Podstawy Biotechnologii

Agnieszka Grabowska 15h w Formie wykładu

System zaliczenia przedmiotu - Zaliczenie końcowe na podstawie testu

W połowie semestru zaliczenie połówkowe po Świętach wielkanocych

• Biotechnologia - termin wymyślony przez Węgra Karla Ereky w 1919r.

• Użycie terminu „biotechnologia”

• Lata 20 Niemcy - kierunek prac, których produkty zostały wytworzone z surowca za pomocą żyjących organizmów

• 1939r. użyto terminu biotechnologia w zestawieni z inżynierią chemiczną i mechaniczną

• Lata 40 - termin oznaczający gałąź technologii związany z rozwojem i eksploatacją maszyn

• Lata 60 - terminy dotyczące aspektów z wykorzystanie i kontrola układów biologicznych

• Przełom lat 70 i 80 - biotechnologią zaczęto wiązać z inżynierią genetyczną

• Biotechnologa - jest to integracja nauk przyrodniczych i inżynieryjnych w celu osiągnięcia zastosowań organizmów, komórek lub ich części oraz molekularnych analogów dla pozyskania produktów i usług.

• Biotechnologia - jest to interdyscyplinarna dziedzina nauki, obejmująca różne kierunki technicznego wykorzystania materiałów i procesów biologicznych. W szczególności obejmuje ona procesy biosyntezy i biotransformacji przebiegające przy udziale drobnoustrojów, kultur tkankowych (roślin i zwierzęcych) In vitro oraz enzymów a także izolację tak otrzymywanych bioproduktów

• Biotechnologia - odnosi się do wszystkich zastosowań, które wykorzystują systemy biologiczne, żywe produkty lub ich pochodne, w celu ich wytwarzania, przetwarzania lub zmiany dla określonych celów. Różnica między biotechnologią tradycyjną a nowoczesną polega na tym, że obecnie naukowcy potrafią pobrać pojedynczy gen z komórki i przenieść je do innych komórek, aby wyposażyć je w określone cechy

• Biotechnologia - to nauka zajmująca się otrzymywanie produktów za pomocą czynników biologicznych, tj. mikroorganizmów, wirusów, komórek zwierzęcych i roślinnych oraz substancji pozakomórkowych i składników komórek.

Naukowe podstawy oraz zakres zastosowań biotechnologii

• Ekologia

• Mikrobiologia

• Biologia komórki

• Genetyka

• Biochemia

• Biologia molekularna

• Chemia

• Inżynieria

• Informatyka

• Matematyka

• Fizyka

• Ekonomia

• Ochrona Zdrowia

• Ochrona Środowiska

• Rolnictwa

• Przemysł Spożywczy

• Surowce

• Nośniki energii

• Analityka

• Przemysł chemiczny

• Inne zastosowania

• Biotechnologię możną podzielić na trzy obszary

• Biała - wykorzystuje systemy biologiczne w produkcji przemysłowej i ochronie środowiska

• Czerwona - wykorzystywana w ochronie zdrowia

• Zielona - związana z rolnictwem obejmująca stosowanie metod inżynierii genetycznej w celu doskonalenia produkcji roślinnej czy zwierzęcej.

• Biotechnologia tradycyjna

• przebiega z użyciem naturalnych enzymów lub drobnoustrojów i komórek organizmów wyższych nie zawierających obcego materiału genetycznego
  

• Biotechnologia nowoczesna

• Stosowane są procedury przenoszenia lub modyfikacji (w sposób aseksualny) określonych genów między różnymi osobnikami. Wykorzystuje się również szczepy drobnoustrojów lub linie komórkowe, skonstruowane metodami inżynierii genetycznej, względnie enzymy modyfikowane technikami inżynierii białka .

• Nowoczesne metody rozwiązywanie biotechnologiczne obejmują między innymi:

• Rekombinacją genetyczną In vitro i klonowanie genów

• Rekombinacja - proces wymiany materiału genetycznego, w wyniku, którego powstają nowe genotypy. U organizmów rozmnażających się płciowo rekombinacja jest wynikiem przypadkowej, niezależnej segregacji chromosomów(crossing over) oraz wynikiem losowego łączenia się gamet o różnym składzie genetycznym

• Rekombinacja uprawniona - między odcinkami DNA o przynajmniej częściowo homologicznych sekwencji nukleotydów

• Rekombinacja nieuprawniona - zachodząca, gdy pewne odcinki DNA genoforu np. bakterii fagów plazmidów rekombinują mino braku homologicznych sekwencji nukleotydów DNA

• Rekombinacja ma zastosowanie przy

• Klonowaniu i ekspresji genów kodujących określone białka.

• Optymalizacja poziomu ekspresji genu kodującego białko

• Kontrolowanie modyfikacji sekwencji nukleotydów, kodujących dane białko

• Tworzenie wyższych transgenicznych (roślin lub zwierząt)

• Somatycznej terapii genowej z określeniem sekwencji nukleotydów pojedynczych genów lub pełnych genomów

• Metody rekombinacji

• In vivo - koniugacja, transdukcja, transformacja, transfekcja.

• In vitro

• Koniugacja

• Polega na bezpośrednim przekazywaniu DNA z jednej komórki do drugiej, kiedy wchodzą one ze sobą w kontakt. Termin ten odnosi się głównie do bakterii. Jest to czasowe połączeni się dwóch komórek np. bakterii w celu wymiany odcinków DNA

• Transdukcja

• Przenoszenie małych fragmentów DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej za pomocą bakteriofaga

• Transformacja

• Wprowadzenie natywnych bądź zrekombinowanych fragmentów DNA do kompetentnych komórek bakterii.

• Kompetentne komórki bakterii czyli takie, które samoistnie przyjmują nowe części DNA

• Transfekcja

• Proces wprowadzenie obcego DNA lub RNA do komórki.

• Stabilna - połączona z integracją DNA genomu

• Przejściowa - jeśli cząsteczka DNA nie ulegnie integracji, ekspresja wprowadzonego genu zostanie „zgubiona” w miarę podziałów komórkowych.

• Tego samego terminu używa się do transformowanych komórek eukariotycznych

• Rekombinacja DNA In vitro i klonowanie genów

• Wydzielenie odpowiednie Dna, oczyszczanie i klonowanie genów

• Wektor -cząsteczka DNA mogąca być nośnikiem interesującego nas kawałka DNA, która posiada zdolność do autonomicznej replikacji w danym typie komórek. W wektorze możemy namnożyć interesujący nas fragment (klonować), jak również możemy przeprowadzić wydajną syntezę kodowanego przez gen białka ( wektory ekspresyjne)

• Wektory plazmidowe

• Nieduże cząsteczki DNA zawierające ori replikacji, gen markera selekcyjnego (najczęściej oporność na antybiotyki) oraz miejsca do klonowania.

• Plazmid musi posiadać miejsce autonomicznej replikacji ori,

• Ploilinker

• Geny markerowe - oporności na antybiotyki

• Pozwala oddzielić zmodyfikowane plazmidy od niezmodyfikowanych.

• Kawałek DNA wprowadzonego do plazmidu, w którym znajdują się sekwencje rozpoznawane przez endonukleazy

• Pojemność wektorów plazmidowych wynosi do 10 kpz

• Transformacja - zjawisko aktywnego pobierania DNA przez organizmy jednokomórkowe. Zdolność do transformacji nazywa się „kompetencją”

• Klonowanie w wektorze plazmidowym

• Klonowanie Plazmidu

• Transformacja E.Coli

• Plazmid + Nasze DNA

• Plazmid ze wstawką DNA

• Wektor z insertem wprowadzamy do komórek bakterii przy wykorzystaniu zjawiska transformacji

• Każda komórka kompetentna inkorporuje jeden plazmid

• Przeprowadzamy selekcję komórek transformowanych.

• Izolujemy DNA plazmidowe

• Komórki z zrekombionwanym plazmidem namnażają się na pożywce z dodatkiem antybiotyku

• Klonowanie

• W potocznym rozumieniu proces tworzenia idealnej kopii z oryginału. W biologii mianem klonu określa się organizmy mające identyczny lub prawie identyczny materiał genetyczny

• Termin klonowanie jest używany w kilku znaczeniach.

• Klonowanie to proces tworzenia organizmów mających taką samą informację genetyczną jak dawca.

• Klonowanie organizmów oznacza procedurę otrzymywania organizmów o takiej samej informacji genetycznej poprzez procedurę transferu jądra z komórki somatycznej do jajowej pozbawionej wcześniej jądra.

• Klonowanie genów - w genetyce i biologii molekularnej proces wyosobniania genu. Polega na łączeniu fragmentów materiału genetycznego z wektorem molekularnym i ich namnażaniu w innym organizmie. Otrzymuje się w ten sposób wiele kopi tego samego genu. Termin klonowanie genów odnosi się też do identyfikacji genów poprzez wykorzystanie procedury klonowania genów. Jeśli pojedynczy fragment jest przenoszony z jednego wektora do drugiego, taki proces określa się mianem subklonowania,

• Fuzje komórek(protoplastów)

• Inżynieria cytogenetyczna - inżynieria genetyczna na poziomie komórki. Praktyczne wykorzystanie to między innymi fuzja protoplastów

• Inżynieria białka i inżynieria genetyczna

• Inżynieria białka - modyfikacje enzymów w celu zmian ich charakterystyki funkcjonalności

• Inżynieria genetyczna - zespół technik badawczych pozwalających na wyizolowanie i charakterystykę określonych genów, umożliwiający na manipulacje genetyczną poza komórką, czyli rekombinowanie DNA In vitro

• Techniki hodowli In vitro komórek organizmów wyższych

• In vitro - w szkle - to technika pracy z żywymi komórkami, wyizolowanymi z organizmu macierzystego i umieszczonymi w warunkach sztucznych umożliwiających przeżycie

• Hodowla tkankowa (komórkowa) - hodowla komórek tkanek i narządów utrzymanych przy życiu lub rosnących In vitro przez okres dłuższy niż 24 godziny. Wyróżnia się trzy główne typy hodowli tkankowych.

• Hodowla komórkowa - hodowla pojedynczych komórek In vitro nie wykazujących cech tkanki,

• Hodowla tkankowa

• Hodowla narządowa - utrzymywanie lub wzrost zawiązków, całych lub części narządów In vitro z zachowaniem ich funkcji i struktury

• Technologią enzymów unieruchomionych - obejmują procesy pozwalające na unieruchomienie (immobilizację) enzymów przy pomocy nośników powodujących większą stabilność i możliwość wielokrotnego użycia

• Biokataliza - przyśpieszenie lub opóźnienie reakcji chemicznych przebiegające w żywym organizmie wskutek obecności biokatalizatorów

• Technologia mikrobiologiczna - obejmuje procesy mikrobiologicznej biosyntezy i biotransformacji, dotyczy głównie bakterii i grzybów

• Rys historyczny biotechnologii

• Okres I - przedpasteurowski - od zarania ludzkości do połowy XIX w. to okres procesów fermentacyjnych

• Okres II przejściowy (druga połowa XIX w. oraz pierwsze czterdziestolecie XX w.) Kwas Cytrynowy, Jabłkowy, mlekowy

• Okres III - era nowoczesnej biotechnologii rozpoczęła się od opracowania przemysłowej produkcji penicyliny

• Podokres 1 do roku 1970- opracowano nowe technologie biosyntezy antybiotyków

• Mutacje - nagła, trwała zmiana dziedzicznej właściwości organizmu, spowodowana zmianą w obrębie genu, w strukturze chromosomu, lub genomu (zespół chromosomów), powstają samorzutnie lub wywołana sztucznie

• Mutageny - czynniki mutagenne

• Mutageny fizyczne

• Promieniowanie jonizujące, promieniowanie rentgenowskie, UV

• Mutageny chemiczne

• Analogi puryn, pirymidyn, czynniki deaminujące, czynniki alkilujące

• Podokres 2 po 1970r. praktyczne wykorzystanie genetyki i biologii molekularnej w biotechnologii. Rozwój rekombinacji DNA In vitro i In vivo; mikrobiologiczna produkcja insuliny, hormonów wzrostu, interferonów, wytwarzanie przeciwciał monokllonalnych

• Wybrane zagadnienia z genetyki, biologii molekularnej i inżynierii genetycznej

• Budowa i właściwości kwasów nukleinowych. Izolacja DNA z materiału biologicznego. Elektroforeza kwasów nukleinowych.

• Budowa DNA

• Zasady azotowe

• Puryny

• Adenina

• Guanina

• Pirymidynowe

• Cytozyna

• Uracyl (RNA)

• Tymina (DNA)

• Komplementarność pary zasad Wiązania wodorowe

• Tymina - - Adenina

• Cytozyna - - - Guanina

• Cukry - 5 węglowe - różnica dotyczy jednej grupy przy węglu C2

• Ryboza

• Deoksyryboza

• Deoksyryboza + Zasada azotowa + reszta fosforowa

• Glikozydowi

• Estrowe

• Wodorowe

• Wiązanie fosfofdiestrowe - łączą kolejne nukleotydy

• Koniec 5' to tam gdzie jest wolna grupa fosforanowa

• Koniec 3' to tam gdzie wolny koniec z grupą hydroksylową

• Właściwości chemiczne i fizyczne, kwasów nukleinowych

• Hydroliza

• Rozpad kwasów nukleinowych na podstawowe składniki: zasadę azotową, cukier, resztą kwasu fosforowego, pod wpływem silnych kwasów (nadchlorowy) i wysokiej temperatury. Jest to proces nieodwracalny

• Denaturacja

• - zerwanie metodami chemicznymi lub fizycznymi oddziaływań nie kowalencyjnych takich jak wiązanie wodorowe między komplementarnymi parami zasad. Proces odwracalny

• Renaturyzacja

• Powrót zdenaturowanej cząsteczki do stanu naturalnego

• Hybrydyzacja

• Połączenie przez tworzenie par dwóch komplementarnych nukleotydów

• Ekstrakcja DNA

• Homogenizacja tkanki świeżej lub zamrożonej

• Oddzielenie tkanki od kw. nukleinowych, białek, polisacharydów itp.,

• Usuwanie białek, polisacharydów i In. Poprzez wielokrotne wytrącanie i wirowanie

• Rozpuszczanie DNA

• Sprawdzanie za pomocą spektrofotometru czystości o stężenia, preparatu DNA sprawdzanie DNA na żelu agarowym

• Elektroforeza agarowa DNA

• Agaroza

• Następuje rozdzielenie

• Im więcej agarozy tym mniejsze pory w agarozie

• Jeśli chcemy wyizolować DNA stosujemy 1 % stężenie agarozy

• Kwasy nukleinowe podróżują od + do -

• Enzymy restrykcyjne

• Enzymy restrykcyjne są enzymami izolowanymi z bakterii, zdolnymi do rozpoznawania specyficznych sekwencji w DNA i przecinania dwuniciowej cząsteczki DNA. Enzymy restrykcyjne typu II wymagają jako substratu dwuniciowej cząsteczki DNA, zawierającej, co najmniej jedną sekwencję rozpoznawaną przez dany enzym, oraz Jonów magnezu

• Większość enzymów restrykcyjnych typu II rozpoznaje palindromowe (posiadające oś symetrii) sekwencje cztero lub sześcionukleotydowe (tzw. enzymy czwórkowe lub szóstkowe) Nacięcia w obu niciach mogą leżeć naprzeciwko siebie wówczas powstają tzw. „tępe końce” np. enzym Healll

• 5' GGCC 3' 5” GG i CC 3'

• 3' CCGG 5' 3' CC i GG 5'

• Z kolei enzym EcoRI rozpoznaje szęcionukleotydową sekwencję i przecinając obie nici DNA tak że powstają tzw. „lepkie końce” w postaci jednoniciowej czteronukleotydowych końców 5'

• 5' GAATTC 3' 5' G i AATTC3 '

• 3' CTTAAG 5' 3' CTTAA i G 5'

• Replikacja

• Replikacja to synteza nowej kopii genomu, ma miejsce podczas cyklu komórkowego w fazie S.

• Przypadkowa replikacja(dyspersyjna) po replikacji każdy heliks zawiera część starego i część nowego łańcucha przypadkowo rozproszonych w cząstce DNA (1954)

• Konserwatywna replikacja - każdy z dwóch łańcuchów rodzicielskiego Dna jest podwajany bez rozdzielania łańcucha DNA. Jeden heliks DNA zawiera oba stare łańcuchy a inny heliks zawiera oba nowe łańcuchy.

• Semikonserwatywna replikacja - każdy nowo utworzony heliks zawiera jeden stary i jeden nowy łańcuch (Meselson i Stahl, 1958r.)

• Widełki replikacyjne - miejsce, w którym zachodzi rozdzielenie nici i synteza nowego DNA

• Replikon - każdy odcinek DNA, który replikuje jako pojedyncza jednostka

• Miejsce inicjacji replikacji u bakterii(miejsce ori) - ściśle określone miejsce (lub miejsca) na DNA, w którym rozpoczyna się proces replikacji,

• Starter (ang. Primer) - krótki fragment RNA.

• Nić wiodąca - nić DNA syntetyzowana w sposób ciągły od miejsca inicjacji (5'3')

• Nić opóźniona - nić DNA syntetyzowana w kierunku przeciwnym od widełek replikacyjnych ( 5 3) w postaci tzw. fragmentów Okazaki.

• Białka wspomagające replikację

• Ligaza polinukleotydowe

• Katalizują syntezę wiązania fosfolipidowego między sąsiadującymi resztami 3' OH i 5' P nukleotydów połączonych wiązaniami wodorowymi z matrycą DNA. W czasie replikacji łączą fragmenty Okazaki w jedną nić. Ligazy bakteryjne wymagają NAD jako koenzymu i źródła energii. Ligazy eukariontów i bakteriofagów T4 i T7 wykorzystują do tego ATP.

• Białka stabilizujące

• Jednonicoiwą strukturę DNA - SSB (ang. Single-standard biling proteins) wykazują silne powinowactwo do jednoniciowego DNA.. Wiążą się ze szkieletem fosfocukrowym, pozostawiając wolne zasady na zewnątrz. Białka SSB u bakterii są tetrametrami, a u eukariontów zbudowane są z trzech podjednostek RPA

• Helikazy

• Białka rozwijające podwójną helisę DNA. Enzymy te wykorzystują energię hydrolizy ATP. Mogą posuwać się wzdłuż dwuniciowego DNA, rozdzielając nici i poszerzając widełki replikacyjne, lub wzdłuż jednonciowej matrycy, umożliwiają polimeryzację DNA.

• Topoizomerazy

• Relaksują skręcania podwójnego helisu. Mechanizm działania polega na nacinaniu jednej nici podwójnego helisu, rozkręcaniu DNA i ponownemu złączeniu

• Prymaza

• Enzym katalizujący syntezę krótkiego fragmentu RNA, jest specyficzną polimerazą RNA występującą tylko u bakterii

• Polimerazy DNA komórek bakterii i eukariontów

• A bakteryjne

• Polimeraza DNA I (liczba podjednostek 1)

• Replikuje i naprawa DNA

• Polimeraza DNA II (1)

• Naprawa DNA

• Polimeraza DNA III (ok. 10)

• Główny enzym replikacyjny

• Posiada podjednostki Alfa(α) aktywnośc polimeracyjna

• Posiada podjednostki

• B Eukariotyczne

• Polimeraza α (4)

• Synteza starterów

• Polimeraza β (1)

• Naprawa DNA

• Polimeraz γ (2)

• Replikację mtDNA(genom mitochądrialny)

• Polimeraza δ (2-3)

• Główny enzym replikacyjne

• Polimeraza ε

• Replikacja na odcinku

• Replikacja

• Inicjacja

• Do fragmentu oriC przyłącza się białko DnaA (tu rozpoczyna się replikacja)

• Podwója helisa ulega rozdzieleniu (topnieniu), są to rejony bogate w A=T

• Przyłączają się kolejne białka inicjacyjne: DnaB i DnaC, które tworzą kompleks preincjacyjny

• Białko DnaB jest helikazą - przerywa wiązania wodorowe

• Jednolicowe fragmenty DNA jest stabilizowany przez białka SSB

• Synteza starterów

• Starter do replikacji DNA zbudowane są z RNA

• U bakterii są syntetyzowane przez Prymaza, która syntetyzuje ok. 5 nt, a potem syntezę łańcucha przejmuje polimeraza DNA III

• U eukariontów są syntetyzowane przez polimerazę DNA α. Powstaje fragment 10nt, a następnie jest wydłużany o kolejne 30nt. Później dołącza się polimeraza DNA δ i rozpoczyna właściwą replikację

• Synteza starterów na nici prowadzącej zachodzi tylko jeden raz, na nici opóźnionej jest to proces powtarzalny(kilkaset razy, do każdego kawałka Okazki osobno

• Elongacja

• Po rozdzielni przez helikazę (DnaB) do pojedynczej nici DNA przyłączają się białka SSB (u eukariontów RPA replication protein A)

• Na nici wiodącej zysyntetzyowany fr. 1000-2000nt, a dopiero później następuje synteza na nici opóźnionej

• Fragmenty Kozaki (1000-2000 nt) są łączone przez ligazę, wcześniej jednak polimeraza DNA I wycina startery

• Fragmenty Okazaki u eukariontów mają ok. 200 nt, co odpowiada jednemu nukleosomowi ( 140-150 pz. + 50-60 pz. DNA łącznikowe).

• Terminacji

• Potrzebne jest

• Starter RNA

• Matryca DNA

• Polimeraza DNA

• Nukleotydy dNTP

• Ligaza

• Łańcuchowa reakcja polimerazy - PCR

• Matryca DNA (lub RNA)

• Startery (dwa różne)

• Wolne nukleotydy (dNTP)

• Olimeraza (najczęściej Taq polimerazy)

• Bufor jony Mg 2+ i Mn 2+

• Matryca 90C - determinacja

• Startery 50C - przyłączanie starterów

• Polimeraz Taq - wydłużanie starterów (dodawanie wolnych starterów)

Gen eukariotyczny składa się z następujących elementów

• Promotora

• Położona na końcu 5' genu sekwencja nukleotydowa, z którą wiąże się polimeraza RNA w czasie inicjacji transkrypcji

• Enhancery - to sekwencje wzmacniające aktywność promotorów. Położone mogą być nawet z znacznej odległości od genu i zachowują zdolność regulacyjną także po eksperymentalnej zmianie orientacji o 180 stopni względem genu. Do enhancerów wiążą się czynnik transkrypcyjne określane jako aktywatory

• Silancer - hamują transkrypcję genu

• Miejsce inicjacji i terminacji transkrypcji (START, STOP)

• Właściwej sekwencji kodującej

Ekspresja genu

• Seria zdarzeń prowadzących do uwolnienia informacji genetycznej niesionej przez gen uczynienia jej dostępną dla komórki

• Replikacja DNA[TranskrypcjamRNATranslacjabiałko] - ekspresja genu[]

• Transkrypcja

• Jest to enzymatyczna synteza RNA na matrycy DNA. Jest to pierwszy etap procesu ekspresji genów, który ostatecznie prowadzi do syntezy białka kodowanego przez gen.

• Transkrypcja katalizowana jest przez polimerazę RNA, wymaga obecności matrycy dsDNA rybonukleotydów (ATP, GTP, CTP, UTP), jonów magnezu lub manganu

• Nić kodująca (nić sensowna) - nić DNA która jest transkrybowana.

• Nić matrycowa (nić antysensowan) - jest matrycą dla RNA

• 5'-3' - nić kodująca DNA

• 3'-5' - nić matrycowa DNA

• 5'-3' - mRNA T zamienia się na U

• Składa się z trzech etapów

• Inicjacji

• Polimeraza RNA wiąże się z dsDNA w miejscu promotorowym, DNA ulega lokalnemu rozpleceniu i polimeraza RNA rozpoczyna inicjację transkrypcji

• Elongacji

• Polimeraza RNA przesuwa się wzdłuż DNA i zgodnie z jego sekwencją syntetyzuje łańcuchy RNA

• Terminacji

• Polimeraz RNA rozpoznaje sekwencję terminacyjną, co powoduje przerwanie wbudowywania rybonukleotydów

• Odwrotna transkrypcja

• W odwrotnej transkrypcji RNA jest matrycą DNA. Proces ten zachodzi w cyklu rozwojowym niektórych wirusów np. HIV.

• Odwrotna transkrypcja PCR (RT-PCR) technika PCR w której materiałem wyjściowym jest RNA. Pierwszym etapem procedury jest przepisanie RNA na cDNA (complementary DNA) przy pomocy enzym odwrotnej transkryptazy. Produktem RT-PCR jest seria dwuniciowych odcinków cDNA - kopii RNA. Technika ta używana jest m.in. do badania transkryptu sklonowanego genu, a także do testowania RNA pochodzące z różnych tkanek na obecność tran skryptów w celu określenia wzoru ekspresji genu

• Rodzaje dojrzewania RNA

• Dojrzewanie(obróbka) RNA jest to proces, w którym pierwotne cząsteczki RNA ulegają zmianom. Najczęstsze typy zmian obejmują:

• Usunięcie nukleotydów przez Endo- i Egzonukleazy;

• Dodanie nukleotydów do końca 5' lub 3' pierwotnego tran skryptu lub produktów jego rozcięcia

• Modyfikacje pewnych nukleotydów w obrębie zasady azotowej lub części cukrowej

• Dojrzewanie mRNA polega na:

• Dołączanie 7-metyloguanozyny (czapeczki) do końca 5'. Która tworzy barierę przed działaniem 5' egzonukleazy, przez co stabilizuje transkrypt, czapeczka ułatwia również spilcing, transport cząsteczki z jądra do cytoplazmy oraz translację

• Poliadenylacja końca 3', ogon poli(A) pomaga w stabilizacji cząsteczki ponieważ białka wiążące się do niego zabezpieczają koniec 3' przed działaniem 3'-egzonukleazy, może wpływać na inicjację translacji

• Składanie tran skryptu - wycinanie intronów (splicing)

• Redagowaniu tran skryptu - zmianie właściwości kodującego mRNA

Kod genetyczny

• Sposób zapisu budowy łańcucha polipeptydowego (kolejność aminokwasów) w budowie DNA (kolejność nukleotydów)

• Pierwszym aminokwasem w powstającym polipeptydzie jest zazwyczaj metionina oznaczona kodonem AUG

• Kody terminacyjne to

• UAG, UGA, UAA

• Cechy kodu

• Trójkowy

• Bez przecinkowy

• Niezachodzący

• Praktycznie uniwersalny

• Zdeterminowany - czyli jedna trójka oznacza dokładnie jeden aminokwas

• Zdegenerowany - czyli kilka trójek może oznaczać ten sam aminokwas

Translacja - biosynteza białka

• Translacja - jest to odbywająca się na rybosomach synteza łańcucha polipeptydowego na podstawie informacji zawartej w mRNA przy udziale tRNA oraz odpowiednich enzymów i czynników białkowych.

• Budowa rybosomów

• Mała podjednostka

• Duża podjednostka

• Paptydylowe P

• Aminoacylowe A

• Translacja składa się z trzech etapów

• Inicjacji

• Elongacji - składa się ona z trzech etapów

• Dostarczanie aminoacylo-tRNA

• Tworzenie wiązań peptydowych

• Translokacja

• Miejsce P zajęte jest przez inicjatorowy tRNA - peptydylowe

• Miejsce A zajmuje odpowiednie aminoacylo-tRNA - aminoacylowe

• Powstawanie wiązania peptydowego

• Następuje połączenie dwóch aminokwasów wiązaniem peptydowym. Reakcję katalizuje enzym transferaza peptydylowa, która odłącza aminokwasy od inicatorowego tRNA i przenosi na aminokwas znajdujący się w pozycji A

• Następuje translokacja. Rybosom przesuwa się o trzy kolejne nukleotydy, następnie kodon wchodzi w miejsce A.

• Dipeptyd odpowiadający dwóm pierwszym kodonom zostaje przesunięty w miejsce P. Wolny tRNA zostaje usunięty rybosomu

• Terminacja transkrypcji

Każde białko ma strukturę trójwymiarową

• Struktura pierwszorzędowa - kolejnośc aminokwasów, stabilizowana przez wiązania peptydowe

• Struktura drugorzędowa - łańcuch polipeptydowe są poskręcane w helisy lub też inne regularne struktury np. harmonijki, które są utrzymywane przez wiązania wodorowe

• Struktura trzeciorzędowa - ponowne skręcenie lub pofałdowanie już skręconego białka, jest stabilizowana przez wiązania wodorowe, siły Van der Waalsa, oddziaływania hydrofobowe, mostki dwusiarczkowe

• Struktura czwartorzędowa - tę strukturę posiadają niektóre białka zbudowane z kilku łańcuchów polipeptydowych

Potranslacyjna obróbka biała

• Polipeptyd uwolniony z rybosomu jest nieaktywne i zanim będzie mógł spełniać swoje funkcje musi zostać poddany „obróbce”.

• Są cztery typy mechanizmów obróbki potranslacyjnej:

• Proteolityczne rozszczepienie białka - niektóre białka muszą zostać pocięte proteazami, które usuwają fragmenty z jednego lub dwóch końców polipeptydu, w efekcie powstaje skrócone białko, które po sfałdowaniu, staje się aktywnym białkiem, cięte mogą być również poliproteiny na segmenty, które również stają się aktywnymi białkami;

• Fałdowanie się białka - polipeptyd musi zostać sfałdowany w prawidłową strukturę trzeciorzędową, białka opiekuńcze pomagają w procesie fałdowania białek

• Modyfikacje chemiczne - poszczególne aminokwasy mogą być modyfikowane przez przyłączanie nowych grup chemicznych np. acylowej, metylowej fosforanowej; innymi mechanizmami modyfikującymi są np. glikoliza, acylacja, fosforylacja

• Wycinanie intein - inteiny są to sekwencje w białku, które są odpowiednikami intronów w mRNA, inteiny mają długość od 300 do 600 aminokwasów, po wycięciu intein eksteiny muszą być ze sobą połączone

Klonowanie genów - wektory

• Klonowanie genów

• W genetyce i biologii molekularnej proces wyosobniania genu. Polega na łączeniu fragmentów materiału genetycznego z wektorem molekularnym i ich namnażaniu w innym organizmie. Otrzymuje się w ten sposób wiele kopii tego samego genu.

• Wektor

• Cząsteczka DNA mogąca być nośnikiem interesującego nas kawałka DNA, która posiada zdolność do autonomicznej replikacji w danym typie komórek.

Wektory plazmidowe

• Nieduże koliste cząsteczki DNA zawierające ori replikacji, gen markera selekcyjnego (najczęściej odporność na antybiotyk) oraz miejsce do klonowania

• Geny znajdujące się w plazmidach nie są potrzebne do pełnienia funkcji życiowej

• Geny te odpowiadają za przystosowania się do danych warunków środowiskowych

• Wektory koliste dwuniciowe - stosuje się w klonowaniu genów

• W plazmidzie znajduje się

• Gen odporności na antybiotyki - gen marker

• Sekwencja ori

• Polilinker - krótka sekwencja

• Enzymy restrykcyjne

• Koniec lepki

• Koniec tępy

Transformacja E.coli - nie posiadające plazmidów

• W wektorze umieszczamy DNA (insert)

• Wektor z istniejącym insertem wprowadzamy do komórek bakterii przy wykorzystaniu zjawiska transformacji

• Każda komórka kompetentna inkorporuje jeden plazmid

• Przeprowadzamy selekcję komórek transformowanych

• Izolujemy DNA plazmidowe

Biblioteki (banki) DNA

• Biblioteki DNA stanowi zbiór fragmentów DNA danego organizm włączonych do cząsteczek wektorów i wprowadzonych do komórek bakterii przy wykorzystaniu zjawiska transformacji. Wyróżniamy dwa rodzaje bibliotek: genomowe i cDNA

• Cel tworzenia

• Przechowywanie DNA, aby móc je w przyszłości badać i wykorzystywać do różnych celów; biblioteki umożliwiają dostęp do różnych sekwencji DNA; w jednej probówce zebrany jest cały genom

• Biblioteki genomowe

• Jest reprezentacją całego DNA organizmu (sekwencje kodujące - geny, sekwencje niekodujące - introny, sekwencje regulatorowe, promotory, enhancery i in.) Fragmentacji podaje się

• Genomowe DNA

• Trawienie enzymem restrykcyjnym

• Miliony fragmentów genomowego DNA

• Klonowanie do wektora

• Transformacja bakterii

• Biblioteki cDNA

• Zawierają fragmenty cDNA powstałe na matrycy mRNA w wyniku odwrotnej transkrypcji. Jest to reprezentacja tylko aktywnych genów wystękujących w tkance, z której została wyizolowany mRNA

Brak Jednego WYKŁADU

GMO - Genetycznie Modyfikowane Organizmy

• Są to rośliny, zwierzęta i drobnoustroje, których DNA zostało celowo zmienione przez człowieka metodami inżynierii genetycznej. Modyfikacja polega na wszczepieniu do genomu fragmentu DNA z innego organizmu. Przenoszony fragment DNA to tzw. transgen jest na stałe włączany do genomu gospodarza i od tej pory obecny we wszystkich komórkach potomnych

• Nowa cecha

• Wyciszanie ekspresji danego genu

• Zmiana ekspresji genu

• Np. poziom ekspresji poszczególnych genów

• To organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzących w warunkach naturalnych w szczególności przy zastosowaniu

• Technik rekombinacji DNA z użyciem wektorów, w tym tworzenia materiału genetycznego poprzez włączanie do wirusa, plazmida lub każdego innego wektora cząsteczek DNA wytworzonych poza organizmem i włączanie ich do organizmu biorcy, w którym w warunkach naturalnych nie występują, ale w którym są zdolne do ciągłego powielania

• Techniki stosujące bezpośrednie włączanie materiału dziedzicznego, przygotowanego poza organizmem, a włączanych na drodze np.: mikroiniekcji, makroinekcji, mikrowstrzeliwanie

• Metody nie występujące w przyrodzie dla połączenia materiału genetycznego co najmniej dwóch różnych komórek, gdzie w wyniku zastosowanej procedury powstaje nowa komórka zdolna do przekazywania swego materiału genetycznego odmiennego od materiału wyjściowego komórkom potomnym

Strategia postępowania przy modyfikacji genetycznej rośliny

• Występowanie cechy przeznaczonej do modyfikacji

• Ustalenie szlaku przemian biochemicznych związanych z daną cechą

• Określenie enzymów katalizujących kluczowe ogniwa szlaku metabolicznego

• Identyfikacja genów kodujących główne enzymy kontrolujące dany szlak metaboliczny

• Przeprowadzenie modyfikacji genetyczne

• Blokada syntezy danego enzymu, wzmocnienie syntezy enzymu/ów ograniczających wydajność przemian, wprowadzenie genów w celu utworzenia nowych szlaków

• Analiza ekspresji nowej cechy

• Potwierdzenie przydatności technologicznej nowego surowca

• Badania związane z bioryzkiem i bezpieczeństwem konsumentów

Transformacja komórek roślinnych

• Genetyczna transformacja roślin polega na wprowadzaniu do komórek roślinnych egzogennego DNA, a następnie jego integracją z genomami roślinnym.

• Komórki przeznaczone do transformacji powinny być

• Kompetentne (zdolne do transformacji)

• Totipotenten (zdolne do regeneracji całych organizmów)

Charakterystyka wprowadzanych konstrukcji genowych.

• Konstrukcja genowa powinna zawierać: (znajduje się w miejscu opin w plazmidzie Ti

• Gen (fragment DNA)

• Promotor (najczęściej 35S z wirusa mozaiki kalafior (CaMV))

• Terminator (najczęściej nos z genu kodującego syntazą nopali nową u Agrobacterium tumefaciens)

• Gen selekcyjny (np. oporność na antybiotyki lub herbicydy)

• Gen reporterowy (wizualizacja np. gen uidA, GFP, gen lucyferazy)

Do najważniejszych metod transformacji należą:

• Transformacja z użyciem Agrobacterium tmefaciens i Agrobqaacterium rhizogenes

• Bezpośrednia transformacja protoplastów

• Mikrowstrzeliwanie cząsteczkami metali pokrytych DNA

Infekcja Agrobacterium tumefaciens

• Zranione komórki wydzielają związki (pochodne fenolu), które stymulują geny Vir w bakteriach

• Roślina jest atakowana przez bakterię

Budowa plazmidu Ti

• LB - lewa sekwencja graniczna poprawia efektywność transformacji

• RB - prawa sekwencja graniczna wymagana do rozpoznania i przeniesienia T-DNA

• T-DNA -

• Rozwój guza

• Synteza Opin - Opiny to pochodne cukrowe, które dla komórki bakteryjnej są źródłem węgla

• VIR - Rejon wirulencji - odpowiedzialne za wycinanie fragmentu T-DNA i integrację w genomie rośliny

• OCC -Katabolizm opin

• Odcinki graniczne - prawy i lewy odpowiadają za wycinanie i integrację odcinka T-DNA

• T-DNA - onkogeny, geny odpowiedzialne za syntezę auksyn i cytokinin, geny warunkujące syntezę opin (pochodne cukrowe), aminokwasów

• Rejon wirulencji - geny odpowiedzialne za wycinanie T-DNA

Etapy transformacji

• Bakterie przyczepiają się do komórek roślinnych - do 200 bakterii może się przyczepić do 1 komórki roślinnej

• Przeniesienie DNA do komórki roślinnej - kilka obszarów T-DNA może być przeniesione do 1 komórki roślinnej

Uogólniony model przeniesienia i integracji T-DNA

• Nić T jest przenoszona do komórki roślinnej w postaci kompleksu DNA-białk. Transfer wymaga genów Vir zlokalizowanych na plazmidzie Ti i genów chromosomalnych.

• Białko, które znajduje się na końcu 5' nici T-DNA wchodzi w interakcję z roślinnym DNA i nacina je

• Jedno niciowe T-DNA jest przyłączane do jednej nici roślinnego DNA a napięcia torsyjne z tym związane powodują rozerwanie drugiej nici roślinnego DNA;

• Końce nici T są łączone z końcami roślinnego Dna na drodze ligacji, dosytetyzowana zostaje nić komplementarna do nici T;

Transformacja za pośrednictwem Agrobacterium

Plazmid Ti zmodyfikowany przez nas

Wprowadzamy do części roślin

• Inokulacja

• Odpłukanie bakterii

• Umieszczanie ekspantatów na pożywce stymulującej regenerację

• Selekcja (szalki z antybiotykami)

• Regeneracja roślin

Metody wektorowe

• Zalety

• Ochrona wprowadzanego trans genu

• Duża wydajność

• Wysoka częstość integracji fragmentu T-DNA

• Wady

• Mało skuteczna dla roślin jednoliściennych (brak syntezy induktorów przez zranione części eksplantatów)

Metody bezwektorowe

• Bezpośrednia transformacja protoplastów

• Elektroporacja

• Wysokie napięcie (2-10kV -5-200 mikro s) i małe stężenie soli;

• Małe napięcie i duże stężenie soli

• Zastosowanie PEG-u (6000kD)

Bezpośrednia transformacja protoplastów

• Zalety

• Możliwość uzyskania dużej liczby protoplastów;

• Otrzymuje się klony

• Mniejsza chimeralność w regenerowanych roślinach

• Wady

• Złożone procedury i problemy z regeneracją rośliny

Mikrowstrzeliwanie

Schemat aparatu do transformacji metodą mikrowstrzeliwania

• Przewód doprowadzajmy i przyśpieszający (obojętny dla preparatu)

• Pociski- drobinki złota, wolframu (trzeba je opłaszczyć DNA które chcemy wprowadzić do naszego modyfikowanego obiektu)

• Następnie pociski umieszczamy je na makron ośniku

• Pod aparatem umieszczamy eksplantat

• Odpowiednie ciśnienie i podmuch gazu uderza w makron ośnik i odrywa cząsteczki złota które uderzają w eksplantaty (około 50cm²)

Efektywność mikrowstrzliwywania zależy od:

• Rodzaju aparatu

• Ciśnienie gazu napędzającego mikron ośniki

• Wielkość i rodzaj mikron ośników

• Dystans jaki muszą pokonać

• Podciśnienia w komorze podczas strzału

• Formy plazmidu

• Rodzaj transformowanej takanki

Rozpoznanie identyfikacja roślin transgenicznych

• W genom rośliny zostaje wbudowana cześć konstrukcji genomowej zawarta wewnątrz krótkich fragmentów T-DNA, składa się ona z:

• Promotora

• Sekwencji kodującej

• Terminatora

• Markera selekcyjnego, reporterowego

Kontrolę jakościową i ilościową

• PCR - analiza kwasów nukleinowych

• Immunodetekcja - analiza produktów białkowych

Opracowano metody dla:

• Pomidor - z obniżonym poziomem poligalakturonazy

• Ziemniaka - z drożdżową inwertazą;

• Soi, kukurydzy, tytoniu, bawełny - z odpornością na choroby wirusowe

Rośliny modyfikowane genetycznie - cele modyfikacji

• Zmodyfikowane zostało większość roślin mających znaczenie dla człowieka Cele modyfikacji to:

• Odporność na herbicydy - chemiczne środki ochrony roślin (np. soja, rzepak)

• Odporność na szkodniki - modyfikacja BT (np. kukurydza, bawełna)

• Odkryta w 1911r. patogen moli mącznych w prowincji Thuringa w Niemczech

• Bacillus Thuringensis występują naturalnie w glebie, wodzie i powietrzu (jeden z najbezpieczniejszych znanych insektycydów

• Delta-endtyoksyna(białko Cry) jest najcześciej stosowaną toksyną z bakterii

• 1938r.

• Działanie Bt!!

• Delta-toksyna jest produkowana w postaci prototoskyny, do aktywacji wymaga wysokiego pH - 9,5

• U larw stawonogów z rodziny Lepidoptera w środkowym odcinku jelita pierwotnego wystęuje pH 9,5, odpowiednie proteazy rozcinające białko i specyficzne receptory dla białka Cry w przewodzie pokarmowym

• Po rozpuszczeniu w wysokim pH, prototoskyna ulega rozcięciu w specyficznym miejscu, powstaje toksyna m o masie 60kDa - aktywna delta - toksyna

• Forma ta wiąże się do receptorów na komórkach jelita tworząc pory na błonie komórek jelita i powodując wypływ jonów - destabilizacja

• Jelito ulega zniszczeniu poprzez lizę komórek jelita, zahamowanie odżywiania

• Sposoby pobierania toksyny przez organizmy

• Bezpośrednie zjadanie części roślin

• Zjadanie owadów, które wcześniej spożyły roślinę GMO

• Stosowanie

• Delta-toksyny w formie Bt-spray

• W USA stosowany od ponad 30lat

• Bardzo małe ilości - 5 litrów na hektar

• Odporność na choroby wirusowe, grzybowe, bakteryjne (chitynaza, glukanaza, osmotyna, białka płaszcza wirusa, replikazy, protezay)

• Odporność na niekorzystne warunki środowiskowe (zasolenie gleby, mróz, susza, metale ciężkie)

• Poprawa lub nadanie nowych cech jakościowych (pomidor Flavr Savr, Golden Rice, szczepionki w warzywach)

• Pomidor Falvr Sacr - pierwsze GMO wprowadzone do obrotu;

• Wprowadzono odwrócony(w orientacji antysensownej) gen poligalaktunarazy (PG

• RNA powstałe po transkrypcji odwróconego genu łączyło się z komplementarnie z m RNA prawidłowego genu PG

• Rybosom nie mógł się przyłączyć - brak syntezy białka

• Złoty ryż

• 20 razy więcej Betakarotenu

• Wprowadzono dwa geny: syntezę fitoenu(psy) i desaturazę karotenu (crtl);

• Zwiększona zawartość żelaza - wprowadzono geny ferrytyny (przyswajanie żelaza)

Większość białek rekombinowanych

• Komórki zwierzęce

• Zalety

• Prawidłowa obróbka potranslacyjna

• Wady

• Niska wydajność

• Wysoki koszt utrzymania bioreaktorów

• Wrażliwość kultury

• Komórki mikroorganizmów

• Zalety

• Większa wydajność

• Wady

• Wymaga obróbki białek

• Wysoki koszt oczyszczania utrzymania bioreaktorów

• Wrażliwość kultury

• Rośliny

• Zalety

• Prawidłowa obróbka potranslacyjna

• Niski koszt wytwarzania

• Eliminacja porażenia patogenami pochodzenia zwierzęcego

Molecular farming

• Produkcja białek przez rośliny, które mają właściwości farmakologiczne, mogą być wykorzystywane w przemyśle, rolnictwie, weterynaryjnej

Farmaceutyki uzyskane w komórkach roślinnych

• Przykład

• Ludzka albumina osocza (HSA) - nieglikozylowane białko, zapotrzebowanie 550 ton rocznie

Materiał szczepionkowy stanowią

• Interaktywowane (zabite) mikroorganizmy

• Osłabione (atentowane)

Szczepionki rekombinowane

• Materiałem szczepionkowym są pojedyncze antygeny (antygen - każda substancja która wzbudza przeciwko sobie odpowiedź odporności swoistej) w przypadku wirusów jest to najczęściej białko otoczki. Szczepionki rekombinowane uzyskuje się w wyniku ekspresji genu kodującego właściwe białko antygenowe w sposób, który pozwala zachować jego immunogenność

Wytwarzanie szczepionek w roślinach transgenicznych

Zalety i wady roślinnych biofarmacetyków

• Zalety

• Posiadają one eukariotyczne szlaki syntezy białek

• Nie ma możliwości zanieczyszczenia ludzkimi czy zwierzęcymi patogenami

• Systemy roślinne są bardziej ekonomiczne niż technologie biorekacyjne

• Duża skala

• Zdolność kompletnej immunizacji ogólnoustrojowej szczepionek doustnych

• Etap oczyszczania pominiętych, je

Globalny areał upraw transgenicznych

• 1995r - początek

• 2006r - 102 mln GMO

Główne 4 gatunki hodowane

• Soja

• Kukurydz

• Bawełna

• Rzepak

Według modyfikacji

• Tolerancja na herbicydy 69,9 mln

• Odporność na szkodniki

• Tolerancja na herbicydy i odporność na szkodniki

Zwierzęta modyfikowane genetycznie

• Terminem zwierzę transgeniczne określa się takie zwierzęta, które w swoim genomie posiada egzogenny DNA w postaci

• Losowo zintegrowanego fragmentu DNA

• Zmodyfikowanego własnego genu w wyniku wprowadzenia egzogennego DNA (technologia Knock-out)

• Wprowadzonej całej sztucznej jednostki genetycznej np. sztucznego chromosomu bakteryjnego BAC lub sztucznego chromosomu drożdżowego YAC

Metody otrzymywania zwierząt genetycznie modyfikowanych

• Mikroiniekcja DNA do zygoty

• Modyfikacja pierwotnych komórek zarodkowych (ES)

• Transplantacja jąder komórkowych

• Transfer DNA przy pomocy wirusów

• Mikroiniekcja

• Przeżywa 50% zarodków

• Rodzi się około 30% przetransferowanych zarodków, z czego 15% posiada zintegrowany transgen

• Możemy wprowadzić, jaki tylko chcemy DNA do przed jądrza

• Modyfikacja pierwotnych komórek zarodkowych

• Komórki uzyskane z węzła zarodkowego blastocysty. Można je hodować in vitro przez dłuższy czas i ponownie wprowadzać do blastocysty po uprzednim wprowadzeniu transgenu

• D komórek ES wprowadzane jest DNA na drodze

• Elektroporacji

• Lipofekcji

• Metody chemiczne (chlorek wapnia)

• Selekcja komórek transformowanych

• Transfer namnożonych komórek do blastocysty.

• Powstaje chimera (część komórek ma zmieniony genotyp)

• Otrzymywanie homozygot pod względem wprowadzonego / wyłączonego genu

• Konck-out genu

• Celem jest usunięcie określonego genu pozostawiając pozostałe geny nienaruszone, aby móc określić konsekwencje dla organizmu pozbawionego tylko jednego badanego genu

• Transplantacja jąder komórkowych

• Polega na usunięciu jądra komórkowego z niezapłodnionego oocytu (komórki jajowej) i wszczepieniu jądra z innej komórki - pochodzącej z organizmu jaki chcemy klonować, Jądro można pobierać z komórek zarodka, z komórek hodowanych in vitro, a także z dorosłych osobników

• Transfer DNA przy pomocy wirusów

• Po wprowadzeniu obcego genu do genomu retrowirusa lub lentiwirusa infekuje się nim komórki embrionalne we wczesnym etapie rozwoju.

• Uzyskane embriony z transgenem wprowadza się do matki zastępczej i otrzymujemy najczęściej potomstwo m mozaikowe. Tą metodą można wprowadzać niewielkie fragmenty DNA.

• Zaleta - duża wydajność

• Infekcje jednokomórkowych zarodków

• Infekcje pierwotnych komórek zarodkowych ES

Celowość modyfikacji zwierząt

• Wykorzystanie zwierząt jako bioreaktorów

• Modyfikowane przede wszystkim krowy, owce, kozy - wytwarzane białka wydzielane z mlekiem np. produkcja antytrombiny, antytrypsyny, erytropoetyny,

• Szybszy wzrost zwierząt

• Wprowadzanie genów kodujących hormon wzrostu

• Większa wydajność mleczna

• Dodatkowe kopie genów kodujących beta- i kappa-kazeinę;

• Odporność na chroby

• Np. u bydła zapalenie wymion

• Modyfikowane świnie jako dawcy narządów.

• TG 1154 ma wbudowany gen, który może znieść immunologiczną międzygatunkową pomiędzy świnią i człowiekiem

• Do celów naukowych

• Badania funkcji genów, terapia genowa

Żywność modyfikowana genetycznie

• Transgeniczne rośliny są źródłem żywność, która jest określana terminem „nowa żywność”. Pojęcie to obejmuje następujące typy żywności GM:

• Żywność będąca GMO (np. pomidory, ziemniaki)

• Żywność zawierająca przetworzone GMO

• Żywność produkowana z zastosowaniem GMO

• Produkty żywnościowe pochodne GMO

Cele modyfikacji genetycznej surowców dla przemysłu spożywczego

• Wzbogacenia żywności w składniki podnoszące ich wartość żywieniową

• Usuwanie substancji szkodliwych i niepożądanych, eliminacja białek alergennych

• Ułatwienia procesów przetwórczych i kształtowanie właściwości sensorycznych

• Kształtowanie cech funkcjonalnych żywności pod kontem korzystnego wpływu na zdrowie człowiek

7