Rośliny transgeniczne.pdf
(
1033 KB
)
Pobierz
(Microsoft Word - Ro\234liny transgeniczne - ca\263y text.doc)
ROSLINY
TRANSGENICZNE
1. JAK POWSTAJġ ROĺLINY TRANSGENICZNE?
a) metoda wektorowa:
Wykorzystuje siħ bakterie z rodzaju Rhizobium: Agrobacterium tumefaciens i
Agrobacterium rhizogenes. PosiadajĢ one plazmidy Ti (=tumor inducing), które
wnikajĢ do wnħtrza komórek roĻlinnych i normalnie powodujĢ naroĻle na korzeniach.
Metodami inŇynierii genetycznej moŇna usunĢę czħĻę plazmidu odpowiedzialnĢ za
powstawanie naroĻli i w to miejsce umieĻcię gen, który chcemy ekspresjonowaę w
roĻlinie.
Metoda ta ma powaŇne ograniczenie - moŇna ja stosowaę wyłĢcznie do roĻlin
dwuliĻciennych, poniewaŇ tylko one ulegajĢ zaraŇeniu przez Agrobacterium. RoĻliny
jednoliĻcienne, do których naleŇĢ zboŇa, nie mogĢ byę transformowane tym
sposobem.
b) metody bezwektorowe
PolegajĢ na bezpoĻrednim wprowadzeniu DNA do komórek. Zanim fragment DNA
wprowadzi siħ do komórki musi ona byę pozbawiona Ļciany komórkowej – działanie
na protoplastach (oprócz mikrowstrzeliwania).
– elektroporacja – metoda fizyczna wykorzystujĢca impulsy elektryczne naruszajĢce
strukturħ błony, powodujĢce powstanie w niej porów, przez które DNA moŇe
przeniknĢę do wnħtrza komórki
– mikrowstrzeliwanie – metoda fizyczna, wykorzystuje mikroskopijne kulki z złota lub
wolframu o Ļrednicy 0,5 - 5 mikrometrów opłaszczone DNA, które chcemy
wprowadzię do komórki roĻlinnej. WadĢ jest niska wydajnoĻę tej metody, oraz czħste
uszkodzenia komórek, zaletĢ jest to, Ňe moŇna nie usuwaę wczeĻniej Ļciany
komórkowej oraz moŇna wprowadzaę materiał genetyczny do organelli np.
chloroplastów.
– wykorzystanie PEG – glikolu polietylenowego, który powoduje zwiħkszenie
przepuszczalnoĻci błony komórkowej, poprzez prowadzenie do jej chwilowej,
odwracalnej dezorganizacji. To pozwala na wnikniħcie transgenu do komórek, wraz z
DNA noĻnikowym
– fuzja liposomów – DNA wprowadzany do komórki wewnĢtrz pħcherzyków
lipidowych integrujĢcych siħ z błonĢ komórkowĢ. WadĢ tej metody jest to, Ňe moŇna
wprowadzię małĢ iloĻę DNA.
– mikroiniekcja – polega na wprowadzeniu DNA za pomocĢ igły mikromanipulatora,
doĻwiadczenie wykonywanie jest rħcznie przez człowieka. Metoda praco- i
czasochłonna
c) nowe metody
– transformowanie tylko genomu chloroplastów
– podnosi poziom wszystkich rozpuszczalnych białek wytwarzanych przez
roĻlinħ (TSP = total solube protein)
– w wiħkszoĻci przypadków metoda ta jest trudna, ale tytoı moŇe byę łatwo
modyfikowany przy jej uŇyciu i jest uŇywana rutynowo
– w ten sposób podniesiono ekspresjħ ludzkiej albuminy surowicy krwi z
0,01% do 11% TSP. Prowadzi to do zmniejszenia kosztów produkcji tych
białek
– brak szansy rozprzestrzeniania siħ wprowadzonych do roĻliny genów
poprzez pyłek na inne, niezmienione genetycznie roĻliny. Pyłek nie zawiera
chloroplastów. Co prawda zbieranie plonów zanim roĻlina zacznie kwitnĢę
takŇe zapobiega tej ewentualnoĻci, ale zaawansowane systemy idĢ juŇ o krok
dalej.
– MeGa-PharM – system wytwarzania białek w roĻlinach stworzony przez CropTech.
Polega na uŇyciu tzw. Indukowanych promotorów. Metoda czħsto wykorzystywana w
produkcji np. bialek dla przemysly farmaceutycznego. Gen jest wprowadzany do
roĻliny, ale nie ulega ekspresji, dopóki nie zostanie aktywowany, aktywacja nastħpuje
np. przez uszkodzenie tkanki roĻliny. Dokonuje siħ tego przez postrzħpienie liĻci
bezpoĻrednio po zbiorze, a nastħpnie inkubuje siħ je przez 24 do 48 godzin przed
ekstrakcjĢ białka. ZaletĢ tego systemu jest to, Ňe moŇna w ten sposób otrzymywaę
nawet białka szkodliwe dla funkcjonowania komórki roĻlinnej. TakŇe dla Ļrodowiska
jest bezpieczniej jak farmaceutyki sĢ produkowane w laboratorium, przez
kontrolowane procesy, a nie bezpoĻrednio na polu
2. KILKA SŁÓW O TRANSGENICZNYM RYņU, CZYLI JAK TO SIĦ ZACZĦŁO
Pierwszym sklonowanym genem opornoĻci z ryŇu był Xa21 z
Oryza longistaminata. Jest to gen opornoĻci na zakazenie
bakteriami Xanthomonas oryzae pv. Oryzae, zwanymi Xoo.
PowodujĢ one chorobħ zwanĢ rdzĢ. Oryza longistaminata jest to
dzika odmiana ryŇu, nie nadajĢca siħ do uprawy w celach
spoŇywczych, ale jest na tħ chorobħ odporna. Gen Xa21
przeniesiono do genomu ryŇu odmiany Taipei 309, co
spowodowało uodpornienie tej odmiany na zakaŇenie.
W sumie to samo moŇna osiĢgnĢę tez metodami tradycyjnej
hodowli roĻlin, ale trwa to nieporównywalnie długo, nawet do 10
– 12 lat, podczas gdy metodami inŇynierii genetycznej moŇna to
zrobię w parħ miesiħcy.
Jak to wyglĢda przy uŇyciu tradycyjnych metod uprawy roĻlin:
Pyłkiem roĻliny opornej zapładnia siħ roĻlinħ wraŇliwĢ o
poŇĢdanych cechach takich jak smak, czy wydajnoĻę ziarna.
Potomstwo dziedziczy od rodziców losowĢ mieszankħ DNA.
RoĻliny, które odziedziczyły cechħ opornoĻci krzyŇuje siħ znów z
roĻlinami wraŇliwymi o poŇĢdanych cechach. Selekcja opornego
potomstwa w kaŇdej krzyŇówce zapewnia ciĢgłĢ obecnoĻę genu
opornoĻci.
3. KONTROWERSJE WOKÓŁ ROĺLIN BT
LiĻcie Bt -
kukurydzy
Larwy Chilo partellus
(szkodnik kukurydzy i sorgo)
Cotesia
flavipes
Tetrastichus
howardi
Cotesia flavipes jest parazytoidem pasoŇytujĢcym na larwach Chilo partellus,
które z kolei ŇywiĢ siħ liĻęmi kukurydzy i sorgo. Tetrastichus howardi jest
hiperparazytoidem – parazytoidem drugiego rzħdu pasoŇytujĢcym na parazytoidzie
Cotesia flavipes. Z badaı wynika, Ňe jeŇeli Chilo partellus odŇywiał siħ kukurydzĢ Bt,
wywarło to wpływ nie tylko bezpoĻrednio na ten gatunek, ale równieŇ na 2 wyŇsze
poziomy troficzne, czyli na oba parazytoidy. Np. masa kokonu C. flavipes była
znacznie mniejsza niŇ normalnie, iloĻę owadów zaraŇonych przez T. howardi równieŇ
była mniejsza, a co za tym idzie liczebnoĻę tych hiperparazytiodów zmniejszyła siħ.
Masa samic T. howardi tez była mniejsza niŇ normalnie oraz miały one potem mniej
liczne potomstwo.
Wynika z tego Ňe toksyny Bt w roĻlinach wywierajĢ wpływ nie tylko na te owady,
do zabijania których sĢ przeznaczone, ale takŇe na inne, nie bezpoĻrednio.
Oddziaływania te udowodniono do czwartego poziomu troficznego. Podobny
nieprzewidziany wpływ toksyny te majĢ np. na larwy motyla monarcha, które
karmione liĻęmi trojeĻci opylonymi pyłkiem kukurydzy Bt – zdychajĢ. Monarch stał siħ
z tego powodu symbolem zagroŇenia roĻlinami transgenicznymi.
Wprowadzenie do uprawy roĻlin wytwarzajĢcych insektycyd moŇe przyspieszaę
powstawanie odpornoĻci u owadów. Zmodyfikowane w ten sposób roĻliny sprawiajĢ,
Ňe podczas całego sezonu wegetacyjnego owady sĢ stale wystawione na toksynħ Bt,
co moŇe powodowaę presjħ selekcyjnĢ, pozwalajĢca przetrwaę jedynie opornym
szkodnikom. OpornoĻę na zwykle Ļrodki ochrony roĻlin juŇ stała siħ kłopotem, za
jakiĻ czas pojawi siħ równieŇ opornoĻę na Bt. Około 500 gatunków szkodników
rozwinħła juŇ opornoĻę na syntetyczne insektycydy. Co prawda cecha opornoĻci na
Bt zdaje siħ byę recesywna, ale Ňeby zmniejszyę prawdopodobieıstwo
rozprzestrzeniania siħ jej, zaleca siħ stosowanie tzw. ostoi, czyli sadzenie roĻlin
niezmienionych miedzy transgenicznymi. Wtedy owady które posiadajĢ opornoĻę
krzyŇujĢ siħ z wraŇliwymi i tracĢ tħ cechħ.
Z drugiej strony badania dowiodły, Ňe niektóre owady mogĢ rozwijaę opornoĻę
na liczne toksyny Bt, bħdĢcĢ cechĢ dominujĢcĢ.
JedynĢ moŇliwoĻciĢ wykształcenia opornoĻci jest modyfikacja receptorów
jelitowych, z którymi wiĢŇĢ siħ toksyny. W odpowiedzi na to firmy biotechnologiczne
planujĢ tzw. „piħtrzenie genów” (gene stacking), czyli takie modyfikowanie roĻlin, aby
wytwarzały one wiele toksyn wiĢŇĢcych siħ z wieloma klasami receptorów, a takŇe
nad łĢczeniem toksyn Bt z innymi białkami przerywajĢcymi cykl Ňyciowy owada.
Jeden ze szkodników - Omacnica spichrzanka (Plodia interpunctella) jest
oporna na Bt jeĻli nie ma proteinazy - enzymu niezbħdnego do aktywacji toksyny.
Potencjalnym kandydatem mogĢcym zastĢpię geny Cry, sĢ geny toksyn bakterii
ŇyjĢcych w jelitach nicieni – Photorhabdus luminescens. Bakteryjny enzym ma
jeszcze inne niezwykłĢ właĻciwoĻę – nadaje ginĢcym owadom błħkitnĢ poĻwiatħ, co
moŇe byę prawdopodobnie ostrzeŇeniem dla owadoŇernych ptaków.
4. STATYSTYKI – GDZIE Sġ UPRAWIANE ROĺLINY TRANSGENICZNE I JAKIE
Wzrost powierzchni upraw GMO w milionach hektarów od roku 1996 do 2004:
Miedzy rokiem 2003 a 2004 nastĢpił przyrost powierzchni w globalnym areale upraw
transgenicznych o 20 % czyli o 13,3 miliona hektarów.
IloĻę upraw transgenicznych w globalnym areale (w milionach hektarów):
globalny areał upraw GMO wg krajów:
Plik z chomika:
ludi.lg
Inne pliki z tego folderu:
Materiały informacyjne dla pracowników laboratoriówGMO.pdf
(1829 KB)
Materiały do bloku inżynieria genetyczna.pdf
(1007 KB)
Klonowanie-kontrowersje.pdf
(92 KB)
Klein.pdf
(292 KB)
Izolacja DNA z komórek zwierzęcych.pdf
(236 KB)
Inne foldery tego chomika:
Cytologia, Fizjologia i Genetyka
Gieldowy
Książki medyczne
Lekarski WLK SUM
LEP
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin