Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

GenetickymodifikovanéorganizmyGenetickymodifikovanéorganizmy.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "GenetickymodifikovanéorganizmyGenetickymodifikovanéorganizmy."— Transkript prezentace:

1 GenetickymodifikovanéorganizmyGenetickymodifikovanéorganizmy

2 Vlk (Canis lupus) Domestikace Šlechtitelství Výběr Přetváření divoce žijících druhů organismů v druhy vhodné k chovu

3 Tradiční metody šlechtitelství Výběr zebroid Josta MulaMezek Křížení (hybridizace) – vnitrodruhové, mezidruhové Polyploidizace – kolchicin Mutace spontánní (vzácné) indukované (mutageny) NEVÝHODY čas, náhodnost

4 genetická modifikace = cílená změna dědičného materiálu spočívající ve vnesení cizorodého dědičného materiálu do dědičného materiálu organismu nebo vynětí části dědičného materiálu organismu způsobem, kterého se nedosáhne přirozenou rekombinací GMO = organismus, kromě člověka, jehož dědičný materiál byl změněn genetickou modifikací Definice GMO: Zákon č. 78/2004 Sb., o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty Transformace x Transfekce Biotechnologické a molekulární metody Genetická transformace Netradiční (nové) metody šlechtitelství

5 Genový konstrukt a přenos Příprava genového konstruktu ( sekvence strukturního genu + regulační sekvence + markerový gen) Přenos genového konstruktu mikroinjekcí, elektroporací, virus, plazmid Vypnutí genu – genový knock-out

6 Bakterie a plazmidy Plazmid - je malá kruhová molekula DNA schopná autoreplikace Typy plazmidů: F-plazmidy (konjugace) R-plazmidy (rezistence) N – plazmidy (vázání vzdušného dusíku) Col – plazmid – tvorba kolicinů

7 GM bakterie 1) Úprava plazmidu – vložení genového konstruktu s markerovým genem pro rezistenci k antibiotiku 2) Přenos do bakterie tepelný šok, elektroporace genový konstrukt gen pro rezistenci 3) Selekce kolonií, kontrola sekvence gen. produktu 4) Kultivace kolonií, které genový konstrukt přijaly

8 Bioreaktory výroba lidských bílkovin pro účely léčby závažných onemocnění – růstový hormon, gonadotropin, inzulín Produkci velkých a komplikovaných bílkovin bakteriální nebo kvasinková buňka nedokáže

9 GM živočichové Myš, potkan, králík, danio, octomilka, háďátko Uzavřené prostředí v laboratoři cystická fibróza, hemofilie nebo dědičná svalová dystrofie. vývoj a testování nových léčebných postupů – genová terapie Studium funkce genů, model pro léčbu dědičných lidských chorob

10 Metody transfekce: Lipofekce - DNA se zabalí umělými fosfolipidovými vezikuly (lipozomy) a přirozenou cestou je dopravená až do jádra Elektroporace – depolarizace cytoplasmatické membrány, otevření pórů a průnik genového konstruktu Mikroinjekce (vstříknutí genového konstruktu do jednobuněčného zárodku a následná implantace do těla matky) – malá účinnost, velká množství embryí Odběr embryí z těla samic nebo získaných in vitro

11 Metody transfekce: embryonální kmenové buňky (pluripotentní) vložení genu do EK B, implantace do zárodku a následné vložení do těla matky – chiméra Kultivace raných vývojových stádií savčích embryí Chimerický primát Agregace totipotentních buněk z embryí ve čtyřbuněčném stádiu Národní centrum pro výzkum primátů, Oregon

12 Metody transfekce: retrovirové vektory zabudování retrovirových genů do hostitelské buňky velikost genového konstruktu (10kb), obavy z nádorového bujení přímá injekce genového konstruktu do tkání DNA vakcíny spermie jako vektor zabudování konstruktu do spermie oplozením oocytů in vitro těmito spermiemi je genový konstrukt vnesen do dědičné informace jedince vzniklého oplozením vajíčka

13 Přenos jader - klonování Hlavní postup pro produkci transgenních savců, především hospodářských zvířat Princip - vpravení jádra buňky do vajíčka zbaveného jeho vlastní dědičné informace Genový konstrukt vnesen do buněk pěstovaných v laboratoři

14 Handmade klonování Demecolcin, pronasa

15 Hospodářská zvířata - živé bioreaktory zvířata, do jejichž dědičné informace byl metodami genového inženýrství vpraven lidský gen a která pak vylučují příslušnou lidskou bílkovinu v mléce GM krávy produkující „lidské mateřské mléko“ Změna kvality živočišných produktů - mléko, růst vlny, kvalita masa, potraviny bez alergií intenzivní růst ryb, prasat – gen pro růstový faktor skot - knock-out genu pro myostatin VYUŽITÍ GM ŽIVOČICHŮ

16 Produkce nových materiálů Biosteel – strukturní gen pro bílkovinu pavoučího vlákna + regulační gen pro kozí mléčnou bílkovinu Nízká hmotnost, vysoká mechanická odolnost - 3x odolnější než kevlarové vlákno Vojenské účely, letecký průmysl, medicína, kosmetický průmysl Xenotransplantace - GMO prasata – potlační hyperakutní rejekce Genová terapie DNA vakcíny VYUŽITÍ GM ŽIVOČICHŮ

17 RIZIKA GMO Xenotransplantace - prasečí endogenní retroviry - dědičná informace virů v dědičné informaci prasat není výsadou GMO!!! - nákaza tuberkulózou či spalničkami od domestikovaných zvířat, virus chřipky Genová terapie – virus jako vektor – riziko zhoubného bujení škody na životním prostředí by mohly napáchat GM ryby uprchlé ze sádek a dalších chovných zařízení do volné přírody Nemáme praktické zkušenosti – pouze počítačové simulace ekologické kolapsy i bez GMO - průnik mihule mořské do Velkých jezer na americko-kanadském pomezí na přelomu 19. a 20. století – zdecimování populace pstruhů a dalších ryb, zhroucení rybářství

18 Transformace rostlin isolace rostlinných protoplastů přímý přenos cizorodé DNA do nich pomocí elektroporace / chemická transformace / tepelného šoku „Genová pisole“ (Gene gun) Genový konstrukt vysrážen na mikroprojektily ze zlata nebo wolframu

19 Přírodní genetická modifikace – genetický inženýr Agrobacterium tumefaciens Infikuje dvouděložné rostliny, nádory na rostlinných pletivech geny pro hormony (bujení) geny pro syntézu opinů (potrava) Ti-plazmid = tumor inducing plasmid T-DNA T-pillus Přenos Ti-plazmidu (T-DNA) do rostlinného genomu Originální způsob parazitizmu

20

21 GM plodiny ve světě Tolerance k herbicidu Rezistence ke škůdcům Hlavní centra GM plodin (2010) zeměmil ha USA66,8 Brazílie25,4 Argentina22,9 Indie9,4 Kanada8,8 Čína3,5 Paraguay2,6 Pakistán2,4 Jižní Afrika2,2 Uruguay1,1

22 Biotech plodiny

23 Proč pěstovat GM rostliny??? Omezit používání pesticidů a chemických látek Zlepšit chuť, kvalitu i trvanlivost potravin Zvýšit výnosy a nutriční hodnotu zemědělských plodin Snížit světové hladovění Snížení emisí CO2 Snížení erose půdy, zlepšení kvality půdy Ochrana ohrožených organismů, udržování biodiversity Produkce léčiv - Elelyso

24 Z laboratoře… …do skleníku …a do polí. RIZIKA GMO Nekontrolovatelné šíření transgenů pylem na planě rostoucí příbuzné druhy – vytlačení z přirozených stanovišť Vznik rezistencí - superplevele Bezpečnost pro zvířata a lidi, vliv na životní prostředí a biodiverzitu GM kukuřice a GM brambor v Evropě bez problému GM řepka olejka !!!-brukev, hořčice, ředkev Hybridizace – vzdálenost pro přenos pylu, doba kvetení, semena Introgrese - zpětné křížení hybridních rostlin s původním planě rostoucím druhem Tajwan – Oryza rufipogon formosana x Oryza sativa Evropa – Medicago falcata x Medicago sativa Tolice srpovitá Tolice vojtěška

25 GM kukuřice První geneticky modifikovanou plodinou, kterou bylo v ČR možné pěstovat Bt kukuřice se u nás stále pěstuje Bt-kukuřice – MON810 Produkce Bt-toxinu Bacillus thuringiensis – gen pro CRY protein - insekticidní účinky pro housenky motýlů, neškodí broukům ani včelám – obrana proti zavíječi kukuřičnému Housenka se otráví Bez insekticidů Přežití pestrého hmyzího společenstva

26 GM brambora Průmyslový brambor Amflora - vyřazení syntézy amylózy – škrob je tvořen jen amylopektinem (březen 2010, EK schválila komerční pěstování pro nepotravinářské využití - papírenský a textilní průmysl, v roce 2010 pěstována také v ČR, ale dnes už se u nás nepěstuje) Protato (Indický GM brambor)– 60% více proteinů než nešlechtěný brambor, zvýšené hladiny některých aminokyselin Další transgenní odrůdy – odolnost k hnilobě, odolnost k mandelince bramborové, kompaktnější odrůdu nasávající při smažení méně tuku Testování dalších odrůd: Amadea – podobné vlastnosti jako Amflora, ale využití i v potravinářství Fortuna rezistence k bramborové plísni

27 GM Rýže hlavní potravina v Asii Vysoká energetická hodnota, ale nedostatek aminokyselin a vitamínů Bayer CropScience – LL62 – rezistence vůči herbicidu Oslepnutí až dětí ročně, smrt 6000 dětí denně Allergen – free rýže – Japonsko, citlivost na ASalbumin Zlatá rýže - produkce  -karotenu – provitamín vitamínu A (Antioxidační účinky, proti nádorům, infekcím, správná fce zraku) 2000 – GOLDEN RICE, 2001 – GR1, 2005 – GR2- zvýšený obsah bílkovin, vitamín E, železo, zinek 2009 – GR2G Filipíny, Bangladéš, Indie

28 GM plodiny v EU Postoj EU k GMO je velmi negativní Rakousko, Itálie, Řecko – bez polních pokusů Francie, Německo, Británie, Belgie - aktivisté Španělsko, Rumunsko, Švédsko, ČR - výzkum a vliv na životní prostředí Od 2009 – značný pokles polních pokusů s GM rostlinami BASF Plant Science z Evropy do USA 2012 – konec biotechnologických projektů Společnost se zaměří na vývoj GM plodin s uplatněním v Severní a Jižní Americe a v Asii Jedinou GM plodinou pěstovanou v EU je GM kukuřice Některé další GM plodiny se do EU dovážejí a zpracovávají

29 GM plodiny v ČR Probíhá: drobné projekty s GM slivoní, lnem, hrachem a tabákem – pouze malé plochy Výzkum orientovaný na budoucí komerční využití nových GM plodin však přestává být u nás perspektivní. Bt kukuřice MON810 – v ČR se pěstuje od roku 2006 GM brambora Amflora ha polí, 2011 – nedostatek sadby, 2012 – BASF ukončila projekt Česká komise pro nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty Vědecký výbor pro geneticky modifikované potraviny a krmiva

30 Princip genetické modifikace – proč zlepšovat vlastnosti rostlin Vyšší výnos, úspora pesticidů, omezení techniky – eroze, vláha GMO a globální problémy – přírůstek lidské populace, snížení CO2, klimatické změny Zachování biodiverzity


Stáhnout ppt "GenetickymodifikovanéorganizmyGenetickymodifikovanéorganizmy."

Podobné prezentace


Reklamy Google