Znaczenie genetyki
Opracował A. Podgórski
In\
ynieria genetyczna
In\
ynieria genetyczna  ingerencja w materiał
genetyczny organizmów, w celu zmiany ich właściwości
dziedzicznych.
Istota in\
ynierii genetycznej
In\
ynieria genetyczna polega na:
izolowaniu fragmentów materiału genetycznego z
komórki,
wprowadzeniu zmian do informacji genetycznej,
przenoszeniu fragmentów DNA do komórek innego
przenoszeniu fragmentów DNA do komórek innego
organizmu,
powielaniu (klonowaniu) genów i całych
organizmów.
Wydzielanie i fragmentowanie DNA
" Rozdrabnianie tkanki
" Usuwanie błon
" Usuwanie białek
" Wytrącanie DNA
" Rozpuszczanie DNA
" Cięcie DNA na odcinki
" Rozdział elektroforetyczny
" Rozdział elektroforetyczny
Pozyskiwanie odcinków DNA
Wprowadzanie DNA do komórek
Odpowiednie fragmenty DNA wycina się z DNA dawcy
za pomocą enzymów restrykcyjnych.
Wydzielone fragmenty DNA wprowadza się do komórek
biorcy za pomocą specjalnych przenośników wektorów.
Wektorami są wirusy, plazmidy, kosmidy
Wprowadzone do komórki biorcy wraz z przyłączonym
Wprowadzone do komórki biorcy wraz z przyłączonym
fragmentem DNA dawcy umo\
liwiają namna\
anie się w
niej genów zawartych w tym DNA.
Wprowadzanie DNA do komórek
Restryktazy  enzymy z grupy endonukleaz
przecinające nić DNA w miejscu
wyznaczanym przez specyficzną sekwencję
DNA.
Ligazy DNA - uczestniczą w łączeniu nici
kwasu dezoksyrybonukleinowego
Transformacja - zjawisko i proces
aktywnego pobierania DNA, zwykle
plazmidowego DNA, przez organizmy
jednokomórkowe, najczęściej bakterie i
dro\
d\
e.
Strzelby genowe - mikroskopijne
kuleczki do których przylepione są
fragmenty DNA
Wykorzystanie in\
ynierii genetycznej
GMO - Organizm zmodyfikowany genetycznie
to organizmy, których geny zostały celowo
zmienione przez człowieka.
Modyfikacje, jakim podlegają organizmy mo\
na
podzielić na trzy grupy:
podzielić na trzy grupy:
zmieniona zostaje aktywność genów
naturalnie występujących w danym organizmie
do organizmu wprowadzone zostają
dodatkowe kopie jego własnych genów
wprowadzany gen pochodzi z organizmu
innego gatunku (organizmy transgeniczne)
Modyfikacje genetyczne w rolnictwie
Modyfikacje roślin uprawnych polegają przede wszystkim
na wprowadzeniu lub usunięciu z nich określonych genów.
Modyfikacje mają przede wszystkim na celu:
a) zwiększenie odporność na herbicydy i szkodniki,
b) zwiększenie odporność na infekcje wirusowe, bakteryjne i grzybowe,
c) przedłu\
enie trwałości owoców,
d) poprawę składu kwasów tłuszczowych oraz aminokwasów białek,
d) poprawę składu kwasów tłuszczowych oraz aminokwasów białek,
e) zwiększenie zawartości suchej masy,
f) zmianę zawartości węglowodanów, karotenoidów i witamin,
g) usunięcie składników anty\
ywieniowych - toksyn,
Do organizmów modyfikowanych genetycznie
nale\
y połowa kukurydzy, 80 proc. soi i 40 proc.
bawełny uprawianych na świecie
Modyfikacje genetyczne w rolnictwie
Modyfikacje zwierząt mają na celu głównie uzyskanie
zwierząt o po\
ądanych cechach w hodowli
a) szybciej rosnące świnie, ryby,
b) zastosowaniu ich w produkcji białek, enzymów, innych substancji
wykorzystanych w przemyśle farmaceutycznym
c) uodpornieniu na choroby.
Co mo\
emy zrobić, aby być pewnym, \
e
produkt jest wolny od organizmów GMO?
Jeśli chcesz być pewien, \
e produkt który spo\
ywasz nie
zawiera nawet śladowych ilości organizmów GMO
wybieraj produkty, których proces produkcji zapewnia
pełną i ścisłą kontrolę surowców. Jako jedne z pierwszych
w Polsce taką gwarancję daje ci mięso z kurcząt firmy
Drobimex sp. z o.o. opatrzone znakiem "Go for No
Drobimex sp. z o.o. opatrzone znakiem "Go for No
GMO". Tylko produkty opatrzone tym znakiem
zapewniają, \
e spo\
ywasz mięso z kurcząt wyhodowanych
na paszach z roślin uprawianych w Polsce i
niemodyfikowanych genetycznie.
 Kolor pomarańczowy- kraje produkujące więcej ni\

95% \
ywności modyfikowane
Paski pomarańczowe - kraje komercjalizujące GMO
Kropki pomarańczowe - kraje eksperymentujące
Wykorzystanie in\
ynierii genetycznej w
medycynie
Terapia genowa jest nową techniką terapeutyczną
pozwalającą na łagodzenie skutków lub ewentualne
wyleczenie chorób genetycznych.
Jej istotą jest zastąpienie uszkodzonych genów przez geny
normalne. Podejmowane są te\
próby usuwania zaburzeń
genetycznych przez wprowadzenie pacjentom
genetycznych przez wprowadzenie pacjentom
prawidłowej kopii genu, który u nich występuje w postaci
uszkodzonej.
Wykorzystanie in\
ynierii genetycznej w
medycynie
Badania prenatalne, pozwalają na stwierdzenie lub
wykluczenie chorób u nienarodzonego dziecka.
Najpopularniejszą metodą jest amniocenteza polegająca
na pobieraniu kilku ml płynu owodniowego z pęcherza
płodowego. Znajdujące się w płynie komórki pozwalają
określić ewentualne zakłócenia metabolizmu oraz
określić ewentualne zakłócenia metabolizmu oraz
wszelkie mutacje.
Wykorzystanie in\
ynierii genetycznej w
medycynie
Test heterozygotyczności, pozwalający na
stwierdzenie czy fenotypowo zdrowe osoby są
nosicielami recesywnych alleli chorobowych. Podstawą
badania jest fakt, \
e organizm heterozygotyczny mający
tylko jeden normalny allel będzie syntetyzował o połowę
mniej produktów danego genu.
mniej produktów danego genu.
Inne przykłady wykorzystania genetyki
Diagnostyka medyczna i kryminalistyka
PCR - Reakcja łańcuchowa polimerazy, (ang. Polymerase Chain
Reaction)  łańcuchowa reakcja polimerazy, metoda powielania łańcuchów
DNA w warunkach laboratoryjnych, polegająca na sekwencji wielokrotnego
podgrzewania i oziębiania próbki.
PCR, umo\
liwia syntezę milionów, a nawet miliardów kopii ka\
dej sekwencji
genomowego DNA w czasie krótszym ni\
kilka godzin. Istotną zaletą tej
genomowego DNA w czasie krótszym ni\
kilka godzin. Istotną zaletą tej
techniki jest fakt, \
e wybrany do powielania segment DNA nie musi być
oddzielony od reszty genomowego DNA
termocykler
Inne przykłady wykorzystania genetyki
Sekwencjonowanie DNA - technika odczytywania kolejności zasad
tworzących cząsteczkę DNA. Najczęściej obecnie u\
ywaną metodą jest
metoda Sangera, oparta o syntezę DNA przez polimerazę DNA in vitro.
Do reakcji dodaje się niewielką ilość dideoksynukleotydów, które są
wbudowywane w DNA, ale nie mogą być substratem do dalszego
wydłu\
ania nici. W ten sposób otrzymuje się fragmenty DNA zakończone
specyficznym nukleotydem. Produkty reakcji rozdziela się
elektroforetycznie, co powoduje ich segregację pod względem wielkości
elektroforetycznie, co powoduje ich segregację pod względem wielkości
produktów.
Klonowanie
Klonowanie to proces polegający na wytworzeniu kopii
organizmu zwierzęcego albo roślinnego, identycznego pod
względem właściwości dziedzicznych. Uzyskuje się to
przez przeniesienie jądra komórki somatycznej jednego
osobnika do pozbawionej jądra komórki jajowej innego
osobnika.
osobnika.
W 1996 po raz pierwszy w historii grupa
badaczy kierownictwem, briologa Iana
Wilmuta z Roslin Institute w Wielkiej Brytanii
sklonowała ssaka-owcę zwaną imieniem
Dolly.
klonowanie
Proces klonowania owcy Dolly przebiegał następująco:
1) Pobranie komórek somatycznych jednego osobnika, ich hodowla in
vitro(tak prowadzona, aby komórki znalazły się w fazie spoczynku);
2) Pobranie komórki jajowej innego osobnika, pozbawienie jej jądra
komórkowego;
3) Elektrofuzja jądra komórki somatycznej z komórką jajową
pozbawioną jądra;
pozbawioną jądra;
4) Przejęcie funkcji usuniętego jądra w komórce jajowej przez nowe
jądro;
5) Mitotyczne podziały komórki jajowej in vitro, powstanie zarodka;
6) Wprowadzenie tak powstałego zarodka do macicy innej samicy;
7) Powstanie z zarodka owcy będącej kopią genetyczną osobnika, z
którego pobrano komórkę somatyczną.