Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
1
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1

Ponieważ komórki różnią się pod względem budowy, przy wprowadzaniu obcego DNA do komórek zwierząt, roślin i bakterii stosuje się odmienne metody.

R10GlaP9EgYTA
Poniżej znajdują się wybrane metody wprowadzania DNA do komórek. Przyporządkuj je do odpowiednich grup. Rośliny Możliwe odpowiedzi: 1. Wprowadzenie obcych genów za pomocą liposomów (pęcherzyków lipidowych), 2. Mikrowstrzeliwanie – strzelanie do komórek kulkami wykonanymi ze złota lub wolframu, na których opłaszczony jest obcy materiał genetyczny, 3. Mikroiniekcja (wstrzykiwanie do komórek roztworu zawierającego obcy gen), 4. Wprowadzenie obcych genów za pomocą bakterii z rodzaju Agrobacterium (agroinfekcja) Zwierzęta Możliwe odpowiedzi: 1. Wprowadzenie obcych genów za pomocą liposomów (pęcherzyków lipidowych), 2. Mikrowstrzeliwanie – strzelanie do komórek kulkami wykonanymi ze złota lub wolframu, na których opłaszczony jest obcy materiał genetyczny, 3. Mikroiniekcja (wstrzykiwanie do komórek roztworu zawierającego obcy gen), 4. Wprowadzenie obcych genów za pomocą bakterii z rodzaju Agrobacterium (agroinfekcja)
RkMKUHFO9LFYT1
Ćwiczenie 2
Łączenie par. Poniższe zdania dotyczące reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) oznacz jako prawdziwe lub fałszywe.. Specyficzność w powielaniu konkretnego fragmentu DNA za pomocą PCR osiągana jest dzięki dobraniu odpowiedniej, prokariotycznej polimerazy DNA.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Pierwszy etap PCR (denaturacja DNA) odbywa się w temperaturze ok. 90°C, a precyzyjne wyliczenie tej temperatury opiera się na ilości par G-C oraz A-T w matrycowym DNA.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Im krótsze są startery używane w PCR, tym mniejsza szansa na ich przyłączenie się do innego fragmentu matrycowego DNA niż zamierzony.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
2
Ćwiczenie 3

GMO, czyli organizm genetycznie modyfikowany, to każdy organizm, w genomie którego doszło do zmian za sprawą ingerencji człowieka. Zmiany te mogą oznaczać wprowadzenie do materiału genetycznego biorcy genu pochodzącego od organizmu niespokrewnionego z nim (transgeneza) lub blisko z nim spokrewnionego, a nawet od niego samego (cisgeneza).
Zmiany w genomie organizmu mogą być spowodowane celowym poddaniem go działaniu czynników mutagennych (mutageneza). Według decyzji Trybunału Sprawiedliwości Unii Europejskiej z 2018 roku, organizmy uzyskane dzięki zastosowaniu mutagenezy są także organizmami genetycznie modyfikowanymi.
Nowa technologia o nazwie CRISPR‑Cas9 polega na degradacji obcego DNA, które dostało się do komórki, a które ma sekwencję taką samą jak obce DNA, z którym komórka (a raczej przodkowie tej komórki) spotkała się w przeszłości.
Indeks dolny Na podstawie: Maria Czarnek, Joanna Bereta, System CRISPR‑Cas – od odporności bakterii do inżynierii genomowej, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej” 2016, nr 70, s. 901‑916. Indeks dolny koniec

Rlzy5smubvO98
Uzupełnij poniższy tekst dotyczący metod modyfikacji genetycznych tak, żeby stanowił prawdziwą informację. Technologia CRISPR-Cas9, w porównaniu z mutagenezą pozwala na bardziejmniej kontrolowane zmiany w genach organizmów. Organizmy uzyskane za pomocą CRISP-Cas9 nie otrzymały genów pochodzących od innych gatunków – nie można więc uznać ich za organizmy transgeniczneorganizmy genetycznie modyfikowane. Ze względu na fakt, że CRISPR-Cas9 służy do edycji genów danego organizmu, uprawnionenieuprawnione jest nazywanie tak zmienionych organizmów cisgenicznymi.
2
Ćwiczenie 4

Uczniowie A i B próbowali zmodyfikować genetycznie szczep bakterii pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) tak, żeby był on zdolny do syntezy ludzkiej lipazy trzustkowej. Student A stwierdził, że rozpocznie od pobrania ludzkich komórek trzustki, ponieważ to w nich zachodzi ekspresja genów kodujących lipazę trzustkową. Student B uznał to za niekonieczne i pobrał komórki ludzkiej skóry. Swój wybór uzasadnił stwierdzeniem, że wszystkie komórki somatyczne danego organizmu mają identyczne DNA jądrowe.

Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy oceń, który uczeń poprawnie rozpoczął procedurę genetycznej modyfikacji bakterii E. Coli. Spośród poniższych wybierz też poprawne uzasadnienie swojego wyboru.

R1b9QjcNx7jyM
Procedurę modyfikacji genetycznej bakterii E. Coli prawidłowo rozpoczął student: Możliwe odpowiedzi: 1. A, 2. B
REYugpO8ylvmf
ponieważ: Możliwe odpowiedzi: 1. tyko w komórkach trzustki obecny jest gen kodujący lipazę trzustkową, 2. tylko w komórkach trzustki powstaje odpowiednie mRNA niezbędne do wytworzenia cDNA, które wprowadzone zostanie następnie do komórek bakteryjnych, 3. w każdej komórce somatycznej posiadającej jądro obecny jest gen kodujący lipazę trzustkową, 4. w każdej komórce somatycznej posiadające jądro powstaje odpowiednie mRNA niezbędne do wytworzenia cDNA, które wprowadzone zostanie następnie do komórek bakteryjnych
RNByqoq3yzNTk2
Ćwiczenie 5
Uporządkuj w kolejności kroki, które będą niezbędne do wprowadzenia materiału genetycznego kodującego ludzką lipazę do genomu komórek bakterii Escherichia coli. Elementy do uszeregowania: 1. Łączenie lepkich końców DNA za pomocą ligazy, 2. Odwrotna transkrypcja mRNA do cDNA, 3. Namnożenie cDNA za pomocą reakcji PCR, 4. Trawienie restrykcyjne końców cDNA oraz plazmidu bakteryjnego wybranym enzymem restrykcyjnym, 5. Wprowadzenie plazmidu do komórki bakteryjnej na drodze elektroporacji, 6. Izolacja mRNA z komórek ludzkich
2
Ćwiczenie 6

Ostatnimi czasy dużo mówi się o projekcie zwanym RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency), w który zaangażowane są zarówno agencje rządowe Stanów Zjednoczonych, jak i fundacja Billa Gatesa. RIPE ma za zadanie stworzyć rośliny przeprowadzające fotosyntezę o zwiększonej wydajności. Na stronie projektu RIPE czytamy, że jedną ze strategii jest ingerencja genetyczna w proces fotooddychania. Fazę niezależną procesu fotosyntezy rozpoczyna karboksylacja pięciowęglowego związku organicznego przez enzym o skrócie RuBisCo. Niestety, enzym ten dość często „myli się” i przyłącza do pięciowęglowego akceptora tlen zamiast dwutlenku węgla. Rozpoczyna się wtedy dość skomplikowany, długi i energetycznie niekorzystny proces fotooddychania, który naukowcy RIPE dzięki pewnym modyfikacjom genetycznym skrócili. Osiągnięto to dzięki wprowadzeniu do roślin alternatywnego szlaku enzymatycznego. Zmienione w ten sposób rośliny rosną (na razie w warunkach laboratoryjnych) o 40% szybciej od niezmodyfikowanych odpowiedników.
Indeks dolny Na podstawie: Bill Gates, Tuning up photosynthesis to feed the world, artykuł dostępny na stronie internetowej: www.gatesnotes.com Indeks dolny koniec

RjQ4d2QyIi27q
Na podstawie powyższego tekstu można stwierdzić, że (spośród poniższych zaznacz właściwe odpowiedzi) Możliwe odpowiedzi: 1. Uzyskane w ramach projektu RIPE rośliny mają jedynie zmodyfikowany gen kodujący RuBisCo, 2. Uzyskane w ramach projektu RIPE rośliny są organizmami transgenicznymi, 3. Zmienione genetycznie rośliny uzyskano dzięki wyciszeniu niektórych genów szklaku fotooddychania, 4. Rośliny uzyskane w opisywanym eksperymencie zostały genetycznie zmodyfikowane dzięki wprowadzeniu nowych genów do ich genomów
31
Ćwiczenie 7
Rw7jDzhIOcYxX
Na podstawie tekstu do zadania 6 i własnej wiedzy, wyjaśnij jakie znaczenie dla ludzkości może mieć opisywana modyfikacja genetyczna roślin w kontekście przewidywań, że do roku 2050 produkcja żywności na Ziemi musi zwiększyć się o minimum 60%. (Uzupełnij).
31
Ćwiczenie 8

„(…) chiński zespół dołączył ludzki gen MCPH11 do genotypu rezusów, by poznać lepiej proces rozwoju ludzkich mózgów. Wcześniejsze badania pokazały, że brak tego genu może spowodować urodzenie się dzieci z małymi mózgami. Sam proces umieszczania genów ludzkich w zwierzętach był fascynujący. Badacze użyli do tego wirusów, które miały w sobie odpowiednią informację. Wstrzyknęli je małpim embrionom, a następnie po prostu poczekali na naturalny rozwój wypadków. Jedenaście zmodyfikowanych genetycznie małp przyszło na świat, jednak tylko pięć przetrwało. Te były badane pod kątem tego, czy i jak ludzki gen wpłynął na ich rozwój i umiejętności. Wyniki pokazały, że u żadnego z okazów mózg nie rozwinął się ponad normę, choć wszystkie miały lepsze wyniki niż średnia na testach pamięci i przetwarzania informacji.”
Indeks dolny Na podstawie: Błażej Grygiel, Chińscy naukowcy wszczepili małpom ludzkie geny. Eksperyment oczywiście budzi ogromne kontrowersje, artykuł dostępny na stronie internetowej: www.national‑geographic.pl Indeks dolny koniec

Powyższy cytat dotyczy niedawno opublikowanych badań chińskiego zespołu naukowców nad genetycznymi podstawami rozwoju mózgu ludzkiego. W przypadku modyfikacji genetycznej zwierząt problemem jest skuteczne wprowadzenie obcego genu do wszystkich komórek jego organizmu.

R1K76oX5PaonF
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy opisz w jaki sposób dobór odpowiedniego wektora oraz modyfikacja embrionów (a nie dorosłych osobników) wpłynęła na skuteczną ekspresję genu MCPH11 w organizmach modyfikowanych rezusów. (Uzupełnij).