Question

Mikroorganizmy transgeniczne ! Charakterystyka, wykorzystanie w medycynie, przemyśle, rolnictwie, ochronie środowiska, i zagrożenia z nimi związane !!! MILE WIDZIANE LINKI GDZIE TO BĘDZIE, BO TO NA REFERAT !!!!! SZCZEGÓŁOWO !

Answer 1

Organizmy transgeniczne bardziej znane są jako GMO – Organizmy Modyfikowane Genetycznie (z języka angielskiego: Genetically Modified Organism).  Modyfikacja ta polega na wszczepieniu fragmentu DNA do genomu. Ów fragment jest pobierany z innego organizmu. Modyfikacja może też polegać na modyfikacji genu lub usunięciu go z organizmu. Takie organizmy zawierają we własnym genomie obce geny pochodzące z innego ustroju. Nazwa „transgeniczne” powstała dlatego, iż wszczepiony gen nazywamy inaczej transgenem.

Modyfikacją genów zajmuje się dziedzina nauki znana jako inżynieria genetyczna. Ma ona na celu trwałą zmianę właściwości organizmów w wyniku wprowadzenia do nich cudzych genów. Polega na manipulowaniu materiałem genetycznym. Umożliwia tworzenie nowych, nieznanych dotąd człowiekowi odmian, które zwykle mają korzystne dla człowieka właściwości.

 

Jak to działa?

 

Aby wytworzyć organizm transgeniczny, należy przeprowadzić proces wszczepienia fragmentu DNA. Fragment ten pochodzi z innego czyli obcego organizmu. Obcy kawałek DNA uzyskuje się dzięki przecięciu łańcucha genetycznego specjalnymi enzymami restrykcyjnymi. Enzymy takie są cząsteczkami białka. Najczęściej przerywają łańcuch w konkretnym miejscu, dzięki czemu można wyciąć potrzebny fragment.

                Otrzymany w ten sposób materiał genetyczny należy wprowadzić do komórek organizmu, który ma być zmodyfikowany. Może to być roślina lub zwierzę. Wprowadzony fragment materiału nie jest nigdy przypadkowy. Musi zawierać konkretne geny kodujące potrzebne białka, które zostają wykorzystane przez odbiorcę. Znane są różne metody wszczepiania materiału genetycznego do komórek. Wybiera się odpowiednią w zależności od tego, czy organizm, który chce się zmodyfikować, jest rośliną, czy zwierzęciem.

 

W przypadku roślin stosuje się takie metody, jak:

 

Wykorzystanie wektora do wprowadzenia materiału DNA do roślinnych komórek. Wektory to szczególne rodzaje bakterii. Mają one możliwość naturalnego wprowadzania do roślin swojego DNA. W swojej komórce posiadają plazmid zawierający informację genetyczną. Koduje ona białka niezbędne do zaatakowania danej rośliny. Do komórki roślinnej wnika więc plazmid posiadający informację genetyczną. Jeden jej fragment łączy się z genetycznym materiałem komórki roślinnej. Fragment ten jest zwany odcinkiem T.  Inżynierowie genetyczni potrafią usunąć znajdujące się we fragmencie T geny, a następnie wprowadzić inne zawierające pobrany fragment DNA. Jest to skuteczna metoda, jednak można ją stosować wyłącznie w przypadku roślin dwuliściennych. Roślin jednoroślinnych bakterie te nie są w stanie zarazić. Metody nie można więc stosować w przypadku zbóż i innych roślin jednoliściennych. Można też stosować metody, w których nie są potrzebne wektory. W takich przypadkach DNA wprowadza się bezpośrednio do komórek. Tego typu metody umożliwiają nieograniczoną transformację roślin. Przeszkodą jest tu ściana komórkowa obecna, jak wiadomo, w każdej komórce roślinnej. Można ją jednak usunąć dzięki poddaniu jej działąniu enzymów, które niszczą celulozę.  W ten sposób powstaje otwór zabezpieczony kolejną przeszkodą dla trans genu – błoną komórkową. Materiał genetyczny wprowadza się więc stosując różne metody. Można je podzielić na fizyczne i chemiczne.

* Fizyczna metoda elektroporacji czyli poddanie komórki serii impulsów elektrycznych. Tworzą one w błonie komórkowej otwory, przez które może przeniknąć materiał DNA. Ten sposób można też wykorzystywać w przypadku modyfikacji komórek zwierzęcych lub bakteryjnych.

* Fizyczna metoda mikrowstrzeliwania. Aby z niej skorzystać, należy utworzyć ze złota lub wolframu kulkę o mikroskopijnej wielkości  (średnica od 0,5 do 5 mikrometrów) Na kulkach osadza się materiał genowy. Wprowadza się je do komórki poprzez wstrzeliwanie tzw. armatą genową (w tłumaczeniu na j. angielski particle gun). Ta metoda jest wadliwa, bowiem istnieje ryzyko uszkodzenia komórki Ma ona też niską wydajność.

* Chemiczna metoda -  polega na użyciu polietylenowego glikolu. Umożliwia on zwiększenie przepuszczalności błony komórki.  Metoda ta ułatwia wprowadzenie transgenu wraz z nośnikowym DNA do jej wnętrza.

                Sposoby modyfikacji zwierząt:

 Zwierzęta modyfikuje się metodą bezwektorową. Transgen wprowadza się do zapłodnionego jaja lub komórki we wczesnym stadium rozwoju embrionalnego. Następnie zmienione zarodki wszczepia się do macicy matki zastępczej.

 

Po co to robić?

 

Mimo, iż temat modyfikacji gatunków niesie ze sobą wiele kontrowersji, inżynieria genetyczna jest dobrze się rozwijającą dziedziną nauki. Prawdopodobnie dlatego, iż niesie ze sobą wiele korzyści. Faktem jest, iż „ulepszone” rośliny mają wiele zalet. Dzięki zmianom w materiale genetycznym można wyeliminować z jedzenia toksyny, które utrudniają przyswajanie składników odżywczych czy związków, które podczas np. gotowania wytwarzają szkodliwe substancje. Można natomiast zwiększyć zawartość substancji niezbędnych dla zdrowia, tzn. witamin i minerałów. Modyfikacja genetyczna umożliwia też zmniejszenie ilości wody w produkcie czy zmianę zawartości węglowodanów i witamin. Do stosowanych ulepszeń należy też poprawa składu kwasów tłuszczowych i aminokwasów białek.

Często doprowadza się do modyfikacji genów, by poprawić trwałość roślin. Można zwiększyć ich odporność na zmiany klimatyczne lub szkodniki. Warzywa „po przeróbce” mają dłuższą trwałość i mniej im szkodzą rozmaite infekcje wirusowe czy szkodliwe grzyby.

Zwierzęta modyfikuje się w podobnych celach, jak rośliny. Zmodyfikowana fauna rośnie szybciej i osiąga większe rozmiary, niż jej „tradycyjni” odpowiednicy. Mogą mieć bardziej pożyteczne dla człowieka enzymy, białka i inne substancje, które są wykorzystywane. Zmienione genetycznie zwierzęta mogą być bardziej odporne na choroby. Dzięki wszczepieniu krowie innych genów, można zwiększyć ilość wytwarzanego przez nią mleka. Modyfikacja ta polega na wprowadzeniu kopii genów, których zadaniem jest kodowanie protein beta- i kappa- kazein. Kazeinęmożna znaleźć we wszelkiego rodzaju serach białych, czy w twarogach. Obecnie trwają też badania nad owcami, których wełna jest toksyczna dla moli i nie kurczy się w praniu.

Często zdarza się, że zwierzęta z przetworzonymi genami są wykorzystywane w farmacji. Do tego typu celów najlepiej nadają się owce, krowy czy kozy, ponieważ w ich mleku znajdują się pożądane białka. Produkuje się antytrombinę, która jest ludzkim enzymem odpowiedzialnym za krzepliwość krwi. Leki z jej dodatkiem umożliwiają kontrolę nad powstawaniem zakrzepów. Produkowana jest także antytrypsyna, którą stosuje się w przypadku choroby rozedmy płuc, a także erytropoetynę skuteczną w leczeniu anemii.

 

Czy na pewno dobre?

 

Jak już wspomniałam, wokół eksperymentów genetycznych krąży wiele kontrowersji.  Rolnikom nie podoba się, że jeśli zdecydują się na wysiew modyfikowanych nasion, nie będą mogli w przyszłym roku wykorzystać do siania części plonów. Ziarno otrzymane ze zmodyfikowanego zboża nie nadaje się bowiem do wysiewu.

Należy też wiedzieć, że modyfikacja genetyczna jest kosztownym i żmudnym procesem, zwłaszcza ta dotycząca zwierząt. Nie każdy może sobie na to pozwolić, tym bardziej, że nie zawsze można być pewnym efektów.

Kłopoty mogą też przynosić warzywa odporne na rozmaite substancje. Jako, że poziom natężenia tych substancji, jaki mógłby zaszkodzić roślinom, jest znacznie większy, ludzie mogą używać rozmaitych związków, można „bezkarnie” zwiększać ich zużycie. A to skutkuje odkładaniem się chemikaliów w glebie. Z podobnych przyczyn niepokój budzą rośliny zawierające geny odporności na herbicydy. Ludzie obawiają się, że skrzyżują się one z ich dzikimi odpowiednikami. Mogłoby to zaowocować powstaniem nowego, niemal niezniszczalnego chwastu odpornego na środki ochrony.

Idąc dalej w tym kierunku, łatwiej jest zrozumieć obiekcje na tle modyfikowania zwierząt. Przecież nigdy nie można być do końca pewnym, jaki nowy gatunek w końcu zostanie stworzony. Nie wiadomo też, jaki wpływ zmodyfikowany gen będzie miał na cechy związane z zachowaniem zwierzęcia. To pewnie dlatego nikt jeszcze nie odważył się skrzyżować człowieka ze zwierzęciem. Gdyby powstałą istota obdarzona choćby pewnym stopniem ludzkiej inteligencji i cechami właściwymi zwierzęciu, skutki tego mogłyby być katastrofalne.

Na tle takiego zagrożenia zbytnie ujednolicenie upraw nie wydaje się aż tak poważnym problemem. Gdyby jednak wśród plonów wystąpiła jakaś choroba, straty mogłyby być nieodwracalne – ludziom groziłaby nie tylko klęska finansowa, ale też głód. Ważne jest więc zachowanie różnorodności upraw. Dzięki temu w razie zniszczenia ich podatnej na choroby części, będzie można ją zastąpić uodpornionymi gatunkami.

Jednak ludzie najbardziej obawiają się wpływu GMO na swój organizm. Uważa się, że zmienione genetycznie białka, mogą zaburzać przebieg przemiany materii komórek i prowadzić do powstania szkodliwych związków, mogących powodować szereg chorób, uczuleń itp. Obawy te są o tyle uzasadnione, że zdarzały się przypadki wystąpienia wysypek po spożyciu produktów GMO. Należy jednak pamiętać, że żywność przed wypuszczeniem na rynek jest dokładnie badana od strony szkodliwości. Do tej pory nie udowodniono złego wpływu modyfikowanych produktów na człowieka, jednak też go nie wykluczono. Nieznane są też skutki długotrwałego spożywania GMO, więc dopóki nie zostaną na tym tle przeprowadzone dokładniejsze badania, należy się spodziewać burzliwej dyskusji.

 

(Nie)zwykła kukurydza

 

Kukurydza linii MON 810 została zmodyfikowana poprzez wprowadzenie genu, który uodparnia na niektóre szkodniki kukurydzy, np. omacnicę prosowiankę (Ostrinia nubilalis). Wykorzystanie kukurydzy odpornej na szkodniki umożliwiłoby rolnikom skuteczną ochronę przed omacnicą prosowianką oraz ograniczyłoby wykorzystanie chemicznych środków owadobójczych przeznaczonych do zwalczania tego szkodnika. Tylko siedem z osiemnastu gatunków testowanych motyli było wrażliwych na „ulepszone” białka. Receptory dla białek nie występują na powierzchni komórek jelitowych ssaków, dlatego też ludzie nie są wrażliwi na to białko. W swoim czasie głośno było, jakoby kukurydza taka spowodowała przedwczesne starzenie się myszy, na których była testowana. Przeprowadzono badania dotyczące bezpieczeństwa, które pokazują, że zmodyfikowana kukurydza nie wykazuje żadnych znaczących podobieństw aminokwasów do znanych toksyn białkowych, z wyjątkiem białek B. thuringensis oraz że białko jest gwałtownie degradowane w warunkach podobnych do tych panujących w żołądku i nie jest doustnie toksyczne dla myszy. Tak „poprawiona” kukurydza znana jest na światowym rynku. Jest tam hodowana od 1998 roku. Nie zauważono żadnych "skutków ubocznych". Eksperci uważają, iż jest ona nieszkodliwa. Kukurydza MON 810 wykorzystywana jest głównie w celach paszowych. Jej ziarna są też używane do wyrobu wartościowej żywności i wyrobów przemysłowych (np.alkohol metylowy, mąka kukurydziana, wysoko oczyszczona skrobia).

 

I co dalej?

 

Jak widać, trudno jest jednoznacznie określić, czy organizmy transgeniczne są pożyteczne dla człowieka, czy szkodliwe. Niemożliwością jest stwierdzić, dokąd ostatecznie zaprowadzi nas poprawianie natury. Osobiście sądzę, że przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności można modyfikację z powodzeniem wykorzystywać w życiu codziennym. Należy jednak samemu określić swoje stanowisko w tej kwestii. Mam nadzieję, że przedstawiona tu praca choć w części przybliżyła tak rozległy temat, jakim jest GMO i, ogólniej, inżynieria genetyczna.

ŹRÓDŁA:

http://www.bryk.pl/teksty/liceum/biologia/genetyka/12138-organizmy_transgeniczne.htmlhttp://www.biotechnolog.pl/news-47.htmhttp://pl.wikipedia.org/wiki/Organizmy_transgeniczne http://www.gaspo.qsv.pl/technik_zywnosci/gmo.pdf http://www.biotechnolog.pl/gmo-8.htm