Název školy Gymnázium, střední odborná škola, střední odborné učiliště a vyšší odborná škola, Hořice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0873 Název materiálu Geneticky modifikované organismy (VY_32_INOVACE_05.02.20) Autor RNDr. Helena Trkalová Tematická oblast Genetika Ročník Čtvrtý Datum tvorby Leden 2013 Anotace Prezentace je určena pro výuku genetiky v hodinách biologie a biologického semináře ve vyšších ročnících gymnázia. Předpokládá určitou úroveň znalostí přírodních věd. Objasňuje význam biotechnologií, principy genového inženýrství, ukazuje příklady použití GMO. Metodický pokyn Šablona předpokládá znalosti studentů z oblasti genetiky, molekulární biologie, biotechnologií. Slouží k aktivizaci studentů. Ukazuje praktický dopad biotechnologii na konkrétní oblasti života. Je zmíněn i legislativní rámec používání GMO. Časová dotace včetně brainstormingu a skupinové práce 2 hodiny.

GMO Geneticky modifikované organismy, geneticky modifikované rostliny, biotechnologie, genové manipulace, genové inženýrství

Genetické technologie v našem životě 21. století můžeme označit jako století biotechnologií Rozvoj biotechnologií je podmíněn Objevem genu Víme, co je gen fyzicky Umíme manipulovat s geny

Co již víte o geneticky modifikovaných rostlinách? Pokuste se napsat co nejvíc titulků pro článek, který budete připravovat pro populárně naučný časopis. Článek by se měl zabývat problematikou GMO. (brainstorming)

Genové inženýrství Geneticky modifikované organismy vznikají  cíleným zásahem do dědičné informace vybraného organismu – bakterie, rostliny nebo živočicha. Které objevy předchází rozvoji metod genového inženýrství ?

Důležité objevy Genetické manipulace jsou často vnímány jako novinka. Příroda podobné postupy zná ale už odnepaměti a člověk jich využíval při výrobě vína, piva i sýrů. Cíleně však zasahuje člověk do genetické informace jen posledních několik desítek let. K této dovednosti dospěl postupně. Nejprve musely být objeveny patřičné nástroje, jež genetické manipulace umožňují: V roce 1967 objevení RNA polymerázy . V roce 1970 objevení reverzní transkriptázy. V roce 1973 dokázali vědci do DNA viru začlenit geny fága lambda a galaktózový operon Escherichia coli a umožnili tak využití virů pro genové inženýrství. V roce 1977 objevení RNA sestřihu. V roce 2003 přečtení lidského genomu

Genové manipulace V 70. letech tak byla objevena metoda stříhání a opětovného skládání jednotlivých genů a jejich přenos z jedné buňky do druhé Následně bylo umožněno technologické využití genetických poznatků

Jaké vlastnosti mohou získat GMR? Kvalitnější a výnosnější odrůdy Rezistence k chorobám a škůdcům Tolerance k herbicidům, teplotním stresům, zamokřeným a zasoleným půdám Prodloužení doby dozrávání ovoce, skladových brambor, řezaných květů Redukce vypadávání semen Zvýšení obsahu minerálů, vitamínů a protinádorových látek Změna architektury rostliny (trpasličí vzhled)

Jak lze zjistit přítomnost GMO např. v potravinách? Detekce GMO je založena na přítomnosti introdukovaných genů Provádí se tzv. ELISA test ELISA-(enzyme-linked immunosorbent assay) Je to vysoce citlivá metoda pro zjišťování a měření antigenů a protilátek ve vzorku, případně jejich rozlišování radioaktivním nebo fluorescenčním značkovačem

Příklady použití GMO

Bt kukuřice a gen cry Bt kukuřice je populární geneticky upravená odrůda, která v sobě nese gen cry z aerobní půdní bakterie Bacillus thuringiensis, náležející k velké vývojové linii bakterií Firmicuta. Tento gen kóduje protein Cry, zajímavý krystalizující endotoxin, který funguje na skupiny hmyzu s dokonalou proměnou – například na motýly, dvoukřídlé nebo brouky. Bakterie rodu Bacillus rády vytvářejí endospory, trvanlivé útvary, v jejichž podobě mohou přežít nepříznivé podmínky. Bacillus thuringiensis vytváří protihmyzové proteiny Cry právě před sporulací. Není náhoda, že mimo jiné běžně žije na povrchu rostlin a také uvnitř housenek některých motýlů.

Bt kukuřice a gen cry Toxinu Cry si časem povšimli zemědělci a vyrobili si na jeho bázi postřiky. Ty jsou chváleny jako přátelské vůči životnímu prostředí, protože jsou velmi specifické a podle nedávných výzkumů ke svému působení potřebují střevní bakterie cílové larvy. V poslední době se například hojně využívá postřik s kmenem Bacillus thuringiensis serovar israelensis, jako bič na larvy komárů přenášejících malárii. I on bývá veleben za přátelský vztah k životnímu prostředí.   Cry nakonec zaujal genetické inženýry, kteří jej vložili právě do Bt kukuřice. Jedním z úhlavních protivníků kukuřičných polí je zavíječ kukuřičný (european corn borer, Ostrinia nubilalis), motýl se žravými housenkami, které udělají z kukuřičných klasů a stonků řešeto. Proti zavíječi je Cry protein, konkrétně Cry1Ab ideální.

Bt kukuřice je oblíbeným terčem ekologických aktivistů Bt kukuřice je oblíbeným terčem ekologických aktivistů. Ale kdo zastaví je? Vytvořte náhodně, třeba pomocí losu, 2 stejně velké skupiny Jedna bude představovat ekologické aktivisty, druhá bude sestavena z odborníků – genetiků Najděte co nejvíc argumentů pro, případně proti dalšímu vyvíjení GMO

GM rostliny první GM plodina: trvanlivé rajče Flavr Savr - 1989 vyvinuté, na trhu v r. 1994 - potlačená produkce polygalakturonázy (příčina měknutí a hnití) vložením ,,antisense“ genu (uměle vytvořen) - na trhu neuspělo. další GM rostliny: 70% GM rostl.: - Bt rostliny: odolnost proti hmyzu - odolnost proti konkrétním herbicidům

Odolnost proti herbicidům Roundup Ready (RR) rostliny: účinná složka Roundup je glyfosát gen pro enzym (z bakterie), který ho rozkládá, je vložen do genetické informace rostliny → odolné rostliny soja, řepka olejná, kukuřice, bavlník

Legislativa GMO v ČR zákon č. 78/2004 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty prováděcí vyhláška 209/2004 Sb. o bližších podmínkách nakládání s GMO a genetickými produkty = nakládání s GMO se zachovanou schopností reprodukce a nakládání s produkty, které tyto životaschopné organismy obsahují soulad se směrnicemi EU (98/81/EC, 90/220/EC, 2001/18/EC), dokumenty o biotechnologiích OECD, nařízení Evropského Parlamentu a Rady (1946/2003, 1829/2003, 1830/2003 a Cartagenským protokolem o biologické bezpečnosti k Úmluvě o biologické rozmanitosti (UNEP)

Související články Budeme všichni GMO? Autor: Jaroslav Petr Bramborové a jiné katastrofy aneb Evropou obchází strašidlo GMO     Autor: Zdeněk Opatrný Rezistence na GM plodiny?     Autor: Josef Pazdera Všechny články najdete na

Použitá literatura: V prezentaci byly použity materiály, které byly poskytnuty na semináři Otevřená věda pro středoškolské učitele v roce 2009, především materiály připravené ing. Oxanou Habuštovou PhD. BC AV ČR v.v.i., Entomologický ústav