Наноцепи ДНК в растениеводстве

Научные исследования и практика показывают, что именно прецизионные, т.е. высокоточные агротехнологии обладают наибольшей биологической эффективностью, экономичностью и экологической безопасностью. Их характерной особенностью является механизм воздействия на растительный организм и окружающую среду посредством выбора оптимальных условий, режимов и средств реализации этого воздействия. Традиционно наночастицы, или наноструктуры, определяют как объекты в диапазоне размеров от 1 до 100 нм. Многие биологические материалы классифицируются как наноночастицы.

Бактерии, размерный интервал которых находится между 1 и 1 мкм, принадлежат миру мезоскопических масштабов, в то время как вирусы размерами от 10 до 200 нм находятся в верхней части диапазона наночастиц. Белки, размеры которых обычно лежат между 4 и 50 нм, находятся внизу нанометрового диапазона. Строительные блоки белков (аминокислоты) имеют размеры около 1 нм, что находится вблизи нижней официальной границы наноструктур. В природе встречается более 100 аминокислот, но только 20 из них используются организмами при синтезе белков. При формировании молекулы белка эти 20 аминокислот последовательно соединяются друг с другом прочными пептидными химическими связями и образуют длинные полипептидные цепи, содержащие сотни, а в некоторых случаях — тысячи аминокислот.

Эффективность применения некоторых нанотехнологий и наноматериалов
в растениеводстве

В некотором смысле их можно уподобить нанопроволокам. В результате изгибов и сворачивания полипептидные наноцепи упаковываются в сравнительно небольшой объем, соответствующий полипептидной наночастице с типичным диаметром в диапазоне 450 нм. Таким образом, белок — это наночастица, которая представляет собой упакованную определенным образом полипептидную наноцепь.

Генетический материал — ДНК также имеет структуру упакованной наноцепи. Ее строительные блоки — 4 нуклеотида, которые связываются в длинные двойные спиральные наноцепи. Таким образом, молекула ДНК — двойная наноцепь, две нуклеотидные наноцепи закручены друг вокруг друга с периодом 3,4 нм и ∅ 2 нм. Упаковываясь в хромосому длиной около 6 мкм и шириной 1,4 мкм, ДНК вынуждена многократно скручиваться и складываться. Сама по себе хромосома не настолько мала чтобы считаться наночастицей, поскольку ее размеры лежат в мезоскопическом диапазоне.

Одним из основных направлений нанобиотехнологии растений является получение культурных растений, толерантных к воздействию гербицидов. Гербициды широкого спектра действия, уничтожая сорные растения, оказывают угнетающее действие и на культурные посевы. Получение толерантных к гербицидам растений ведется в двух направлениях: прямая селекция резистентных к гербицидам форм растений; создание трансгенных растений путем введения генов гербицидтолерантности любого происхождения, так как гены устойчивости к гербицидам существенно удешевляют процессы получения высокого урожая. Существует четыре подхода к созданию гербицидтолерантных культур, позволяющих: уменьшить поглощение гербицида растением; обеспечить синтез чувствительного к гербициду белка в таком количестве, чтобы его хватило на выполнение присущих ему функций в присутствии гербицида; уменьшить способность белка, чувствительного к гербициду, к связыванию; обеспечить инактивацию гербицида в растении в ходе метаболизма.
Источник: http://popnano.ru


Платные объявления


Неверное имя пользователя или пароль
Закрыть

Логин:

Пароль:

Регистрация Забыли пароль?