organizmy transgeniczne n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Organizmy transgeniczne PowerPoint Presentation
Download Presentation
Organizmy transgeniczne

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 54

Organizmy transgeniczne - PowerPoint PPT Presentation


  • 196 Views
  • Uploaded on

Organizmy transgeniczne. Czym jest organizm transgeniczny (GMO). Budowa DNA. Pozyskiwanie DNA z komórek. Metody tworzenia organizmów transgenicznych. Przykłady organizmów transgenicznych. Uprawa roślin i hodowla zwierząt transgenicznych. Argumenty za i przeciw tworzeniu (GMO).

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

Organizmy transgeniczne


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide2

Czym jest organizm transgeniczny (GMO)

Budowa DNA

Pozyskiwanie DNA z komórek

Metody tworzenia organizmów transgenicznych

slide3

Przykłady organizmów transgenicznych

Uprawa roślin i hodowla zwierząt transgenicznych

Argumenty za i przeciw tworzeniu (GMO)

slide5

W Ustawie o GMO zapisana jest definicja:

Organizm modyfikowany genetycznie to organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, w szczególności przy zastosowaniu:

- technik rekombinacji DNA z użyciem wektorów, w tym tworzenia materiału genetycznego poprzez włączenie do wirusa, plazmidu lub każdego innego wektora cząsteczek DNA wytworzonych poza organizmem i włączenie ich do organizmu biorcy, w którym w warunkach naturalnych nie występują, ale w którym są zdolne do ciągłego powielania,

- technik stosujących bezpośrednie włączenie materiału dziedzicznego przygotowanego poza organizmem, a w szczególności:mikroiniekcji, makroiniekcji i mikrokapsułkowania,

- metod nie występujących w przyrodzie dla połączenia materiału genetycznego co najmniej dwóch różnych komórek, gdzie w wyniku zastosowanej procedury powstaje nowa komórka zdolna do przekazywania swego materiału genetycznego odmiennego od materiału wyjściowego komórkom potomnym.

slide7

DNA składa się z:

  • Zasad azotowych:
    • Adeniny (A)
    • Guaniny (G)
    • Cytozyny (C)
    • Tyminy (T)
  • Cukru:
    • dezoksyrybozy (D)

Reszty kwasu fosforowego (P)

slide8

Komplementarne dobieranie zasad

T

A

Tymina

Adenina

Cytozyna

Guanina

slide9

Podwójne wiązanie wodorowe A=T

Deoksyryboza - cukier

Reszta kwasu fosforowego

Potrójne wiązanie wodorowe C G

slide12

Izolacja i oczyszczenie DNA

tkanka mięśniowa- gładka

rozdrobnienie tkanki

Dodanie:

1. Detergentu,

2. Proteaz

3. Enatolu

slide13

Cięcie enzymami restrykcyjnymi

Enzymy restrykcyjne

  • Przecinają DNA w określonych miejscach
  • Pozyskiwane są z bakterii
  • Istnieje bardzo wiele enzymów, z których każdy tnie DNA w określonym miejscu
slide14

Rozdzielenie fragmentów DNA

(elektroforeza)

Elektroforeza umożliwia rozdział fragmentów DNA w zależności od wielkości.

W elektroforezie żelowej ujemnie naładowane cząsteczki DNA

wędrują na żelu z agarozy (agaroza to substancja uzyskiwana z krasnorostów,

podobna do agaru).

Prędkość tej wędrówki zależy od wielkości fragmentów DNA

slide17

Denaturacja DNA

(termiczny rozkład helisy na pojedyncze nici)

  • Dwie nici DNA ulegają wyraźnemu rozdzieleniu
slide19

Hybrydyzacja

  • Łączenie się nici DNA starej i nowej
  • Nowa nić jest sondą, która pomoże w wykryciu określonych sekwencji DNA
slide22

Aby otrzymany organizm był transgeniczny, należy do niego wprowadzić kawałek DNA, który pochodzi od obcego organizmu. Może on zostać wycięty z większego fragmentu DNA, przy użyciu enzymów restrykcyjnych.

Tak przygotowany materiał jest wprowadzany do genomu zwierzęcia bądź rośliny. Samo wprowadzenie materiału genetycznego nie jest łatwe, a technika zależy od tego czy modyfikowany jest organizm zwierzęcy czy roślinny.

slide23

Metody bez wykorzystania wektora

Są to metody polegające na bezpośrednim wprowadzeniu DNA do komórek roślinnych. Pozwalają one na transformowanie dowolnych roślin. Nim fragment będzie mógł być wprowadzony do komórki gospodarza, ta musi być pozbawiona ściany komórkowej (oprócz mikrowstrzelowania). By to osiągnąć można poddać ją działaniu enzymów degradujących. Otrzymuje się w ten sposób tzw. protoplast, którego błona komórkowa stanowi koleją barierę dla transgenu, wprowadzanego do komórek z wykorzystaniem jednej z metod, ogólnie podzielonych na fizyczne i chemiczne.

slide24

Elektroporacja

Polega na wykorzystaniu serii impulsów elektrycznych, które naruszają strukturę błony, powodując powstanie w niej porów, przez które DNA może przeniknąć do wnętrza komórki.

Podejście to może być stosowane też przy wprowadzaniu genów do innych komórek

- zwierzęcych,

- bakteryjnych.

slide25

Mikrowstrzeliwanie

Metoda fizyczna - wykorzystuje mikroskopijne kulki z złota

lub wolframu o średnicy 0,5 - 5 mikrometra (0,0000005-0,000005 metra).

Fragmenty DNA które pragnie się wprowadzić do komórek są opłaszczane na tych kulkach,

a następnie wstrzeliwane do komórek roślinnych.

Używana jest do tego tzw. "armatka genowa" (ang. particle gun).

Wadą metody jest niska wydajność oraz mogące wystąpić uszkodzenia komórek.

Zaletą jest to iż komórki nie muszą być pozbawiane ściany komórkowej, można wprowadzać

do np. do fragmentu liścia, jak i DNA może zostać wprowadzona także do chloroplastów

i mitochondriów.

slide26

Z użyciem PEG

Metoda chemiczna - polega na wykorzystaniu glikolu polietylenowego

(PEG od ang. polyethylene glycol), który powoduje zwiększenie

przepuszczalności błony komórkowej, poprzez prowadzenie

do jej chwilowej, odwracalnej dezorganizacji.

To pozwala na wnikniecie transgenu do komórek, wraz z DNA nośnikowym.

slide27

- Fuzja liposomów - tworzone są liposomy, wewnątrz których są cząsteczki DNA. Tworzy się je poprzez utworzenie podwójnej błony lipidowej na roztworze z

  • cząsteczkami DNA i wstrząsanie nie – powstają wtedy "kuleczki“
  • błonowe z DNA w środku. Liposomy łączą się z protoplastami
  • komórek wprowadzając do środka DNA.
  • - Mikroiniekcja - polega na wprowadzeniu
  • DNA za pomocą igły mikromanipulatora,
  • doświadczenie.
  • Metoda pracochłonna czasochłonna.
slide29

Zwierzęta transgeniczne, GMO - przykłady modyfikacji

  • 1. Modyfikacje mające na celu wytwarzanie w organizmie zwierząt genetycznie zmienionych białek wykorzystywanych jako leki, czyli wykorzystywanie ich jako bioreaktorów.
  • Modyfikowane w tym celu są głównie krowy, kozy, owce, gdyż pożądane białka wytwarzane są w gruczołach mlecznych i wydzielane z mlekiem. Produkowana jest antytrombina - ludzki enzym - czynnik krzepliwości krwi, pozwala na kontrolę powstawania zakrzepów, produkcja antytrypsyny - stosowanej w leczeniu rozedmy płuc, erytropoetyny - leczenie anemii.
slide30

2. Uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych.

  • Modyfikacje polegające na wprowadzeniu genów produkujących hormon wzrostu.W ten sposób modyfikowane były głównie ryby: karpie, łososie, ale także na zwierzętach gospodarskich, świniach, królikach, owcach.
  • 3.Modyfikowane świnie jako dawcy narządów
  • Narządy ze świni z racji dużego podobieństwa anatomicznego i fizjologicznego do ludzkich są od dawna brane za potencjalnie możliwe do przeszczepień dla człowieka.
  • Polska transgeniczna świnia ma wbudowany gen, który może znieść immunologiczną barierę międzygatunkową pomiędzy świnią i człowiekiem. Bariera immunologiczna jest jedną z największych barier uniemożliwiających wykorzystanie genetycznie modyfikowanych świń do pozyskiwania organów do transplantacji u człowieka. Inną przeszkodą jest ryzyko transfekcji wirusami świni, czyli przeniesienia do organizmu człowieka wirusów naturalne występujących u tych zwierząt
slide31

4. Krowy dające więcej mleka, oraz mleko specjalnie przystosowane do produkcji serów.Krowom wprowadzono dodatkowe kopie genów kodujących proteiny: beta- i kappa- kazeinę. Kazeina jest składnikiem twarogów i białych serów. Modyfikacje powoduje to, iż z mleka łatwiej jest uzyskać ser - można go uzyskać więcej z tej samej objętości mleka oraz szybciej.

  • 5. Odporność na choroby.Podobnie jak w przypadku modyfikacji roślin, modyfikacje warunkujące oporność na niektóre choroby.
slide32

6. Inne modyfikacje: - modyfikacje do celów naukowych zwierząt laboratoryjnych - myszy, szczurów,

  • - owce wytwarzające wełnę toksyczną dla moli i nie kurczącą się w praniu,
  • - transgeniczne koty dla alergików - ich sierść nie powoduje alergii,
  • - transgeniczne rybki akwariowe z genami z meduzy, dzięki którym fluoryzują w ciemności (rybki są bezpłodne –nie mogą się krzyżować w przypadku wydostania się do środowiska).
slide33

Przykłady zwierząt transgenicznych

  • Króliki wykorzystywane są m. in. do produkcji: hormonów wzrostu, białka C,itp.
  • Owce- głównie do zwiększonej produkcji wełny
  • Świnie- do produkcji organów
  • Ogółem bydło- do produkcji mleka.
slide35

Rośliny transgeniczne

Modyfikowane genetycznie rośliny mają głównie na celu znaczenie gospodarcze, zmiana genomu nadaje im pożądane przez człowieka cech, tj. większa trwałość, odporność na szkodniki, wirusy i grzyby,itp. Modyfikuje się także rośliny ozdobne, które dzięki temu są trwalsze, mają intensywniejszy kolor.

slide36

Modyfikacje roślin - typy

1. Odporność na herbicydy - chemiczne środki ochrony roślin, środki chwastobójcze.

  • Są to najpowszechniejsze modyfikacje roślin. Nadanie odporność rośliny, bez obawy o zniszczenie uprawianej rośliny. Modyfikowana roślina posiadają albo nowe, albo dodatkowe kopie obecnego już w niej genu, który odpowiedzialny jest za wytwarzanie enzymów rozkładających herbicydy. Roślina mogąca rozkładać herbicydy staje się na nie odporna.Modyfikacja ta jest jedną z najczęściej stosowanych, tak zmodyfikowano już bardzo wiele roślin: soję (najczęściej uprawiana roślina transgeniczna), kukurydzę, rzepak, tytoń, pomidory.
slide37

2. Odporność na choroby powodowane przez grzyby, wirusy, bakterie.

Odporność na choroby grzybowe i bakteryjne uzyskuje się poprzez wprowadzenie transgenu kodującego enzymy - hitynaza, glukanaza, które niszczą ich ścianę komórkową. Inny transformowany gen, koduje osmotynę - białko wiążące się z błoną komórkową powodując jej zniszczenie.Odporność na wirusy uzyskuje się poprzez wprowadzenie do rośliny genów białek płaszcza (kapsydu) danego wirusa, a także jego enzymów: replikazy, proteazy - pojawienie się tych białek powoduje to, iż późniejsza infekcja tym wirusem jest znacznie słabsza lub skutki choroby pojawiają się z dużym opóźnieniem.Przykładem może być tytoń odporny na wirusa mozaiki tytoniowej (TMV).

slide38

3. Odporność na owady - szkodniki.

Gen odpowiedzialny za odporność to gen Bt - uzyskuje się z bakterii glebowej Bacillus thuringensis. Gen ten koduje specyficzne białko - Cry - które jest toksyczne dla owadów. Szkodnik po zjedzeniu komórek rośliny umiera. Białko uzyskuje swoją toksyczność tylko wewnątrz przewodu pokarmowego określonych gatunków szkodników, nie jest toksyczne dla innych organizmów - np. człowieka.Pierwsza uprawianą rośliną Bt był ziemniak odporny na stonkę, inne to bawełna, kapusta, pomidory, oraz przede wszystkim kukurydza - kukurydza Bt (MON 810).

slide39

4. Odporność na niekorzystne warunki środowiska

Czyli na mróz, wysoką temperaturę, suszę, i zasolenie gleby, nadmiar promieniowania - umożliwia uprawę rośliny na terenach dotychczas niekorzystnych dla nich. Także uzyskuje się rośliny odporne na zanieczyszczenia środowiska, głównie szkodliwe metale w glebie. Tworzy się także rośliny zdolne do akumulacji metali ciężkich - dzięki temu pobierając je z gleby oczyszczają środowisko, np. gorczyca.

slide40

5. Poprawa cech jakościowych oraz użytkowych roślin.

  • Są to m.in. modyfikacje powodujące opóźnienie dojrzewania, zwiększenie trwałości. Modyfikacja taka uniemożliwiała powstanie enzymów rozkładających ścianę komórkową, przez co warzywa i owoce dłużej pozostają świeże, co ma duże znaczenie głównie w transporcie. Pomidor z tą modyfikacją był pierwszym GMO wprowadzonym do sprzedaży.
  • Zwiększenie zawartości suchej masy poprzez wzrost syntezy skrobi- stworzenie transgenicznego ryżu (z genami żonkila), który charakteryzuje się zwiększoną produkcją beta-karotenu, prekursora witaminy A –co poprawia to cechy mąki uzyskiwanej z ziaren pszenicy.
  • Modyfikacje roślin ozdobnych, które dzięki temu mają intensywniejszą barwę (nadprodukcja karotenoidów), zmiana tekstury zabarwienia - nowe kolory, lepszy zapach.
  • Polskim akcentem jest modyfikowana sałata produkująca szczepionkę na zapalenie wątroby typu B.
slide43

Rośliny transgeniczne (modyfikowane genetycznie) - przykłady:

  • Kukurydza- odporność na owady
  • wytwarzanie substancji używanych do wyrobu leków lub szczepionek,
  • Ziemniaki- wzrost zawartości skrobi,
  • - odporność na herbicydy, stonkę ziemniaczaną, wirusy,- "słodkie ziemniaki" - wprowadzenie genu odpowiedzialnego za wytwarzanie słodkiego białka - taumatyny,- odporność na ciemnienie pouderzeniowe - większa trwałość,- mała zawartość glikoalkaloidów - substancji szkodliwych na człowieka, występujących w surowych ziemniakach.
slide44

Pomidory- spowolnienie dojrzewania, większa trwałość- większa zawartość suchej masy,- poprawa smaku,- intensywniejsza barwa, cieńsza skórka.

  • Truskawki- wyższa słodkość owoców,- spowolnienie dojrzewania,- odporność na mróz.
  • Soja- odporność na środki ochrony roślin - hrebicydy,- odporność na wirusy, herbicydy, szkodniki,- obniżona zawartość kwasu palmitynowego.
slide45

Rzepak- odporność na herbicydy,- zmniejszona zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych,- większa zawartość kwasu lauronowego.

Buraki cukrowe- odporność na herbicydy i szkodniki,- dłuższy okres przechowywania bez strat w zawartości cukru.

Ryż- zwiększona produkcja beta-karotenu, prekursora witaminy A - wszczepione został geny pochodzące z żonkila, modyfikacja w zamierzeniu miała rozwiązać problem braku witaminy A u dzieci w Azji Wschodniej.

slide46

Pszenica- zwiększenie zawartości glutenu - lepsza mąka.

Bawełna- odporność na herbicydy i szkodniki.

Pszenica

- zwiększenie zawartości glutenu- lepsza mąka.

Sałata- produkująca szczepionkę na zapalenie wątroby typu B - można się szczepić jedząc sałatę

Dynia

- odporność na grzyby.

slide47

Banany- odporność na wirusy i grzyby - zakażają się poprzez uszkodzenia w transporcie.

Winogrona- odmiany bezpestkowe.

Kapusta- odporność na szkodniki, mniejsze wymiary główek.

Seler

- zwiększona kruchliwość

slide49

Zwolennicy podkreślają korzyści, takie jak możliwość produkcji żywności o ulepszonych cechach żywieniowych i odżywczych, redukcji zużycia lub nawet eliminowanie chemicznych środków ochrony roślin, pestycydów, insektycydów, herbicydów, nawozów sztucznych, przy jednoczesnym zwiększeniu zbiorów, znacznym obniżeniu kosztów produkcji, potanieniu zabiegów agrotechnicznych. Inżynieria genetyczna, redukując środki chemiczne, wbrew pozorom sprzyja ochronie środowiska naturalnego. Żywność taka jest bezpieczna, bo przed dopuszczeniem do obrotu handlowego została dokładniej przebadana niż tradycyjna

slide50

Przeciwnicy wzywają do większej ostrożności, bo nie wszystkie wątpliwości dotyczące GMO i żywności transgenicznej zostały naukowo wyjaśnione. Sama obecność GMO lub ich produktów może wywoływać określone skutki bezpośrednie, np. żywieniowe, toksykologiczne, alergiczne, oporność na antybiotyki, środowiskowe lub wpływać w sposób pośredni na człowieka i środowisko naturalne. Te wszystkie czynniki powinny być szczególnie dokładnie i długo sprawdzane. Wymaga to przede wszystkim czasu, bo ewentualne nieprzewidywalne dzisiaj następstwa mogą ujawnić się dopiero w przyszłości.

  • Przy ocenie bezpieczeństwa należy uwzględniać nie tylko wyniki prezentowane przez firmy ubiegające się o uzyskanie stosownego zezwolenia, ale przede wszystkim bazować na obiektywnych opiniach niezależnych, wyspecjalizowanych jednostek naukowych i badawczych, dysponujących metodami badawczymi i nowoczesnym sprzętem.
  • Podnoszona jest także groźba zanieczyszczeniaupraw tradycyjnych przez uprawy genetycznie modyfikowane
slide51

Kontynuacja czy rewolucja?

Wprowadzanie do produkcji odmian transgenicznych, podobnie jak wprowadzanie wszelkich innych technologii w rolnictwie, wiąże się z pewnymi zagrożeniami, z których niektóre można przewidzieć, inne nie. Od zarania rolnictwa ludzie modyfikowali uprawiane rośliny poprzez selekcję potomstwa, polegającą na wyborze osobników o cechach odpowiadających rolnikom. W ten sposób w zamierzchłych czasach powstała pszenica, w której skład wchodzą trzy różne gatunki traw. Transgeneza różni się tym, że tylko jeden lub dwa zidentyfikowane, specyficzne geny są dodane do dziesiątków tysięcy genów danej komórki. Istotna nowość metody transgenezy polega na tym, że geny z uniwersalnego dla wszystkich żywych organizmów DNA, mogą być wprowadzane nie tylko do krzyżujących się spokrewnionych gatunków, ale do dowolnego organizmu np. z bakterii do rośliny lub odwrotnie. Ten aspekt transgenezy jest istotną nowością w trwającym od początków rewolucji rolniczej procesie modyfikowania roślin uprawnych. Wynikające z tego konsekwencje i ewentualne zagrożenia są przedmiotem analizy i oceny we wszystkich systemach bezpieczeństwa biologicznego regulujących użytkowanie GMO w gospodarce.

slide52

Analiza zagrożeń

1. Działalność rolnicza w świadomy sposób ogranicza bioróżnorodność; jest ona eliminowana w celu uzyskania produktywności upraw. W miarę jak rolnictwo zwiększa produktywność, staje się działalnością w coraz większym stopniu zunifikowaną i prowadzoną na coraz większą skalę.

2. Transgeneza nie wiąże się z innym rodzajem ryzyka niż to związane z tradycyjnymi metodami tworzenia zmienności genetycznej (oddalone krzyżowanie, mutageneza).

3. Teoretycznie nie ma zasadniczej różnicy pod względem potencjalnych zagrożeń dla środowiska między odmianami transgenicznymi a introdukcją nowych gatunków z odmiennych ekosystemów. Jednak w przypadku roślin transgenicznych, ich znaczny stopień udomowienia i tym samym ograniczone możliwości utrzymania się w środowisku, znacznie zmniejszają ryzyko tych zagrożeń w porównaniu z tzw. gatunkami inwazyjnymi.

4. Procedury stosowane w procesie uwalniania do środowiska roślinnych GMO zakładające, że potencjalne zagrożenia są analogiczne jak w przypadku gatunków inwazyjnych są nadmiernie restrykcyjne, ale ich stosowanie przy wprowadzaniu tej nowej technologii wydaje się uzasadnione społecznie.

slide53

Prawny strażnikTak, jak nowością są GMO w rolnictwie, tak też nowe są regulacje i przepisy z tym związane. Ich nadmierna restrykcyjność może opóźnić lub nawet uniemożliwić stosowanie niektórych GMO. Z kolei zbyt duża liberalizacja w tym zakresie budzi obawy, że może dojść do niekorzystnych i nieodwracalnych wydarzeń. Ostatnie przykłady “wściekłych krów”, czy skażonego chemicznie zboża, jakkolwiek nie mają nic wspólnego z GMO, działają na wyobraźnię i poprzez media kształtują atmosferę społecznego odbioru nowej technologii. Ważne jest, że powstało odpowiednie prawo, zarówno w skali międzynarodowej, jak i poszczególnych krajów. Będzie ono zapewne krytykowane i zmieniane, zgodnie z rozwojem biotechnologii i miejmy nadzieję – jej rosnącą akceptacją społeczną. Może się okazać, że przebieg wydarzeń będzie podobny do tego, jaki towarzyszył rozwojowi motoryzacji; w jej początkach w Anglii przepisy wymagały, aby przed jadącym samochodem biegł chłopak z chorągiewką i gwizdkiem sygnalizując niebezpieczeństwo. Dziś mamy olbrzymi ruch samochodowy i mamy również przepisy kodeksu drogowego, jednak takiego zapisu już nie ma. Miejmy nadzieję, że przepisy regulujące wykorzystywanie inżynierii genetycznej w gospodarce będą ewoluowały w takim samym kierunku.

slide54
W projekcie brali udział uczniowie klasy

IIC i IIIH

Opracował: Michał Kozak klasa IIG

Poprawiła: mgr Ilona Marciniak