Machnik Piotr 11z2

Inżynieria genetyczna –

Inżynieria genetyczna –

klonowanie i zmiana

klonowanie i zmiana

genotypu roślin i

genotypu roślin i

zwierząt: szansa czy

zwierząt: szansa czy

zagrożenie?

zagrożenie?

Plan prezentacji :

1.Krótkie wprowadzenie do genetyki.
2.Klonowanie i jego rodzaje.
3.Po co klonować? - wady i zalety.
4.Przykłady klonowania zwierząt.
5.Klonowanie roślin – przykłady.
6.Sukcesy w „sztuce” klonowania.
7.Podsumowanie.

Inżynieria genetyczna – ingerencja w materiał genetyczny

organizmów, w celu zmiany ich właściwości

dziedzicznych. Polega ona na wprowadzaniu do komórek

organizmu, którego cechy chcemy zmienić (biorcy),

określonego odcinka DNA innego organizmu (dawcy)

DNA - kwas deoksyrybonukleinowy –

wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny

należący do kwasów nukleinowych.

Kod genetyczny, sposób zapisu

informacji genetycznej w cząsteczkach

DNA

(

kwasy nukleinowe

) w 

chromosomach

,

polegający na trójkowej sekwencji 

nukleotydów

.

Cechy:

- Przy czterech rodzajach istniejących nukleotydów

(adenina, guanina, cytozyna, tymina) możliwe są 64

trójkowe kombinacje.

- Kod genetyczny jest kodem niezachodzącym, tzn.

trójki odczytywane są kolejno i jedna nie zachodzi na

drugą.

- Każdy aminokwas wchodzący w skład białek

syntetyzowanych w komórce kodowany jest przez

określoną kombinację trzech nukleotydów (kodon)

- Kod genetyczny jest odczytywany w sposób ciągły

(jest bezprzecinkowy), toteż wypadnięcie lub włączenie

jednego dodatkowego nukleotydu zmienia kod w całym

łańcuchu DNA

(

mutacje

). Np. kod ATC, AAA, AAG, po wypadnięciu

cytozyny (C) z pierwszego kodonu zmieni się na ATA,

AAA, AG....

- Kod genetyczny jest uniwersalny, więc u wszystkich

organizmów bez względu na stopień ich rozwoju, dany

kodon wyznacza ten sam aminokwas.

- trzem kodonom ("UAA", "UAG" i "UGA")

nie odpowiadają żadne aminokwasy.

Kodony te, zwane nonsensownymi

albo kodonami STOP, kodują

polecenie przerwania

biosyntezy peptydu (białka).

Jeśli więc powyższa sekwencja

miałaby oznaczać końcowy

odcinek jakiegoś białka to

mogłaby mieć postać

"AAAAAAUAA", gdzie "UAA"

jest kodonem STOP.

Klonowanie - w potocznym rozumieniu proces tworzenia

idealnej kopii z oryginału. W biologi ten termin oznacza

tworzenie nowych organizmów mających taki sam kod

genetyczny jak „dawca”.

Rodzaje :



Klonowanie DNA



Klonowanie genów



Klonowanie komórek



Klonowanie

zarodków



Klonowanie

dorosłych

osobników

zwierzęcych

Schemat klonowania dorosłych osobników

zwierzęcych.

Owca Dolly

(5 lipca 1996 r. –

14 lutego 2003 r.) – owca

domowa, pierwsze zwierzę

sklonowane z komórek

somatycznych dorosłego

osobnika metodą transferu

jąder komórkowych[1][2]. Dolly

została sklonowana przez

naukowców z Instytutu Roslin

we wsi Roslin pod Edynburgiem

w Szkocji

Dolly, sklonowaną z komórek

gruczołu mlekowego

(wymienia), nazwano imieniem

piosenkarki country – Dolly

Parton, co było żartobliwym

nawiązaniem do jej dużego

biustu

Po co klonować?



Otrzymywanie zwierząt transgenicznych



Tworzenie genetycznie modyfikowanych narządów

zwierzęcych nadających się na przeszczepy dla ludzi



Pozwala na stworzenie stada hodowlanego z umiejętnie

dobrych osobników.



Wegetatywne rozmnażanie roślin



Klonowanie zagrożonych wyginięciem gatunków ssaków a

nawet szansa na klonowanie wymarłych już gatunków



Otrzymywanie dużych ssaków z defektami naśladującymi

ludzkie choroby



Stada bydła bez genu białka prionu



Sposób pomocy bezpłodnym parom



Produkcja uniwersalnych ludzkich komórek dawców



Sposób na ograniczenie transmisji chorób

genetycznych(terapia poprzedzona terapią genową)

Wady :



Wytworzenie większej ilości osobników zachwiałoby ideę

różnorodności genetycznej osobników w przyrodzie



Klonowanie jest procedurą bardzo kosztowną i na dodatek

często trzeba bardzo wielu prób



Klony mają taki sam wiek genetyczny jak dawcy



Podatność na choroby

Względem ludzi :



Nie wiadomo jakie problemy z poszukiwaniem własnej

tożsamości będzie miał klon



Klonowanie ludzi na zamówienie , ludzie mogą mieć chcieć

zmienić geny klonom



Nie ma pewności czy klon nie będzie obciążony defektami

genetycznymi



Techniczna niedoskonałość

Ruppy - świecący

szczeniak

Ruppy to imię szczenięcia rasy

beagle, który został sklonowany.

W czasie procesu

klonowania, 

naukowcy z Korei

Południowej zaimplementowali

psu DNA świecącej meduzy.

Efekt? Zwierzę świeci pod

wpływem promieni UV 

Pajęcza koza

W ramach jednego z

eksperymentów, naukowcy

zmodyfikowali DNA kozy

poprzez skrzyżowanie go z

fragmentami łańcucha DNA

pająka. Efektem

eksperymentu było

uzyskanie

zmodyfikowanego mleka.

Klonowane psy

Psy i ich doskonały węch, to najlepsze

narzędzie do walki z przemytnikami

narkotyków. Dzięki świetnie

rozwiniętemu zmysłowi, czworonogi są

także w stanie wykrywać ładunki

wybuchowe.

Mysie mleko dla dzieci

Naukowcy poszukują

rozwiązania umożliwiającego

wprowadzenie do mieszanek

dla niemowląt takiego

składnika, który uczyniłby z

nich pełnowartościowy pokarm.

Takie pożywienie ma docelowo

posiadać takie same

właściwości, jak mleko matki.

Bydło, które nie odczuwa

bólu

Mięso to dla wielu przyjemność,

bez której trudno sobie

wyobrazić życie, ale

jednocześnie źródło cierpienia

zwierząt. Aby nieco uspokoić

sumienia, naukowcy noszą się z

zamiarem wprowadzania takiej

modyfikacji genetycznej wśród

bydła, że uniemożliwi ona

zwierzętom odczuwanie bólu.

Fluorescencyjne rybki

Fluoryzujące modyfikacje polegają na

wprowadzeniu do genomu

rozwijającego się zarodka genu białka

GFP (green fluorescent protein) -

małego białka (238 aminokwasów),

wykazującego naturalną fluorescencję

Klonowanie roślin



Rośliny transgeniczne mogą być odporne na środki

chwastobójcze, choroby wirusowe i ataki

szkodników



Poprawie jakościowych cech produktów roślinnych i

wartości odżywczej:



Przedłużeniu trwałości przechowywanych owoców i warzyw,

zwiększeniu tolerancji na zimno i zamarzanie



Dodatki o pozytywnym wpływie na zdrowie człowieka



Zwiększenie suchej masy i produkcji witamin



Rośliny transgeniczne wytwarzające antygeny przeciw

określonej chorobie oraz produkujące ludzkie

białka



Wiele nowych transgenicznych odmian roślin ozdobnych.

Kukurydza odporna na

atakujące ją owady

Roślina wytwarza białka trujące

na atakujące ją owady.

Pomidor do którego

wprowadzono gen hamujący

aktywność enzymu związanego z

dojrzewaniem owoców.

Takie pomidory m.in. dłużej zachowują

twardość miękiszu i w wyniku braku

tego enzymu są mniej podatne na

gnicie, mogą więc być dłużej

przechowywane

Sałata produkująca

szczepionkę na zapalenie

wątroby typu B

Polski akcent z Instytutu Chemii

Bioorganicznej PAN w Poznaniu.

W ten sposób można uzyskiwać

także inne białka, enzymy,

antybiotyki

Złoty ryż

stworzenie transgenicznego

ryżu (z genami żonkila), który

charakteryzuje się zwiększoną

produkcją beta-karotenu,

prekursora witaminy A -

powoduje to też żółte

zabarwienie nasion

Inne przykłady roślin modyfikowanych genetycznie :

Ziemniaki

- wzrost zawartości skrob

Truskawki

- wyższa słodkość owoców,

- spowolnienie dojrzewania,

- odporność na mróz

Buraki cukrowe

- odporność na herbicydy i szkodniki,

- dłuższy okres przechowywania bez strat w zawartości cukru

Pszenica

- zwiększenie zawartości glutenu - lepsza mąka

Dynia

- odporność na grzyby

Winogron

- odmiany bezpestkowe

Banany

- odporność na wirusy i grzyby - zakażają się poprzez uszkodzenia

w transporcie

Kapusta

- odporność na szkodniki, mniejsze wymiary główek

Sukcesy w klonowaniu :

(1)

Żaba Xenopus laevis (1958, 1962) John B. Gurdon

(2)

Owca : (1996) pierwszy sklonowany ssak: Owca Dolly

(3)

Małpa (Rezus): (samica, styczeń 2000)

(4)

Świnia : (5 prosiaków z jednej świni, Szkocja – 2000)

(5)

Bawół : (samiec, styczeń 2001)

(6)

Krowa : Alpha and Beta (samica, 2001)

(7)

Kot : CopyCat "CC" (samica, jesień 2001)

(8)

Mysz : (Cumulina: 1998 Wakayama i Yanagimachi.) W

2002 roku Hochedlinger i Jaenisch sklonowali myszy z

limfocytów T

(9)

Królik : (marzec-kwiecień, 2003) we Francji i Korei

Południowej.

(10)

Muł : Idaho Gem (samiec, maj 2003) i Utah Pioneer

(samiec, lipiec 2003)

(11)

Jeleń : Dewey (2003)

(12)

Koń : Prometea (samica, 2003)

(13)

Koń : Prometea (samica, 2003)

(14)

Muszki owocowe (2004)

(15)

Pies : Snuppy (kwiecień 2005)

(16)

Wilk : (2007) Korea Południowa

(17)

Pies : Labradory (2008)

Podsumowani

e