Inżynieria genetyczna

dr Marcin Woźniak

Wykład I dla III roku 

biotechnologii

 

 

Tematyka wykładów

Podstawowe pojęcia
Szczepy i wektory
Enzymy restrykcyjne
Metody cięcia DNA
Enzymy do rekombinacji in vitro
Biblioteki DNA
Mutageneza

 

 

Tematyka wykładów

Transformacja organizmów
Geny selekcyjne i reporterowe
Systemy selekcyjne
Klonowanie ssaków
Terapia genowa

 

 

Literatura

Sambrook, E.F. Fritsch and T. Maniatis, 
1989. Molecular Cloning. A Laboratory 
Manuał, Cold Spring Harbor Laboratory, 
Cold Spring Harbor, NY 
Węgleński P., 1995. Genetyka 
Molekularna. PWN. 
Ausbel F. M. (ed) 1992. Current Protocols 
in Molecular Biology. Harvard Medical 
School

 

 

Czym jest a czym nie jest 

inżynieria genetyczna

Inżynieria genetyczna:

Wprowadzanie do nici kwasów nukleinowych 
komórki obcych genów, które powodują w niej 
ekspresję pożądanych, nowych cech [WIEM]

Wytwarzanie, zmienianie lub naprawienie 
materiału genetycznego przy pomocy sztucznych 
narzędzi [HyperDictionary]

Technologia przygotowywania zrekombinowanego 
DNA in vitro przez przecinanie cząsteczek DNA i 
łączenie razem fragmentów pochodzących od 
więcej niż jednego organizmu [TFD]

 

 

Czym jest a czym nie jest 

inżynieria genetyczna?

 

 

Historia

W roku 1964  Muriel Roger, 
amerykańska genetyczka z 
Instytutu Rockefellera, dokonała 
wszczepienia pojedynczego genu 
do obcej komórki
W latach 70 XX w. opracowano 
skuteczne metody łączenia ze sobą 
heterogennych cząsteczek DNA

 

 

Potencjalne korzyści

Leczenie objawowe chorób 

genetycznych (produkcja białek: 

hemofilia, cukrzyca, zaburzenia wzrostu)
Pozyskiwanie szczepionek (żółtaczka B)
Pozyskiwanie innych substancji
Nadawanie pożądanych cech (oporność 

na herbicydy, wirusy)
Leczenie genów i chorób wielogenowych 

(nowotwory, alkoholizm, schizofrenia)
Klonowanie terapeutyczne i hodowlane
Odtwarzanie gatunków (muflon)

 

 

Wpływ człowieka na geny

 

 

Inżynieria genetyczna

 

 

Jak to się odbywa?

 

 

Problemy techniczne?

Wektory:
wirusy
losowe wbudowywanie DNA
Kontrola ekspresji
Wzajemne oddziaływania 
pomiędzy DNA różnych gatunków 
(„wyciszanie” genów)

 

 

Problemy społeczne?

GMO a organizmy „dzikie”
Żywność GM – czym różni się od 

niemodyfikowanej?
Nowe choroby?
Nieprzewidziane toksyny?
Przenoszenie genów z GMO na ludzi
Przenoszenie genów oporności na 

antybiotyki

 

 

Kłopoty z GMO

Geny zwierzęce, roślinne, bakteryjne i wirusowe są 
„siłowo” wprowadzane do roślin dających plony, 
omijając ich naturalne mechanizmy obronne i tworząc 
potencjalne szlaki przekazywania chorób i wad 
genetycznych pomiędzy niespokrewnionymi 
gatunkami.

Zabiegom GM poddano już tysiące gatunków roślin. 
Badania w Kanadzie dowiodły, że fragmenty wirusów 
stosowanych w Gmłatwo rekombinują z innymi 
wirusami i mogą doprowadzić do powstania nowych 
czynników chorobotwórczych.

Źródło:  Fields of genes. Kleiner, K. New Scientist , 16 
Aug 97

 

 

Kłopoty z GMO

GM rośliny i dodatki są używane w przygotowaniu 
ponad 75% przetworzonej żywności.

Większość konsumentów spożywa nieświadomie 
GM żywność w każdym posiłku. Zwykle produkty te 
nie są znakowane, mimo, że ich skład chemiczny i 
biologiczny (toksyny, kancerogeny) nie zawsze jest 
w pełni znany

Źródło: GMO Food unacceptably risky, Lovell-Smith, 
D, GP Weekly (New Zealand), 28 Jan 98

 

 

Kłopoty z GMO

Badania wykazały, że pewne sekwencje DNA mogą 
przetrwać w przwodzie pokarmowym i dostać się do 
krwioobiegu, wpływając na układ odpornościowy i 
podnosząc ryzyko zachorowania na raka.

W 1998 amerykańscy naukowcy wykazali, że geny 
wykorzystywane w terapii eksperymentalnej 
przedostały się do gonad zwierząt. Możliwe jest 
zatem „zanieczyszczenie” jednego gatunku DNA 
innego gatunku

Źródło: Suffer the children, Boyce, N, New Scientist, 
14 Mar 98;

Can DNA find its way into cells? Cohen, P, New 
Scientist, 4 Jan 97

 

 

Zasada SE

Substantial Equivalence (faktyczna 
równoważność) – środek spożywczy 
modyfikowany genetycznie jest uważany za 
bezpieczny jeśli jego właściwości (wartość 
odżywcza, wygląd) są „faktycznie 
równoważne” substancji niemodyfikowanej

Zasada ta nie uwzględnia „efektu pozycji 
genu”, nie jest on w żaden sposób oceniany 
ani badany

 

 

GM nie różni się od 

tradycyjnej hodowli?

Łączony jest DNA gatunków, które 
nigdy nie zetknęły by się w naturze
Razem z genami przenoszone są 
cząstki wirusów, geny reporterowe, 
bakteryjne geny oporności
Losowa integracja DNA może dać 
nieprzewidywalne efekty

 

 

Niepowodzenia GM

1993 – wprowadzono pomidory o 
podwyższonej trwałości (Flavr 
Savr). Owoce wyhodowane w 1994 
łatwo się gniotły, rośliny były 
miękkie a konsumenci narzekali na 
„metaliczny posmak”. Firma 
Calgene poniosła znaczne straty.

 

 

Niepowodzenia GM

W Oregonie GM Klebsiella (bakteria 
glebowa), która miała wspomagać 
rozkład szczątków drzew, 
spowodowała spadek żyzności 
gleby. 70% roślin hodowanych na 
glebie zawierającej tę bakterię 
ginie wkrótce po wysianiu

 

 

Czy inżynieria genetyczna 

jest w ogóle przydatna?

Oczywiście! Ale stosując techniki 

IG należy …
… zawsze pamiętać o 

potencjalnych zagrożeniach
… zachować naukową rzetelność 

przy ocenie wyników badań
…dbać o zapewnienie 

zainteresowanym pełnej informacji

 

 

Do zobaczenia na następnym 
wykładzie