Εφαρμογές της Βιοτεχνολογίας στη γεωργία και την κτηνοτροφία
Από τις επιλεγμένες διασταυρώσεις στους διαγονιδιακούς οργανισμούς: πώς μπαίνουν ξένα γονίδια σε φυτά με το πλασμίδιο Ti και σε ζώα με μικροέγχυση, τι είναι τα φυτά Bt, πώς παίρνουμε φαρμακευτικές πρωτεΐνες από το γάλα ζώων και πώς κλωνοποιήθηκε η Dolly.
Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΤΕΥΧΟΣ Β΄ΚΕΦ. 915 ΛΕΠΤΑ
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη, γραμμένη με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Μπορεί να έχει λάθη: πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Οι ελεγχόμενες διασταυρώσεις φυτών και ζώων με επιθυμητά χαρακτηριστικά αυξάνουν την παραγωγή, αλλά είναι αργές και επίπονες, και οι απόγονοι παίρνουν συνήθως μόνο μερικές επιθυμητές ιδιότητες μαζί με ανεπιθύμητες.
Η Γενετική Μηχανική προσθέτει γονίδια απευθείας και γρήγορα. Οι οργανισμοί που αλλάζουν έτσι λέγονται διαγονιδιακοί ή γενετικά τροποποιημένοι· η χρήση τους γεννά ερωτήματα για την υγεία και το περιβάλλον (Κεφ. 12).
Το βακτήριο εδάφους Agrobacterium tumefaciens περνά στα φυτικά κύτταρα το πλασμίδιο Ti (tumor inducing), που ενσωματώνεται στο DNA τους και προκαλεί όγκους. Αφού απενεργοποιηθούν τα γονίδια των όγκων και προστεθεί το επιθυμητό γονίδιο, το ανασυνδυασμένο Ti γίνεται φορέας: από τα τροποποιημένα κύτταρα αναπτύσσεται φυτό που εκφράζει και κληροδοτεί το γονίδιο.
Στόχοι των γενετικά τροποποιημένων φυτών είναι η προστασία από έντομα και ζιζάνια και η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του προϊόντος· κυρίως σόγια, καλαμπόκι για ζωοτροφή, βαμβάκι, καπνός και ελαιοκράμβη.
Ο Bacillus thuringiensis φτιάχνει τοξίνη πολύ ισχυρότερη από πολλά εντομοκτόνα, αλλά οι ψεκασμοί με το βακτήριο κοστίζουν, γιατί δεν επιβιώνει πολύ. Το γονίδιο της τοξίνης μεταφέρθηκε με το πλασμίδιο Ti στα φυτά (ποικιλίες Bt), πρώτα στο καλαμπόκι.
Στα ζώα η κύρια μέθοδος είναι η μικροέγχυση: ξένο DNA με μικροβελόνα σε ωάριο γονιμοποιημένο στο εργαστήριο, ενσωμάτωση σε χρωμόσωμα του ζυγωτού και κυοφορία από θετή μητέρα. Είναι ο μόνος τρόπος για διαγονιδιακές αγελάδες, πρόβατα, χοίρους και αίγες.
Gene pharming: επειδή τα βακτήρια δεν τροποποιούν τις πρωτεΐνες όπως οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί, οι ανθρώπινες πρωτεΐνες παράγονται στους μαστικούς αδένες ζώων και συλλέγονται από το γάλα. Παραδείγματα: η α₁-αντιθρυψίνη (ΑΑΤ) από την προβατίνα Tracy και ο παράγοντας IX της πήξης. Πλεονεκτήματα έναντι των διασταυρώσεων: μόνο οι επιθυμητές ιδιότητες και πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα.
Η Dolly (1997) γεννήθηκε όταν ο πυρήνας κυττάρου μαστικού αδένα ενήλικης προβατίνας μπήκε σε ωάριο χωρίς πυρήνα, και το έμβρυο εμφυτεύτηκε σε θετή μητέρα. Η κλωνοποίηση πολλαπλασιάζει φθηνά διαγονιδιακά ζώα και μπορεί να βοηθήσει είδη που κινδυνεύουν.
Πώς χρησιμοποιείται το πλασμίδιο Ti για να φτιαχτεί διαγονιδιακό φυτό;
Το Agrobacterium tumefaciens μολύνει φυτικά κύτταρα και τους περνά το πλασμίδιο Ti, που ενσωματώνεται στο DNA τους και προκαλεί όγκους. Οι ερευνητές απενεργοποιούν τα γονίδια των όγκων, βάζουν στο πλασμίδιο το επιθυμητό γονίδιο και το εισάγουν σε φυτικά κύτταρα καλλιέργειας, από τα οποία προκύπτει φυτό που εκφράζει το ξένο γονίδιο και το κληροδοτεί στους απογόνους.
Τι είναι τα φυτά Bt;
Φυτά που πήραν, με τη βοήθεια του πλασμιδίου Ti, το γονίδιο της τοξίνης του βακτηρίου Bacillus thuringiensis, που σκοτώνει πολλά έντομα. Έτσι προστατεύονται μόνα τους, χωρίς τους επαναλαμβανόμενους και δαπανηρούς ψεκασμούς με το βακτήριο. Πρώτο τέτοιο φυτό ήταν το καλαμπόκι.
Πώς παράγεται φαρμακευτική πρωτεΐνη από διαγονιδιακό ζώο;
Απομονώνεται το ανθρώπινο γονίδιο, γίνεται μικροέγχυση στον πυρήνα γονιμοποιημένου ωαρίου, το ζυγωτό μπαίνει στη μήτρα θετής μητέρας και γεννιέται διαγονιδιακό ζώο. Με διασταυρώσεις το γονίδιο περνά στους απογόνους και η πρωτεΐνη απομονώνεται και καθαρίζεται από το γάλα, όπως η α₁-αντιθρυψίνη από την προβατίνα Tracy.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.