Le

1. BADANIA I DIAGNOSTYKA CHORÓB DZIEDZICZNYCH ORAZ NOWOTWOROWYCH

Badania prenatalne polega na pobraniu niewielkiej ilości płynu owodniowego, najczęściej między 14 a 16 tygodniem ciąży. Można badać dzięki temu kariotyp płodu i obecność mutacji w konkretnym genie. Badania takie wykorzystuje się też u osób, które chcą wiedzieć, czy są nosicielami mutacji genowych

W badaniach wykorzystuje się:

1.MOLEKULARNE SONDY DNA – łączą się one tylko z DNA zmutowanymi lub tylko z DNA niezmutowanymi.

2. PCR- reakcja łańcuchowej polimerazy.  jest techniką, przy użyciu której możemy powielić dowolny fragment DNA o długości od kilku do kilkuset tysięcy nukleotydów

1. ZASTOSOWANIE GENETYKI- INŻYNIERIA GENETYCZNA

**Praktyczne osiągnięcia genetyki klasycznej :

• W pierwszym etapie udoskonalenia osobniki o cechach pożądanych wybierano jedynie z dzikich populacji

• SELEKCJA SZTUCZNA- świadome oddzielenie konkretnych osobników do dalszych krzyżówek w celu:

1. Ograniczenia heterozygotyczności, stworzenie odmian maksymalnie homozygotycznych

2. Uzyskanie odmian o pożądanych cechach

Dla szybkiego osiągnięcia tego celu u roślin przez kilka pokoleń stosuje się SAMOZAPYLENIE, natomiast u zwierząt kojarzenie osobników blisko spokrewnionych- CHÓW WSOBNY.

Jest to z niektórych względów niekorzystne, ponieważ:

- kolejne pokolenia wsobne są mniej żywotne i mniej płodne

- często występują niekorzystne układy recesywnych alleli

1. ZASADNICZE METODY STOSOWANE W INŻYNIERII GENETYCZNEJ.

Jedną z szybko rozwijających się dziedzin badań jest inżynieria genetyczna, umożliwiające modyfikowanie DNA danego organizmu, w celu uzyskania nowych genów o nowych właściwościach. Szeroki zakres zastosowania wyników bieżących odkryć w genetyce molekularnej zmienił nasze spojrzenie na biotechnologię..

Metody rekombinacji DNA

W technologii rekombinacji DNA enzymów bakteryjnych, znanych jako ENZYMY RESTRYKCYJNE, używa się do cięcia cząsteczek DNA w specyficznych miejscach.

Enzymy restrykcyjne pozwalają na PRECYZYJNE cięcie DNA chromosowego na krótsze fragmenty. Wiele enzymów restrykcyjnych stosowanych w badaniach rekombinacji DNA przecina jego SEKWENCJE PALNDROMICZNE, tzn sekwencja zasad jednej nici jest taka sama, jak nici komplementarnej.

Niektóre enzymy przecinają dwuniciowy DNA asymetrycznie, dając fragmenty DNA z identycznymi komplementarnymi LEPKIMI KOŃCAMI

Każdy fragment zostaje wbudowywany w WEKTOR, zdolny do przeniesienia fragmentów DNA do komórki.

Wektorami są:

-bakteriofagi

-plazmidy

Cechy dobrego wektora :

- niewielkie rozmiary

- rodzaj repliko nu umożliwiający dużą liczbę kopii plazmidu. (Im więcej, tym lepiej)

- występowanie wielu miejsc restrykcyjnych

Do wprowadzenia plazmidów do wnętrza komórki bakteryjnej przydatna jest metoda zwana transformacją.

Polega ona na osłabieniu ściany komórkowej bakterii w celu uczynienia jej przepuszczalną dla plazmidu. Wówczas można do komórki wprowadzić plazmidy, które w czasie podziału przekazywane są do komórek potomnych. Hodowla mikroorganizmu na odpowiednim podłożu pozwoli wyselekcjonować te komórki, które zawierają zrekombinowany plazmid.

Do izolowania genów wykorzystano ELEKTROFOROZE:

Jej istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez wymuszanie wędrówki ich cząsteczek polu elektrycznym.

KLONOWANIE DNA

 Metoda pozwalająca na namnażanie DNA (kwasy nukleinowe), a właściwie jego odcinków, w celu wykorzystywania ich później do badań.

Rys. 1 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych
Rys. 2. Uproszczony schemat klonowania molekularnego 

Cel klonowania

Klonowanie może mieć zastosowanie wszędzie tam, gdzie chcemy uzyskać identyczne kopie jakiegoś organizmu. Mogą to być zwierzęta hodowlane o szczególnie wysokich walorach użytkowych lub organizmy genetycznie zmodyfikowane (manipulacje genami są skomplikowane stąd łatwiej jest powielać raz „skonstruowany” model niż tworzyć go za każdym razem od nowa). Nie mają natomiast żadnego uzasadnienia pomysły dotyczące klonowania człowieka, a próby takiej działalności są niemoralne.

BIBLIOTEKA GENOMOWA

jest zbiorem tysięcy fragmentów DNA, które stanowią cały DNA zawarty w danym genomie. Słuzy ona do izolownaia i badania określonych genów.

3.PROBLEMY INŻYNIERII GENETYCZNEJ

ORGANIZMY TRANSGENICZNE

Są to organizmy genetycznie modyfikowane, których materiał genetyczny został wzbogacony o obce geny przeniesione z innego gatunku. Modyfikacja polega na wszczepieniu do genomu modyfikowanego organizmu fragmentu DNA z innego organizmu, który odpowiedzialny jest za daną cechę, lub też na modyfikacji genu, lub usunięciu go całkowicie z organizmu.

Przenoszony gen to tzw. transgen - stąd organizmy transgeniczne. Po przeniesieniu transgenu jest on na stałe włączony do genomu gospodarza i od tej pory już będzie obecny u wszystkich organizmach potomnych.

GMO – obejmuje wszystkie organizmy uzyskane metodami inżynierii genetycznej.

Rys. 2. Etapy transformacji organizmów roślinnych

ZALETY GMO	WADY GMO
Żywność genetycznie modyfikowana zawiera więcej składników odżywczych	Nie wiadomo, jaki skutek spowoduje spożywanie dużej ilości transgenicznych roślin;
Wyższe plony w rolnictwie, zwiększona produkcja żywności- mniej głodu na świecie	Wielu ludzi jest alergikami na żywność roślinną, która produkuje białka chroniące je przed chorobami i szkodnikami. Genetycznie modyfikowane rośliny są w taki sposób zaprojektowane, aby produkować zwiększone ilości tych protein, dlatego ryzyko alergii wzrasta.
Wyższa odporność roślin na szkodniki – zmieszenie stosowania szkodliwych środków ochrony roślin	Rośliny GMO zawierające gen warunkujący odporność na pestycydy mogą "przekazywać" swoje geny blisko rosnącym, dzikim, spokrewnionym z nimi roślinom. Przykładowo soja zmodyfikowana genetycznie może skrzyżować się ze spokrewnionymi gatunkami i w ten sposób przekazać swoją odporność na chemiczne środki chwastobójcze innym roślinom, w tym także samym chwastom. Powstałe w ten sposób „super chwasty” będą wymagały większego użycia toksycznych środków chemicznych do ich zwalczania.
Uzyskanie żywności o lepszych walorach smakowych czy zapachowych	Technologicznie zmutowane rośliny nie przyniosą korzyści rolnikom w biednych regionach świata. Nie będą w stanie kupić sadzonek drogich roślin transgenicznych
Przedłużenie trwałości żywności oraz ułatwienie składowania warzyw i owoców, które dłużej pozostają świeże; ma to duże znaczenie w transporcie	Niekontrolowane wprowadzanie genetycznie zmodyfikowanych organizmów do środowiska może w zupełnie nieprzewidywalny i wielostronny sposób zaburzyć równowagę ekosystemów
GMO mogą być uprawiane na terenach, gdzie występują nieprzyjazne warunki klimatyczne takie jak: mróz, wysoka temperatura, susze, nadmiar promieniowania słonecznego
Rośliny ozdobne mają intensywniejszą barwę, nowe kolory oraz lepszy zapach
Zmodyfikowane genetycznie rośliny służą do produkcji biopaliw
Otrzymywanie bardziej wydajnych zwierząt, np. krowy dające więcej mleka

KLONOWANIE ZWIERZĄT

Rys. I. Technika klonowania zwierząt z zastosowaniem transferu jądra komórki somatycznej. Zarodek, identyczny w zakresie antygenów transplantacyjnych z dawcą komórki somatycznej, może być wykorzystany jako źródło komórek macierzystych (rysunki - Jacek Zieliński, Medycyna Praktyczna).

Celem klonowania reprodukcyjnego jest powielenie całego organizmu klonowanego czyli stworzenie jego genetycznie identycznej kopii. Jest ono zabronione w większości krajów na świecie

Natomiast klonowanie terapeutyczne ma na celu aspekty zdrowotne człowieka, między innymi wyhodowanie zastępczych organów lub tkanek ciała ludzkiego np. fragmentów skóry z zarodkowych komórek macierzystych. Te go typu eksperymenty są dopuszczalne w wielu krajach

ZALETY KLONOWANIA	WADY KLONOWANIA
Tworzenie genetycznie zmodyfikowanych narządów zwierzęcych nadających się na przeszczepy dla ludzi.	Wytworzenie większej ilości osobników zachwiałoby ideę różnorodności genetycznej osobników w przyrodzie
Stworzenie stada hodowlanego z umiejętnie dobrych osobników.	Klonowanie jest procedurą bardzo kosztowną i na dodatek często trzeba bardzo wielu prób
Dzięki klonowaniu być może uda się wskrzesić także niektóre już wymarłe gatunki i podgatunki. Osiągnięcia w klonowaniu stwarzają szansę na zwiększenie liczby osobników, zwłaszcza tych ginących gatunków ssaków,	Klony mają taki sam wiek genetyczny jak dawcy
Umożliwienie naukowcom wprowadzenie genów do puli genowej gatunków, które liczą już niewiele osobników.	Podatność na choroby.
Wegetatywne rozmnażanie roślin
Szansa na produkcję uniwersalnych ludzkich komórek-dawców.

KLONOWANIE LUDZI :

Argumenty zwolenników klonowania ludzi:

1. Klonowanie reprodukcyjne mające na celu stworzenie nowego osobnika z pełnym zestawem genów dawcy, Który najprawdopodobniej mogłyby rozwiązać problem wielu niepłodnych par, uwalniając je od konieczności korzystania z obcych komórek rozrodczych.

2. Możliwość uniknięcia przenoszenia na dziecko chorób genetycznych rodziców – wystarczy do powielania wykorzystać DNA zdrowej osoby z pary.

3) Klonowanie terapeutyczne polegające na klonowaniu ludzkich kopii zarodków w celu uzyskania z nich tzw. Zarodkowych komórek macierzystych wykorzystywanych do leczenia m. In. Takich chorób jak Alzheimera czy Parkinsona.

Argumenty przeciwników klonowania:

1)Techniczna niedoskonałość

2)Nie ma pewności czy klon nie będzie obciążony defektami genetycznymi

3)Psychika, nie wiadomo jakie problemy z poszukiwaniem własnej tożsamości będzie miał klon.

4)Klonowanie ludzi na zamówienie , ludzie mogą mieć chcieć zmienić geny klonom.

TERAPIA GENOWA

Metoda leczenia chorób genetycznych polegająca na oddziaływaniu na materiał genetyczny pacjenta. Uszkodzone geny mogą zostać zastąpione prawidłowo działającymi genami wprowadzonymi do komórek pacjenta, a ich produkty - białka, pozwalają na przywrócenie właściwych funkcji komórek. Ponadto do komórek pacjenta można dostarczyć inne geny, których produkty przeciwdziałają rozwojowi choroby.

SĄDOWNICTWO
Ustalanie tożsamości osób zmarłych
Ustalanie tożsamości przestępców
Ustalanie ojcostwa

OCHRONA ŚRODOWISKA
Zmniejszenie zastosowania szkodliwych środków ochrony roślin (Rośliny transgeniczne są odporniejsze)
Obniżenie emisji gazów cieplarnianych związanych z prowadzeniem gospodarki rolnej
Stosowanie mniej energochłonnych procesów w produkcji przemysłowej i farmaceutycznej

MEDYCYNA
produkcja ludzkiej insuliny w komórkach E.coli
produkcja ludzkiego hormonu wzrostu
Produkcja czynnika IX (krzepnięcia krwi);
Produkcja erytropoetyny (hormon stymulujący produkcję erytrocytów).
Produkcja interferonów alfa, beta i gamma (działanie przeciwwirusowe, przeciwnowotworowe i odpornościowe);
Produkcja interleukiny (czynnik układu immunologicznego);
klonowanie reprodukcyjne i terapeutyczne
Terapia genowa

ZNACZENIE SPOŁECZNE
Zmniejszenie głodu na świecie (rośliny GMO są bardziej wydajne)
Zmniejszenie ilości zmarłych osób

OCHRONA ŚRODOWISKA
Zmniejszenie zastosowania szkodliwych środków ochrony roślin (Rośliny transgeniczne są odporniejsze)
Obniżenie emisji gazów cieplarnianych związanych z prowadzeniem gospodarki rolnej
Stosowanie mniej energochłonnych procesów w produkcji przemysłowej i farmaceutycznej

BIBLIOGRAFIA

1. Biologia 3 Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego. Red. Bartnik Ewa, Lewiński, Waldemar .Gdynia: Operon. 2006. ISBN 83-7461-115-4 s. 136-156

2. Eldra Pearl Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin: Biologia wg VII wydania amerykańskiego, Warszawa:Multico.2007,2009. ISBN 978-83-7073-412-1 s. 272-292

3. http://www.genowo.website.pl/reakcja_pcr.php

4. http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/inzynieria-genetyczna

5. http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/rozdzial-elektroforetyczny/

6. http://portalwiedzy.onet.pl/4987,,,,klonowanie_dna,haslo.html

7. http://docs4.chomikuj.pl/70260009,PL,0,0,Praca---klonowanie-zrobiona.doc

8. http://pl.wikipedia.org/wiki/Organizm_zmodyfikowany_genetycznie

9. http://portalwiedzy.onet.pl/124396,,,,terapia_genowa,haslo.html

10. http://www.opoka.org.pl/biblioteka/F/FE/bioetyka_02.html

11. https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:LPKve20oti0J:www.ekoportal.gov.pl/opencms/export/sites/default/ekoportal/nasza_propozycja/Szkolenia/Dokumenty/10zdobycze_biotechn.pdf+&hl=pl&gl=pl&pid=bl&srcid=ADGEESizhdAtAa5wgxWGbtakPZH2RZBZYJDPBFCzw5RWwkO4WqAFNCSnFrrJ-of4d8nKYWv-w1YBistbcQbmjtRhwDs5nZCyzEFEaOwF8hzC1Vwq8r-UHtmZFyLksjNT3UQkTo2esPwe&sig=AHIEtbRBzdXM8YHjYjzglI9K82q7g0Bj6Q