового шока бактерий E. coli штамма DH10B тремя плазмидными векторами, имеющими размер 3705, 5837 и 8558 пар оснований.

Была проведена трансформация бактерий штамма E. coli DH10B без использования теплового шока тем же набором плазмидных векторов.

При стандартном протоколе химической трансформации размер плазмиды не играет решающую роль во влиянии на эффективность трансформации, но все же при уменьшении размера плазмиды следует повышение эффективности трансформации.

При проведении химической трансформации размер плазмиды играет решающую роль. На основе эмпирических данных видно, что по мере уменьшения количества пар нуклеотидов в плазмиде идёт явное повышение эффективности трансформации.

Таким образом, в случае стандартного протокола трансформации размер плазмиды слабо влияет на эффективность трансформации, но все же при увеличении размера плазмид идёт понижение эффективности трансформации. Без использования теплового шока наблюдается значительное понижение количества трансформированных клеток. Размер плазмидного вектора обратно пропорционален эффективности трансформации.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук