RzxfK3L7lyzZC
Zdjęcie przedstawia dwie białe okrągłe miseczki ryżu. Ludzkie dłonie przesypują ziarenka do misek. W jednej jest ryż koloru białego, a w drugiej żółtego. Miseczki leżą na czarno‑białym, pasiastym materiale. Żółta barwa złotego ryżu pochodzi od beta‑karotenu, który wytwarza ta roślina.

Biotechnologia i jej zastosowania

Genetycznie zmodyfikowany ryż siewny (Oryza sativa), zwany złotym ryżem – „Golden Rice”, ma dwa obce geny: pierwszy pochodzi od narcyza trąbkowego (Narcissus pseudonarcissus), potocznie zwanego żonkilem, a drugi z komórek bakterii Erwinia uredovora. Oba geny kodują enzymy niezbędne w procesie syntezy beta‑karotenu. Związek ten w organizmie człowieka wykorzystywany jest do syntezy witaminy A. Modyfikowana genetycznie odmiana „Golden Rice” (po prawej) zawiera prawie 20 razy więcej beta‑karotenu w jadalnych częściach nasion niż odmiana niemodyfikowana (po lewej). Duża zawartość beta‑karotenu nadaje ziarnom charakterystyczny złoty kolor.
Źródło: International Rice Research Institute (IRRI), Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.0.

Organizmy zmodyfikowane genetycznie

Twoje cele

  • Wyjaśnisz czym są: organizm zmodyfikowany genetycznie (GMO) i organizm transgeniczny.

  • Przedstawisz sposoby otrzymywania organizmów transgenicznych.

  • Przedstawisz potencjalne korzyści i zagrożenia wynikające z zastosowania organizmów modyfikowanych genetycznie w rolnictwie, przemyśle, medycynie i badaniach naukowych.

  • Podasz przykłady produktów otrzymanych z wykorzystaniem modyfikowanych genetycznie organizmów.

Współcześnie znane odmiany roślin uprawnych i ozdobnych oraz rasy zwierząt hodowlanych powstały w wyniku celowych działań człowieka, który krzyżował ze sobą osobniki o określonych cechach. Selekcja ta miała na celu utrwalenie u potomstwa cech przedstawiających wartość użytkową. Udoskonalanie organizmów na drodze krzyżowania jest procesem długotrwałym i dotyczy cech już istniejących wśród osobników danego gatunku.

Współcześnie, dzięki osiągnięciom nowoczesnej biotechnologii, manipulacja informacją genetyczną organizmów odbywa się na poziomie molekularnym i dotyczy pojedynczych genów. Metody i techniki inżynierii genetycznej dają możliwość otrzymywania w stosunkowo krótkim czasie organizmów o takich cechach, które bez ingerencji człowieka, w sposób naturalny, nigdy by w przyrodzie nie powstały.

GMO i organizmy transgeniczne

Organizmy modyfikowane genetycznie – GMO (ang. Genetically Modified Organisms) to mikroorganizmy, rośliny lub zwierzęta, które posiadają genom zmieniony przy użyciu metod i technik inżynierii genetycznej. Modyfikacje materiału genetycznego mogą obejmować: 

  • wyciszanie genu własnego - skutkiem jest brak produktów ekspresji genu i w efekcie niezachodzenie danego szlaku metabolicznego;

  • wprowadzenie dodatkowej kopii genu własnego - skutkiem jest zwiększenie produkcji danego białka dzięki czemu określona cecha ulega wzmocnieniu;

  • wprowadzenie obcego genu pochodzącego od innego gatunku tzw. transgenu - w konsekwencji organizm ujawnia nową cechę, niewystępującą naturalnie u niego.

red
Ważne!

Organizm modyfikowany genetycznie, który oprócz własnych genów posiada także obcy gen, nazywa się organizmem transgenicznym.

Proces, który prowadzi do powstania organizmów transgenicznych nazywany jest transformacją genetyczną.

1
Dla zainteresowanych

Historia transformacji genetycznych

Od odkrycia DNA w 1869 r. oraz opisania jego struktur niemal wiek później, kolejni naukowcy odkrywali zależności pomiędzy genami a dziedziczeniem cech. Obecnie dzięki metodom inżynierii genetycznej nie trzeba tracić czasu oraz zasobów na selekcję i rozmnażanie najlepszych osobników w hodowli czy na plantacjach. Organizmy mogą otrzymać konkretne geny odpowiedzialne za obecność pożądanej cechy, co pozwala na możliwie szybkie osiągnięcie danego celu.

R1BGHxAZgPMEl1
Na slajdach przedstawiono historię badań transgenicznych. Slajd pierwszy przedstawia mikrofotografię. A ona przedstawia szczepy bakterii coli. To bakterie o pałeczkowatym kształcie na granatowym tle mają pomarańczowy kolor. Są niewielkie. Inaczej nazywane są pałeczkami okrężnicy. Bakterie naturalnie występują w jelicie grubym człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. Spełniają tam ważne funkcje i są pożyteczne. Naukowcy często wykorzystują te drobnoustroje do badań genetycznych. Indukowaną transgenezę przeprowadzono po raz pierwszy w tysiąc dziewięćset siedemdziesiątym trzecim rokuHerbert Boyer i Stanley Cohen wszczepili wówczas bakterii Escherichii coli gen bakterii Staphylococcus aureus. Transgeneza indukowana, zwana też biotechnologiczną, to sztuczne nadanie organizmowi nowej dla niego cechy poprzez umieszczenie w jego genomie genu pochodzącego z innego organizmu. Na slajdzie drugim jest zdjęcie. Zdjęcie przedstawia niewielkiego gryzonia o szarym ubarwieniu, spiczastym pyszczku i cienkim ogonie. Ma szpiczaste uszy, łapki i ogon o cielistej barwie. Mysz ma czarne małe oczy i długie wąsy. Znajduje się na dłoni ubranej w lateksową niebieską rękawiczkę. Myszy są ważnymi zwierzętami w eksperymentach laboratoryjnych mają zmodyfikowane geny i stanowią modele w obserwacji wielu chorób. W tysiąc dziewięćset siedemdziesiątym czwartym roku Rudolf Jaenisch jako pierwszy zmodyfikował genetycznie zwierzę była to właśnie mysz. Na slajdzie trzecim znajdują się kwiaty tytoniu szlachetnego. Są kielichowate, pięciopłatkowe. To kwiatostany o białej barwie. Tytoń ze zdjęcia ma grubą zieloną łodygę i jeden lancetowaty liść. Kwiaty rosną na wspólnej łodydze. Rośnie wśród wysokich traw. Tytoń jest rośliną stosowaną na całym świecie do produkcji produktów tytoniowych. W tysiąc dziewięćset osiemdziesiątym trzecim roku naukowcom udało się zmodyfikować tę roślinę genetycznie stworzyli tytoń z genem oporności na antybiotyk. Slajd czwarty zamykający prezentację przedstawia zdjęcie z miseczkami ryżu. . Ludzkie dłonie przesypują ziarenka do misek. W jednej jest ryż koloru białego, a w drugiej żółtego. Miseczki leżą na czarnobiałym pasiastym materiale. Żółta barwa złotego ryżu pochodzi od beta‑karotenów, które wytwarza ta roślina. W 2000 r. wyhodowano złoty ryż, pierwszą w historii żywność, której wartość odżywcza została zwiększona dzięki inżynierii genetycznej. Roślina po modyfikacji zaczęła wytwarzać beta‑karoteny, których brakowało w diecie wielu mieszkańców Azji.

Ocenę skuteczności transformacji genetycznej przeprowadza się w oparciu o specyficzne geny markerowe, takie jak geny oporności na antybiotyki lub geny reporterowe. Genem reporterowym jest gen białka zielonej fluorescencji (GFP ang. green fluorescent protein). Sprzężenie go z wprowadzanym do organizmu transgenem umożliwia precyzyjne śledzenie ekspresji transgenu – pojawienie się świecącego białka w komórkach świadczy o tym, że dany gen został pomyślnie włączony i jest aktywny.

Więcej informacji znajdziesz na stronie: Białko zielonej fluorescencji i jego zastosowanie w transformacji organizmów.

Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie

Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie – GMM (ang. Genetically Modified Microorganisms) to mikroorganizmy, których genom został zmieniony przy użyciu metod i technik inżynierii genetycznej. 

Najczęściej modyfikowanymi genetycznie mikroorganizmami są bakterie – pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) i grzyby – drożdże piekarskie (Saccharomyces cerevisiae).

R3XNA1IvzwvQx
Zdjęcia mikroskopowe przedstawiają bakterie Escherichia coli drożdże piekarskie. Nazwa bakterii Escherichia coli, pałeczki okrężnicy, nawiązuje do pałeczkowatego kształtu mikroorganizmów. Niektóre z pałeczek są ze sobą połączone inne występują pojedynczo. Kolonia bakterii na mikrofotografii jest bardzo liczna. Mikroorganizmy mają gładką powierzchnię, na której występują niewielkie zagłębienia. Są ułożone nierównomiernie, różnią się pomiędzy sobą długością. Jednak ich szerokość jest podobna, niewielka. Średnica bakterii to dwa mikrometry. Bakteria stanowiąca składnik mikroflory jelita grubego człowieka. Organizm symbiotyczny, produkujący witaminę K i witaminy z grupy B. W stanach obniżonej odporności lub bytności w innym układzie niż pokarmowy, wykazuje działanie chorobotwórcze dla człowieka. Drugie zdjęcie mikroskopowe przedstawia drożdże piekarskie. To kuliste workowce. Na swoim ciele zawierają okrągłe wypustki od dwóch do czterech. Na zdjęciu mikroskopowym występują bardzo licznie. Jeden organizm przylega do drugiego w sposób nieregularny. Średnica jednego jednokomórkowego grzyba to pięć mikrometrów. Jednokomórkowe grzyby w sprzyjających warunkach rozmnażają się bezpłciowo przez pączkowanie. Mikroorganizmy kosmopolityczne, szeroko rozprzestrzenione na kuli ziemskiej. Występują na powierzchni owoców, w sokach roślinnych, w glebie i w odchodach zwierząt.
Metody modyfikacji genetycznych mikroorganizmów

Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie uzyskuje się metodami inżynierii genetycznej z wykorzystaniem wektorów: plazmidów i bakteriofagów, które są nośnikami hybrydowego DNAhybrydowe DNAhybrydowego DNA.

Metoda transformacji z wykorzystaniem plazmidu10

W komórkach bakterii na terenie cytoplazmy występują krótkie, koliste cząsteczki DNA -plazmidy. Są one wykorzystywane jako wektory obcego genu, czyli transgenu.

R1WSJ7p9uSPT41
Schemat interaktywny przedstawia w pięciu krokach rekombinację genetyczną z użyciem bakteryjnego plazmidu. Cyfrą jeden oznaczono wyodrębnienie plazmidu z komórki bakterii. Bakteria na schemacie ma owalny kształt, a sam plazmid przypomina okrąg. W kolejnym etapie rekombinacji rozcięto koliście zamkniętą cząsteczkę plazmidu za pomocą enzymów restrykcyjnych. Na schemacie ten etap to cyfra dwa. Następnie wyizolowano transgen z materiału genetycznego dawcy za pomocą tych samych enzymów restrykcyjnych. To był krok trzeci. W czwartym etapie połączono transgen i plazmid za pomocą tak zwanych lepkich końców, czyli jednoniciowego zakończenia wystającego z dwuniciowych liniowych cząsteczek DNA i powstanie hybrydowego DNA. Ostatnim etapem rekombinacji genetycznej jest transformacja komórki bakterii za pomocą zrekombinowanego plazmidu i nabycie nowej cechy. Zrekombinowany plazmid został znowu wprowadzony do komórki bakteryjnej. Ten etap to na schemacie cyfra pięć. Kolorami zielonym, pomarańczowym i niebieskim zaznaczono zmiany zachodzące w trakcie procesu rekombinacji w cząsteczce plazmidu.
Schemat rekombinacji genetycznej z użyciem bakteryjnego plazmidu.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Metoda transformacji z wykorzystaniem bakteriofagów40

Bakteriofagi (fagi) to wirusy atakujące wyłącznie komórki bakterii. Fagi przenoszące obcy gen, infekują komórki bakterii wstrzykując do ich wnętrza hybrydowe DNA. W wyniku połączenia hybrydowego DNA z bakteryjnym DNA dochodzi do modyfikacji genetycznej bakterii i powstania mikroorganizmu zmodyfikowanego genetycznie. Wykorzystanie bakteriofagów, jako wektorów hybrydowego DNA umożliwia przeniesienie większych fragmentów DNA niż w metodzie z użyciem plazmidów.

hybrydowe DNA
Wykorzystanie mikroorganizmów modyfikowanych genetycznie

GMM znajdują praktyczne zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki i aktywności człowieka: 

  • medycyna i farmacja - do produkcji leków białkowych (hormony, takie jak insulina i hormon wzrostu), szczepionek (np. przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B), witamin (np. BIndeks dolny 1, BIndeks dolny 12) i antybiotyków;

  • przemysł spożywczy - do produkcji aminokwasów i wzmacniaczy smaku (np. kwas glutaminowy, kwas cytrynowy), enzymów (np. chymozyna) oraz do poprawy procesów fermentacyjnych (np. drożdże piwowarskie i winiarskie);

  • ochrona środowiska - do utylizacji odpadów (np. plastików, pestycydów), oczyszczania ścieków i usuwania wycieków ropy;

  • nauka - badanie funkcji genów i ich aktywności. 

Modyfikacje genetyczne pałeczki okrężnicy10

Somatotropina jest hormonem produkowanym przez przysadkę mózgową, odpowiedzialnym za prawidłowy wzrost i rozwój organizmu człowieka. Objawem niedoboru jest bardzo niski wzrost. Karłowatość przysadkową leczy się podając dożylnie somatotropinię. Dawniej hormon wzrostu pozyskiwano z ludzkich zwłok, jednak uzyskiwano niewielkie ilości substancji często zanieczyszczone chorobotwórczymi mikroorganizmami. Obecnie somatotropinię produkują zmodyfikowane genetycznie bakterie Escherichia coli, które oprócz własnych genów zawierają w swoim genomie ludzki gen, odpowiedzialny za produkcję somatotropiny.

6,6

Insulina jest hormonem produkowanym przez trzustkę, odpowiedzialnym za regulację stężenia glukozy we krwi człowieka. Dawniej hormon ten pozyskiwano z trzustek bydlęcych i świńskich. Jednak zwierzęca insulina, choć bardzo podobna do ludzkiej, różni się od niej kilkoma aminokwasami. Dlatego po dłuższym stosowaniu zwierzęcej insuliny dochodziło do uczulenia organizmu człowieka i wystąpienia objawów alergii. Obecnie insulinę produkują zmodyfikowane genetycznie bakterie Escherichia coli, które oprócz własnych genów zawierają w swoim genomie ludzi gen, odpowiedzialny za produkcję insuliny.

Rw0f3kwCg4BHT
Zdjęcie przedstawia zakorkowane lekarstwa, które leżą na szarym obrusie. Znajdują się one w szklanych fiolkach z korkiem. Opatrzone są kolorowymi etykietami z napisami. Buteleczki mają kształt walca zamkniętego u dołu, a u góry stożkowato zwężającego się tak, że otwarty wylot butelki, tak zwana szyjka, ma znacznie mniejszą średnicę, niż średnica walca.
Insulina – hormon peptydowy składający się z dwóch łańcuchów A i B, połączonych dwomamostkami disiarczkowymi, produkowany przez komórki beta (β) wysp trzustkowych.Pierwszy lek wytworzony w oparciu o metody i techniki inżynierii genetycznej. W 1982 roku dopuszczony do leczenia cukrzycy u ludzi.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.

Wprowadzone na drodze modyfikacji genetycznych szlaki biosyntezy barwników do bakterii Escherichia coli pozwoliły na wykorzystanie tych organizmów do produkcji m.in. karotenoidów, indygo, wiolaceiny i antocyjanów. Bakteryjna produkcja niebieskiego barwnika indygo, używanego m.in. do barwienia jeansu, może być alternatywą dla syntezy chemicznej, w której używane są toksyczne związki, np. benzen, formaldehyd i cyjanowodór.

R32NdEZpc5QzO
Zdjęcie przedstawia dwa niebieskie barwniki indygo. Przypominające kamienie barwniki mają nieregularny, skrystalizowany kształt.
Barwnik indygo używany np. do barwieniu jeansu.
Źródło: Wikimedia Commons; David Stroe, licencja: CC BY-SA 3.0.
Modyfikacje genetyczne drożdży40

Hirudyna jest białkiem produkowanym przez pasożytnicze gatunki pijawek, zapobiegającym krzepnięciu krwi żywiciela. Do genomu drożdży wprowadzono gen pijawki kodujący hirudynę. Obecnie zmodyfikowane genetycznie drożdże na dużą skalę syntetyzują hirudynę, wykorzystywaną do produkcji leków przeciwzakrzepowych. Leki te stosowane są po zabiegach operacyjnych i mają na celu przeciwdziałanie powstawaniu zakrzepów w naczyniach krwionośnych.

R1aIAYTzy8v1L1
Zdjęcie mikroskopowe przedstawia budowę wirusa HBV o nieregularnym kształcie. Wewnątrz otoczki wirusa znajduje się DNA. Ten groźby wirus prowadzący do zapalenia wątroby jest pokryty przez drobne przypominające białe punkty struktury.
Wirus HBV – wirus zapalenia wątroby typu B. Cząstka wirusa posiada białkowo‑lipidowąotoczkę okrywającą białkowy kapsyd, wewnątrz którego znajduje się cząsteczka DNA.
Źródło: Centers for Disease Control and Prevention's Public Health Image Library (PHIL), Wikimedia Commons, domena publiczna.

Wirus HBV wywołuje u ludzi zapalenie wątroby typu B, które może prowadzić do marskości wątroby i rozwoju nowotworu wątroby. Skuteczną metodą ochrony przed poważnymi skutkami zakażenia wirusem HBV jest szczepienie. Dawniej szczepionkę produkowano na bazie surowicy krwi osób chorych na zapalenie wątroby typu B. Dzięki inżynierii genetycznej do genomu drożdży wprowadzono gen wirusa kodujący jedno z białek wirusowego kapsydu. Obecnie zmodyfikowane genetycznie drożdże na dużą skalę syntetyzują białko wirusa, które wykorzystywane jest do produkcji szczepionki przeciwko HBV.

Rośliny modyfikowane genetycznie

Rośliny modyfikowane genetycznie (GMP, ang. genetically modified plants) to rośliny, których genom został zmieniony przy użyciu metod i technik inżynierii genetycznej. 

Pierwszą roślinę transgeniczną uzyskano w 1984 roku - był to tytoń szlachetny (Nicotiana tabacum). Od tego czasu wytworzono setki odmian roślin zmodyfikowanych genetycznie,  głównie gatunków uprawnych.

R1UPSE0gJSQw5
Zdjęcie przedstawia duży kwiat róży o delikatnych, liliowych płatkach, przylegających do siebie. Kwiat jest średniej wielkości, półpełny.
W 2004 r. w Japonii uzyskano genetycznie modyfikowaną odmianę róży – Suntory „blue rose”. Odmiana ta ma gen pozyskany z fiołka trójbarwnego (Viola tricolor), determinujący pojawienie się w kwiatach niebieskiego barwnika – delfinidyny. W rzeczywistości róża Suntory „blue rose” ma kwiaty o barwie fioletoworóżowej lub lawendowej. Zwiększenie natężenia barwy i uzyskanie odmiany o intensywnie niebieskim kolorze wymaga dalszych zabiegów.
Źródło: 本人購入物撮影, Wikimedia Commons, licencja: CC 0 1.0.
Metody modyfikacji genetycznych roślin

Proces modyfikacji genetycznej roślin jest utrudniony przez obecność sztywnej ściany komórkowej, która stanowi barierę dla obcego materiału genetycznego. Z tego powodu w niektórych metodach transformacji niezbędne jest jej całkowite lub częściowe usunięcie; po zakończeniu procesu zmodyfikowane komórki roślinne samoczynnie ją odbudowują. W pozostałych technikach stosuje się rozwiązania pozwalające na wprowadzenie DNA bez naruszania struktury ściany.

Wyróżnia się dwie grupy metod transformacji genetycznej roślin:

  • wektorowe, np. agroinfekcja;

  • bezwektorowe, np. elektroporacja, mikrowstrzeliwanie. 

Wektorowa metoda modyfikacji10
6,6

Jedną z metod wektorowych jest agroinfekcja, transformacja z wykorzystaniem bakterii z rodzaju Agrobacterium. Są to bakterie glebowe wykazujące zdolność infekowania roślin, do których wnikają poprzez uszkodzone lub zranione tkanki. Ich obecność objawia się powstawaniem guzowatych narośli na korzeniach i łodygach (przejaw infekcji A. tumefaciens) lub powstawaniem nienaturalnie dużej liczby włośników w zaatakowanej części korzenia (przejaw infekcji A. rhizogenes). 

RDT01JtE26m7W
Zdjęcie mikroskopowe przedstawia bakterię atakującą komórkę marchwi zwyczajnej. Bakteria ma formę pałeczkowatych przylegających do siebie i nakładających się na siebie komórek. Są one ze sobą połączone nitkowatymi strukturami. Otaczają kulistą komórkę marchwi zwyczajnej białą, przypominającą pajęczynę, delikatną naroślą.
Bakteria Agrobacterium tumefaciens atakująca komórkę marchwi zwyczajnej (Daucus carota).
Źródło: A.G. Matthysse, K.V. Holmes, R.H.G. Gurlitz, Wikimedia Commons, domena publiczna.

Bakterie posiadają plazmid infekcyjny, który stanowi wektor dla hybrydowego DNA. Bakterie nie wnikają bezpośrednio do komórki roślinnej, ale wprowadzają do niej część wektora zawierającego hybrydowy DNA, który integruje się z prowadzeniu do komórki roślinnej hybrydowy DNA integruje się z genomem rośliny. 

R1YVNA2bdbWQa
Zdjęcie przedstawia korzeń. Na jego powierzchni, wśród licznych rozgałęzień znajdują się guzowate narośle. Przypominają gąbczaste brązowe formy z licznymi porami i wgłębieniami.
Guzowate narośla na korzeniu rośliny zainfekowanej przez Agrobacterium tumefaciens.
Źródło: Clemson University – USDA Cooperative Extension Slide Series, Bugwood.org, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Bakterie z rodzaju Agrobacterium posiadają plazmid infekcyjny, który służy jako wektor dla hybrydowego DNA. Mikroorganizmy te nie wnikają bezpośrednio do komórki roślinnej, lecz wprowadzają do jej wnętrza jedynie fragment plazmidu zawierający wprowadzony przez eksperymentatora gen. Po przedostaniu się do cytoplazmy, obce DNA trafia do jądra komórkowego, gdzie trwale integruje się z genomem rośliny. 

Głównym ograniczeniem metody transformacji z wykorzystaniem Agrobacteriumjest jej selektywność – proces ten zachodzi skutecznie niemal wyłącznie u dwuliściennych roślin okrytozalążkowych.

Bezwektorowe metody modyfikacji40

W bezwektorowych metodach modyfikacji genetycznych roślin obcy gen wprowadzany jest do komórek roślinnych lub protoplastów (komórek roślinnych pozbawionych ściany komórkowej) bezpośrednio, bez udziału wektora. Do metod bezwektorowych zalicza się: elektroporację i mikrowstrzeliwanie.

RoMEoJUaSeKID1
Grafika przedstawia jedną z metod modyfikacji genetycznych roślin. Impulsy elektryczne przedstawione na schemacie jako żółte strzałki oddziałują na błonę komórkową kulistego protoplastu roślinnego. Ma on w środku fioletową kulkę – to jądro komórkowe. Na zewnątrz błony są małe, zielone kuleczki – DNA. Pod wpływem impulsów w błonie powstają trwałe hydrofilowe pory. Wewnątrz poru znajdują się fosfolipidy błonowe. Na grafice to niebieskie cząsteczki z nitkowatymi, spiralnie skręconymi strukturami. Dzięki porom hydrofilowym do wnętrza protoplastu przenikają fragmenty DNA przedstawione jako zielone punkty. Dzięki procesowi elektroporacji DNA znajduje się nieopodal kulistego fioletowego jądra komórkowego wewnątrz protoplastu.
Elektroporacja – bezwektorowa metoda modyfikacji genetycznych roślin, której poddawane są protoplasty komórek roślinnych po chemicznym strawieniu ściany komórkowej. Oddziałujące na błonę komórkową protoplastu impulsy elektryczne wywołują powstawanie w niej trwałych hydrofilowych porów. Obecność dodatkowych kanałów ułatwia przenikanie fragmentów DNA ze środowiska zewnętrznego do wnętrza protoplastu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RruanoHOHqcJB1
Grafika przedstawia, w jaki sposób działa strzelba genowa. Do wnętrza komórki roślinnej wstrzeliwane są mikropociski. Mikropociski w postaci drobnych złotych kulek pokrytych fragmentami DNA wydostają się z lufy pistoletu. Dzięki czynnikowi przyspieszającemu mikropociskom nadawana jest prędkość. Pod wpływem działania sprężonego helu przebijają ścianę komórkową ostrzeliwanej komórki roślinnej. Fragmenty DNA zostają wprowadzone do jądra komórkowego. Z prawej strony ilustracji znajduje się zdjęcie dłoni, która trzyma białą strzelbę genową. Palec dłoni znajduje się na spuście.
Mikrowstrzeliwanie – bezwektorowa metoda modyfikacji genetycznych roślin. Za pomocą strzelby genetycznej do wnętrza komórek roślinnych wprowadzane są mikropociski, mające postać złotych lub wolframowych mikrokulek pokrytych fragmentami DNA. Mikropociskom nadawana jest prędkość ponaddźwiękowa, przekraczająca 340 m/s, dzięki czemu mogą one przebić ścianę komórkową i wprowadzić fragmenty DNA do jądra komórkowego ostrzeliwanych komórek roślinnych.
Źródło: CNX OpenStax, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
Wykorzystanie roślin modyfikowanych genetycznie

Rośliny zmodyfikowane genetycznie znajdują zastosowanie w wielu obszarach działalności człowieka:

  • rolnictwo - np. tworzenie odmian odpornych na szkodniki, pestycydy, niekorzystne warunki środowiskowe (susza, zasolenie i zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi);

  • tworzenie odmian o wysokiej wartości użytkowej - np. rośliny o wysokiej zawartości składników odżywczych, obniżonej ilości alergenów; 

  • przemysł i medycyna - produkcja leków i szczepionek, surowców przemysłowych (np. bioplastiki); 

  • ochrona środowiska - tworzenie roślin, które potrafią pochłaniać z podłoża metale ciężkie lub rozkładać zanieczyszczenia organiczne (np. pochodne ropy naftowej); 

  • tworzenie odmian roślin ozdobnych o nowych pożądanych cechach konsumenckich (np. kwiaty o nietypowych kolorach);

  • badania naukowe - określanie funkcji genu i mechanizmów jego regulacji.

1
Odporność na herbicydy

Rośliny modyfikowane genetycznie odporne na herbicydy są zdolne do produkcji enzymu GOX, który rozkłada aktywny składnik zastosowanego pestycydu. Odporność może być także budowana przez zdolność roślin transgenicznych do produkcji enzymu niewrażliwego na działanie aktywnego składnika użytego do zwalczania chwastów.

R1T9R13S1QVC6
Zdjęcie przedstawia pole rzepaku w pogodny dzień. Liście tej rośliny są ułożone skrętolegle wzdłuż łodygi, zielone. Liście dolne są powcinane i duże, a górne małe i całobrzegie. Kwiaty żółte, mają cztery płatki. Zebrane w grono są położone na szczycie pędu.
Genetycznie modyfikowany rzepak (Brassica napus var. napus) zawiera gen EPSPS, który koduje enzym niewrażliwy na działanie aktywnego składnika herbicydu, tzw. glifosatu. Związek ten hamuje aktywność enzymu odpowiedzialnego w komórkach roślinnych za syntezę aminokwasów aromatycznych. Brak odpowiednich aminokwasów zaburza syntezę białek i w konsekwencji prowadzi do obumarcia roślin wrażliwych na zastosowany herbicyd. Skutkiem transformacji genetycznej jest powstanie odmiany odpornej na dany herbicyd.
Źródło: Jean Weber, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
Odporność na infekcje wirusowe, bakteryjne i grzybowe

Rośliny modyfikowane genetycznie odporne na infekcje bakteryjne i grzybowe zdolne są do wytwarzania enzymów rozkładających ściany komórkowe patogenów. Z kolei odporność na infekcje wirusowe wynika ze zdolności roślin modyfikowanych genetycznie do produkcji białek wirusowych. Obecność tych białek działa na podobnej zasadzie, co szczepionki stosowane u ludzi, dzięki czemu infekcja przebiega łagodniej.

R171XDPH6CRG6
Zdjęcie przedstawia przekrojony owoc papai. Papaja jest żółta, wewnątrz pomarańczowa, o owalnym kształcie - szerszym w dolnej części, nieco węższym u góry. We wnętrzu papai są czarne pestki.
Genetycznie modyfikowana papaja (Carica papaya) odmiany „SunUp” zawiera gen wirusa PRSV kodujący białko kapsydowe. Obecność tego genu sprawia, że roślina produkując białko kapsydowe, zwiększa odporność na infekcje tym rodzajem wirusa poprzez wyciszanie genów za pośrednictwem RNA.
Źródło: Prathyush Thomas, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
RtgxFSRtVzD80
Zdjęcia przedstawiają chorobę pierścieniowej plamistości papai. Na rysunku oznaczonym literą a znajduje się owocowe drzewko, a na rysunku b owoc zainfekowany wirusem wywołującym chorobę. Drzewko na zdjęciu a ma liczne zwiędłe zielone liście, dolna część łodygi posiada charakterystyczne blizny po starych, opadłych liściach i owocach. Na zdjęciu b żółty dojrzały owoc papai zainfekowany przez wirusa ma charakterystyczne pierścieniowate zielone plamki.
Wirus PRSV – wirus pierścieniowej plamistości papai. Objawem infekcji są: wodniste plamy na pniu, żółknięcie i zniekształcenie liści oraz zniekształcenia powierzchni owoców z charakterystycznymi przebarwieniami.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
Odporność na szkodniki

Do roślin, których genom zmodyfikowano w celu ich ochrony przed szkodnikami, należą m.in. kukurydza (Zea mays), bawełna (Gossypium), soja (Glycine) czy tytoń (Nicotiana). Wykorzystano u nich gen cry1Awyizolowany z bakterii Bacillus thuringiensis(Bt), warunkujący odporność na szkodniki z rodziny Lepidoptera. Dzięki tej modyfikacji roślina wytwarza białko Cry, które jest toksyczne dla niektórych owadów będących szkodnikami upraw.

R1DERZ5FG1Q18
Zdjęcie przedstawia modyfikowaną genetycznie kukurydzę zwyczajną. Liście rośliny wyrastają skrętoległe z grubej zielonej łodygi. Są sfalowane, o szerokiej blaszce, z wierzchu lekko omszone, pojedynczo wyrastające z węzła. Kolby kukurydzy na zdjęciu są okryte liśćmi. W ich górnej części znajduje się pęk włosków.
Genetycznie modyfikowana kukurydza zwyczajna (Zea mays) ma gen Bt wbudowany w genom komórek roślinnych. Obecność tego genu sprawia, że roślina produkuje toksyczne białko Cry, które dla niej samej nie jest szkodliwe.
Źródło: SABENCIA Guillermo César Ruiz, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
R12ORTOJ3J8XM
Zdjęcie przedstawia larwę szkodnika omacnicy prosowianki. Larwa znajduje się na liściu. Larwa ma charakterystyczną brązową głowę z aparatem typu gryzącego. Jaśniejsze ciało z plamkami na każdym segmencie. Po cztery na segmentach przedniej części i po dwie mniejsze na segmentach części tylnej. Przez grzbiet przebiega ciemniejsze pasmo.
Larwa owada – omacnicy prosowianki (Ostrinia nubilalis</span|>) – żeruje w kolbach kukurydzy. Szkodnik wraz ze zjadanymi tkankami roślinnymi pobiera toksyczne białko Cry. W przewodzie pokarmowym larwy toksyna ulega częściowemu rozkładowi, co prowadzi do śmierci szkodnika.
Źródło: Keith Weller, Wikimedia Commons, domena publiczna.
Odporność na działanie niekorzystnych czynników środowiska

Rośliny modyfikowane genetycznie odporne na działanie niekorzystnych czynników środowiska mogą być uprawiane na terenach, na których dotychczas nie było to możliwe. Modyfikacje genetyczne związane są ze wzrostem odporności roślin na: niskie temperatury, deficyt wody, duże zasolenie gleby czy obecność zanieczyszczeń w postaci metali ciężkich i związków ropopochodnych.

RBVAE4T7UZOPJ
Zdjęcie przedstawia leżące na sobie owoce poziomki ananasowej. To popularne truskawki. Owoce mają intensywnie czerwoną, równomiernie wybarwioną i lekko błyszczącą skórkę. Są niewielkie, mają owalny kształt. Na powierzchni owoców znajdują się liczne drobne ziarenka.
Genetycznie modyfikowana poziomka ananasowa (Fragaria × ananassa) jest odporna na niskie temperatury, które towarzyszą kwietniowym przymrozkom.
Źródło: Forest & Kim Starr, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
RPhUyqaa5tLlo
Zdjęcie przedstawia zieloną murawę boiska sportowego. Zostało one wykonane w pogodny dzień. Nieopodal boiska znajdują się niewysokie, charakterystyczne zabudowania. Trwają prace budowlane. Uchwycono fragment dźwigu. Trawa ma soczyście zielony kolor, jest niska. Murawę podzielono na prostokątne pola za pomocą białej farby.
Genetycznie modyfikowana trawa jest odporna na długotrwały niedobór wody, dlatego może być wykorzystywana jako murawa na boiskach treningowych i stadionach.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
Produkcja substancji leczniczych

Rośliny modyfikowane genetycznie są zdolne do syntezy związków chemicznych wykorzystywanych do produkcji leków lub szczepionek.

R66MAAVESGGB3
Zdjęcie przedstawia sałatę siewną. Rośnie ona w glebie. Liście sałaty są zielone, ich powierzchnia jest lekko pofałdowana.
Genetycznie modyfikowana sałata siewna (Lactuca sativa) zawiera gen wirusa HBV kodujący białko kapsydowe. Wyekstrahowane z tkanek roślinnych białko wirusowe można wykorzystać do produkcji tradycyjnych szczepionek przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B. Prawdopodobnie także zjedzenie transgenicznej sałaty będzie dla organizmu człowieka wystarczające do zbudowania odporności przeciwko wirusowi HBV.
Źródło: Aleksandrs Balodis, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
R15DYXoBw0zSb1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Gatunek rośliny transgenicznej
      • Elementy należące do kategorii Gatunek rośliny transgenicznej
    • Nazwa kategorii: kukurydza
        • Elementy należące do kategorii kukurydza
      • Nazwa kategorii: ludzka laktoferyna
          • Elementy należące do kategorii ludzka laktoferyna
        • Nazwa kategorii: działanie przeciwbakteryjne
          • Koniec elementów należących do kategorii ludzka laktoferyna
        Koniec elementów należących do kategorii kukurydza
    • Nazwa kategorii: ryż
        • Elementy należące do kategorii ryż
      • Nazwa kategorii: lizozym
          • Elementy należące do kategorii lizozym
        • Nazwa kategorii: działanie przeciwbakteryjne
          • Koniec elementów należących do kategorii lizozym
        Koniec elementów należących do kategorii ryż
    • Nazwa kategorii: tytoń
        • Elementy należące do kategorii tytoń
      • Nazwa kategorii: przeciwciała monoklonalne
          • Elementy należące do kategorii przeciwciała monoklonalne
        • Nazwa kategorii: terapia przeciwnowotworowa
          • Koniec elementów należących do kategorii przeciwciała monoklonalne
      • Nazwa kategorii: albumina osocza
          • Elementy należące do kategorii albumina osocza
        • Nazwa kategorii: oparzenia, zabiegi chirurgiczne
          • Koniec elementów należących do kategorii albumina osocza
        Koniec elementów należących do kategorii tytoń
    • Nazwa kategorii: ziemniak
        • Elementy należące do kategorii ziemniak
      • Nazwa kategorii: ludzka somatotropina
          • Elementy należące do kategorii ludzka somatotropina
        • Nazwa kategorii: stymulowanie wzrostu
          • Koniec elementów należących do kategorii ludzka somatotropina
        Koniec elementów należących do kategorii ziemniak
      Koniec elementów należących do kategorii Gatunek rośliny transgenicznej
Ludzkie białka pozyskiwane z wykorzystaniem roślin transgenicznych i ich zastosowanie.
Źródło: Anna Dobrowolska, Wykorzystanie roślin do wytwarzania biofarmaceutyków, „Kosmos” 2004, t. 53, nr 2(263), s. 201–206; Michał Jasiński i in., Rośliny jako reaktory do produkcji biofarmaceutyków, „Biotechnologia” 2006, nr 3(74), s. 53–66.

Ważnym osiągnięciem w dziedzinie modyfikacji genetycznych roślin było rozpoczęcie hodowli złotego ryżu – odmiany ryżu produkującej beta karoten – jako metody walki z niedoborem witaminy A.

R63c6H8ZU9cKM
Zdjęcie przedstawia dwie białe okrągłe miseczki ryżu. Ludzkie dłonie przesypują ziarenka do misek. W jednej jest ryż koloru białego, a w drugiej żółtego. Miseczki leżą na czarnobiałym pasiastym materiale.
Złoty ryż (po prawej) w porównaniu z niezmodyfikowanym ryżem (po lewej).
Źródło: International Rice Research Institute (IRRI), Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.0.
Podniesienie walorów odżywczych i smakowych

Rośliny modyfikowane genetycznie wykazują większą zawartość substancji odżywczych niż rośliny niemodyfikowane.

RRUJDO54J34ZK
Zdjęcie przedstawia okrągły, wiklinowy kosz. W środku znajdują się zebrane ziemniaki - są jasnobrązowe. Kosz leży na polu uprawnym. Ziemniaki rosną w równych odstępach, w rzędach. Krzaki ziemniaka są niewielkie, mają ciemnozielone, gęsto rozmieszczone liście.
Genetycznie modyfikowany ziemniak (Solanum tuberosum) odmiany „Amflora”. Skutkiem transformacji genetycznej jest powstanie odmiany, której bulwy zawierają skrobię o podwyższonej zawartości amylopektyny, która jest bardziej przydatna do celów przemysłowych. Bulwy bogate w skrobię wykorzystywane są jako źródło czystej amylopektyny do produkcji papieru, klejów i tekstyliów.
Źródło: BASF Plant Science, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
Wydłużenie okresu trwałości

Rośliny modyfikowane genetycznie wykazują intensywniejszy kolor, smak, aromat i dłużej zachowują świeżość niż rośliny niemodyfikowane.

REUS8AEXLRU4N
Zdjęcie przedstawia uprawę pomidorów zwyczajnych. Niektóre spośród nich są jeszcze niedojrzałe i mają zielony kolor. Inne czerwienieją w słońcu. Pomidory rosną na krzaku o grubej, zielonej łodydze. Liście rośliny ze zdjęcia są brązowe.
Genetycznie modyfikowany pomidor zwyczajny (Solanum lycopersicum) odmiany „FlavrSavr”. Transformacja polegała na wyciszeniu aktywności genu odpowiedzialnego za dojrzewanie i mięknięcie owoców pomidora. Skutkiem jest powstanie odmiany, której owoce dobrze znoszą transport oraz dłużej pozostają jędrne i świeże.
Źródło: Elena Chochkova, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1JN8PR69M7GO1
Zdjęcie przedstawia soję warzywną. Strąki są podłużne, szorstko owłosione, zielonożółte. Na zdjęciu liście są lancetowate, żółte, łodyga cienka.
Genetycznie modyfikowana soja warzywna (Glycine max) zawiera wyciszony gen kodujący enzym odpowiedzialny za tworzenie wiązań nienasyconych w kwasach tłuszczowych. Skutkiem transformacji genetycznej jest powstanie odmiany, której nasiona zawierają więcej jednonienasyconych kwasów tłuszczowych (takich jak kwas oleinowy) kosztem mniejszej ilości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (takich jak kwas linolenowy). Olej pozyskany z rośliny modyfikowanej dłużej zachowuje świeżość.
Źródło: H. Zell, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
1

Skorzystaj z różnych źródeł informacji i wymień gatunki roślin, które są modyfikowane genetycznie. Określ, w jakim celu przeprowadzana jest ta modyfikacja.

RgR66B0veXR1D
(Uzupełnij).
bg‑blue

Przeprowadź symulację „Transformacja genetyczna rośliny metodą wektorową”, a następnie wykonaj polecenia.

1
Symulacja 1
1

Przeprowadź transformację genetyczną kukurydzy zwyczajnej (Zea mays) metodą wektorową z wykorzystaniem bakterii Agrobacterium tumefaciens. Wprowadź do genomu rośliny gen EPSP kodujący enzym niewrażliwy na działanie herbicydu i sprawdź efekt transformacji.

R7QR4VHQKTHB7
Symulacja pod tytułem „Transformacja genetyczna rośliny metodą wektorową” przedstawia wyizolowanie genu EPSP z komórki bakterii Agrobacterium tumefaciens szczep CP4. Znajdują się tu narzędzia w postaci dwóch enzymów restrykcyjnych, a także Agrobacterium tumefaciens szczep CP4 złożony z genoforu i plazmidu Ti oraz gen kodujący enzym niewrażliwy na działanie herbicydu. W wyniku przecięcia w dwóch miejscach przez dwa enzymy restrykcyjne genu kodującego niewrażliwego na działanie herbicydu zostaje on pozbawiony genu EPSP. Dochodzi do transformacji genetycznej komórek bakterii Agrobacterium tumefaciens. Wyizolowany zostaje plazmid Ti z komórki bakterii Agrobacterium tumefaciens. Wycina się T‑DNA z plazmidu z użyciem enzymu restrykcyjnego w dwóch miejscach. W to miejsce wstawia się gen EPSP do plazmidu Ti i łączy się oba fragmenty za pomocą ligazy. Na koniec wprowadza się zmodyfikowany plazmid do komórki Agrobacterium tumefaciens. Na tym symulacja kończy się.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DCRE8VPMB

Transformacja genetyczna rośliny metodą wektorową.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Symulacja pod tytułem „Transformacja genetyczna rośliny metodą wektorową” przedstawia wyizolowanie genu EPSP z komórki bakterii Agrobacterium tumefaciens szczep CP4. Znajdują się tu narzędzia w postaci dwóch enzymów restrykcyjnych, a także Agrobacterium tumefaciens szczep CP4 złożony z genoforu i plazmidu Ti oraz gen kodujący enzym niewrażliwy na działanie herbicydu. W wyniku przecięcia w dwóch miejscach przez dwa enzymy restrykcyjne genu kodującego niewrażliwego na działanie herbicydu zostaje on pozbawiony genu EPSP. Dochodzi do transformacji genetycznej komórek bakterii Agrobacterium tumefaciens. Wyizolowany zostaje plazmid Ti z komórki bakterii Agrobacterium tumefaciens. Wycina się T‑DNA z plazmidu z użyciem enzymu restrykcyjnego w dwóch miejscach. W to miejsce wstawia się gen EPSP do plazmidu Ti i łączy się oba fragmenty za pomocą ligazy. Na koniec wprowadza się zmodyfikowany plazmid do komórki Agrobacterium tumefaciens. Na tym symulacja kończy się.

Polecenie 2
R1dGoxETAEomN
Opisz przebieg transformacji genetycznej z użyciem wektora. (Uzupełnij).
Polecenie 3
RqwYm8IJO17sx
Polecenie 4
RNnIgfHqI1C9u
Wyjaśnij, dlaczego do transformacji genetycznej roślin wykorzystywane są bakterie z rodzaju Agrobacterium. W odpowiedzi odnieś się do budowy komórki bakterii i jej zdolności metabolicznych. (Uzupełnij).
bg‑blue

Zwierzęta modyfikowane genetycznie

R1LBd3iSGzClZ1
Zdjęcie przedstawia zmodyfikowanego genetycznie danio pręgowanego o barwie różowej. To ryba akwariowa, która osiąga długość do pięciu centymetrów. Ryba ze zdjęcia ma weloniaste, półprzezroczyste płetwy. Długi, smukły ogon. Delikatnie zarysowane oczy na niewielkiej głowie. Na grzbiecie ma charakterystyczne smugi układające się we wzory. A przy ogonie przecięcie, które jest wgłębieniem do wewnątrz ciała. Wycięty ogon podobnie jak płetwy jest półprzezroczysty.
Modyfikowany genetycznie danio pręgowany (Danio rerio) ma dłuższe płetwy piersiowe niż gatunek niemodyfikowany.
Źródło: Ursus sapien, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zwierzęta modyfikowane genetycznie (GMA, ang. genetically modified animals) to zwierzęta, których genom został zmieniony przy użyciu metod i technik inżynierii genetycznej. 

W 1980 r. uzyskano pierwsze modyfikowane genetycznie zwierzę, którym była mysz domowa (Mus musculus). Dalszy rozwój metod i technik inżynierii genetycznej pozwolił na modyfikacje genetyczne kilkudziesięciu gatunków zwierząt.

Metody modyfikacji genetycznych zwierząt

Modyfikacje genetyczne zwierząt utrudnia złożoność budowy organizmu zwierzęcego i stopień skomplikowania procesów genetycznych. Zwierzęta modyfikowane genetycznie uzyskuje się różnymi metodami, spośród których najbardziej skuteczna jest mikroiniekcja. 

Jest to bezwektorowa metoda modyfikacji genetycznych zwierząt. Najwyższą skuteczność osiąga się, wprowadzając obce DNA w warunkach in vitro do jednego z przedjądrzyprzedjądrzeprzedjądrzy zapłodnionej komórki jajowej. Następnie przedjądrze męskie i żeńskie łączą się ze sobą, tworząc jedno jądro komórkowe. Powstała zygota przechodzi liczne podziały mitotyczne i dalsze procesy związane z rozwojem zarodka. 

RYICpAKpppKyK
Ilustracja przedstawia przebieg transformacji myszy metodą mikroiniekcji. Na górze widoczna jest komórka z dwoma przedjądrzami, podpisanymi: Przedjądrze męskie i żeńskie. Do jednego z nich przyłożona jest cienka pipeta z podpisem: Mikropipeta wprowadzająca obce DNA. Obok podpis: Mikroiniekcja obcego DNA do jednego z przedjądrzy. Niżej podpis: Zapłodniona komórka jajowa przed fuzją przedjądrza męskiego i żeńskiego. Niżej strzałka do ilustracji myszy z podpisem: Przeniesienie zarodków do macicy samicy. Poniżej myszy kolejna strzałka prowadząca do ilustracji trzech myszy i podpisem: Po okresie ciąży samica rodzi osobniki potomne. Na dole podpis: Transgeniczne potomstwo ma obce DNA wbudowane we wszystkie komórki ciała.
Przebieg transformacji myszy metodą mikroiniekcji.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Metodą mikroiniekcji uzyskiwanych jest kilka zarodków, które zostają wprowadzone do macicy samicy. Po okresie ciąży samica rodzi transgeniczne potomstwo. Osobniki te mają obcy gen trwale wbudowany w genom wszystkich komórek ciała. Również komórki rozrodcze mają obcy gen, dzięki czemu może on zostać przekazany następnym pokoleniom na drodze rozmnażania płciowego.

przedjądrze
Wykorzystanie zwierząt zmodyfikowanych genetycznie

Zwierzęta zmodyfikowane genetycznie znajdują zastosowanie w wielu obszarach działalności człowieka:

  • medycyna - produkcja leków, np. modyfikowanie świń tak, aby ich narządy (np. serce, nerki) nie były odrzucane przez ludzki układ odpornościowy;

  • molekularne „farmy” - uzyskiwanie z mleka transgenicznych kóz lub owiec białek leczniczych (np. antytrombiny – leku przeciwkrzepliwego);

  • rolnictwo i hodowla zwierząt - uzyskiwanie zwierząt odpornych na choroby (np. świń odpornych na zespół rozrodczo‑oddechowy PRRS); produkcja zwierząt o pożądanych cechach jakościowych i szybkorosnących;

  • przemysł spożywczy - produkcja żywności o specjalnych cechach (np. nabiału bez laktozy);

  • nauka - badania nad funkcją i regulacją genów.

1
Badania i doświadczenia naukowe

Zwierzęta modyfikowane genetycznie wykorzystywane są w badaniach naukowych w celu zdobywania wiedzy o strukturze genów, ich ekspresji i znaczeniu w funkcjonowaniu organizmu. Wykorzystuje się głównie muszki owocowe, szczury, króliki, kury i – najczęściej – myszy. Zwierzęta te mają najwięcej wspólnych cech (genetycznych, anatomicznych i fizjologicznych) z człowiekiem. Dlatego możliwe jest poznanie mechanizmów molekularnych zachodzących w zdrowym organizmie, podczas chorób oraz w okresie rozwoju różnych układów, np. nerwowego, a następnie wykorzystanie tej wiedzy w odniesieniu do człowieka. Na modelach zwierzęcych przeprowadza się też doświadczenia obrazujące rozwój i przebieg chorób związanych z zaburzeniami fizjologii człowieka, takich jak: choroby nowotworowe, autoimmunologiczne, neurodegeneracyjne, otyłość czy cukrzyca.

R1LE1Q3OLQLV7
Zdjęcie przedstawia myszy domowe siedzące na wadze laboratoryjnej. To waga szalkowa o wysokiej precyzji i dokładności. Na okrągłych, srebrnych szalkach siedzą gryzonie o brązowo szarym ubarwieniu, długich różowych ogonach, czarnych oczach, krótkich palczastych łapkach i różowych małych uszach. Jedna z myszy (która była poddana modyfikacji genetycznej) jest cięższa od drugiej co powoduje, że mysz z lewej strony znajduje się niżej od myszy po prawej stronie wagi. Wskazuje na to również srebrny wskaźnik pośrodku wagi. Poniżej myszy znajduje się miara z dużym białym odważnikiem.
Genetycznie modyfikowana mysz domowa (Mus musculus) (widoczna na zdjęciu po lewej) ma wyciszoną aktywność genu Dicer odpowiedzialnego za rozwój funkcji poznawczych. Ta mysz przez 3–4 tygodnie więcej je i szybciej tyje niż mysz niemodyfikowana (widoczna po prawej). Po tym czasie ilość i częstotliwość pobieranego pokarmu wracają do poziomu fizjologicznego, jednak zwiększona masa ciała nadal się utrzymuje. Myszy modyfikowane genetycznie stanowią zwierzęcy model badań nad otyłością. Poznanie mechanizmów genetycznych wpływających na rozwój i przebieg choroby można wykorzystać w leczeniu ludzi.
Źródło: Lexicon Genetics Incorporated, Wikimedia Commons, domena publiczna.
Zwiększenie masy ciała

Zwierzęta modyfikowane genetycznie ze zmienionym genem kodującym hormon wzrostu osiągają większe rozmiary ciała lub rosną szybciej niż zwierzęta niemodyfikowane.

R1DSJDJ7GbyLB
Zdjęcie przedstawia rybę - łososia atlantyckiego. Głowa ma wielką paszczę. Ryba na szarym ciele ma drobne, ciemne plamki.
Genetycznie modyfikowany łosoś atlantycki (Salmo solar) o nazwie AquAdvantage ma gen innego gatunku ryby – czawyczy (Oncorhynchus tshawytscha), kodujący hormon wzrostu. Do transgenu dodano krótki odcinek DNA pochodzący od kolejnego gatunku ryby – węgorzycy (Zoarces viviparus), dzięki czemu hormon wzrostu produkowany jest przez cały rok, a nie tylko latem. Transgeniczny łosoś atlantycki osiąga te same rozmiary ciała co forma niemodyfikowana, jednak rośnie znacznie szybciej, docelową masę ciała uzyskując do 16.–28. miesiąca. Formie niemodyfikowanej osiągnięcie rozmiarów osobnika dorosłego zajmuje ok. 36 miesięcy.
Źródło: Hans-Petter Fjeld, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.
Produkcja substancji leczniczych

Zwierzęta modyfikowane genetycznie mogą produkować różnego rodzaju substancje aktywne biologicznie, które wykorzystywane są do produkcji leków.

RADZX7BdwAl6x
Zdjęcie przedstawia kozę. Dominuje brązowa barwa sierści, ale brzuch jest biały. Koza ma również białą sierść pod ogonem oraz częściowo na kończynach. Koza na grzbiecie ma czarna pręgę. Pysk jest brązowo‑czarny z czarnymi pręgami poniżej oczu. Rogi kozy są nieco zakrzywione do tyłu. Koza stoi na pniu.
Genetycznie modyfikowana koza domowa (Capra hircus) ma ludzki gen kodujący antytrombinę – białko osocza o właściwościach przeciwzakrzepowych. Ludzka antytrombina wydzielana jest wraz z mlekiem, z którego można ją wyizolować i wykorzystać do produkcji leków. ATryn to pierwszy zatwierdzony lek zawierający ludzką antytrombinę wyprodukowaną przez transgeniczne zwierzę. Lek ten podaje się po operacjach osobom o zwiększonym ryzyku wystąpienia zakrzepicy.
Źródło: Armin Kübelbeck, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Do produkcji białka – erytropoetyny – zwiększającego liczbę erytrocytów i stężenie hemoglobiny wykorzystuje się transgeniczne króliki oraz świnie. Transgeniczne zwierzęta hodowlane wytwarzają także czynniki krzepnięcia krwi – owce (czynnik IX) i świnie (czynnik VIII). Uzyskiwanie tych czynników przed wprowadzeniem transgenicznych organizmów możliwe było jedynie poprzez izolowanie ich z osocza dawców.

R11B4dEwmCl8B
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Gatunek zwierząt transgenicznych
      • Elementy należące do kategorii Gatunek zwierząt transgenicznych
    • Nazwa kategorii: krowa
        • Elementy należące do kategorii krowa
      • Nazwa kategorii: laktoferyna
          • Elementy należące do kategorii laktoferyna
        • Nazwa kategorii: działanie przeciwbakteryjne
          • Koniec elementów należących do kategorii laktoferyna
        Koniec elementów należących do kategorii krowa
    • Nazwa kategorii: koza
        • Elementy należące do kategorii koza
      • Nazwa kategorii: albumina osocza
          • Elementy należące do kategorii albumina osocza
        • Nazwa kategorii: transfuzje, zabiegi chirurgiczne
          • Koniec elementów należących do kategorii albumina osocza
        Koniec elementów należących do kategorii koza
    • Nazwa kategorii: owca
        • Elementy należące do kategorii owca
      • Nazwa kategorii: czynnik IX
          • Elementy należące do kategorii czynnik IX
        • Nazwa kategorii: leczenie hemofilii
          • Koniec elementów należących do kategorii czynnik IX
      • Nazwa kategorii: przeciwciała monoklonalne
          • Elementy należące do kategorii przeciwciała monoklonalne
        • Nazwa kategorii: terapia przeciwnowotworowa
          • Koniec elementów należących do kategorii przeciwciała monoklonalne
        Koniec elementów należących do kategorii owca
    • Nazwa kategorii: świnia
        • Elementy należące do kategorii świnia
      • Nazwa kategorii: czynnik VIII
          • Elementy należące do kategorii czynnik VIII
        • Nazwa kategorii: leczenie hemofilii
          • Koniec elementów należących do kategorii czynnik VIII
        Koniec elementów należących do kategorii świnia
      Koniec elementów należących do kategorii Gatunek zwierząt transgenicznych
Ludzkie białka pozyskiwane z wykorzystaniem zwierząt transgenicznych i ich zastosowanie.
Źródło: Lech Zwierzchowski, Transgeniczne zwierzęta i rośliny jako bioreaktory przyszłości, „Kosmos” 2000, t. 49, nr 1–2(246–247), s. 123–133.
Zwiększenie produkcji przemysłowej

Modyfikowane genetycznie zwierzęta są hodowane w celu wydajniejszej produkcji mleka, mięsa, wełny. Wprowadzając dodatkową kopię genu hormonu wzrostu uzyskano bydło o zwiększonej ilości masy mięśniowej w stosunku do niemodyfikowanych osobników.

Zwiększenie odporności na choroby

Do gatunków modyfikowanych genetycznie w celu zwiększenia odporności na choroby należą głównie zwierzęta gospodarskie i ryby.

bg‑blue

Zaplanuj i przeprowadź doświadczenie w wirtualnym laboratorium „Transformacja genetyczna myszy metodą zmiany genomu komórek zarodkowych”.

11
Laboratorium 1

Korzystając z wiedzy na temat metod transformacji genetycznych, zaplanuj i przeprowadź doświadczenie, które pozwoli ci rozwiązać poniższy problem badawczy. Hipotezę, wyniki i wnioski zanotuj w formularzu.

Korzystając z wiedzy na temat metod transformacji genetycznych, zapoznaj się z opisem doświadczenia, które pozwoli ci rozwiązać poniższy problem badawczy. Hipotezę i wnioski zanotuj w formularzu.

Problem badawczy:

Jaka jest skuteczność mikroiniekcji genu zielonej fluorescencji do mysich zarodków?

Materiał biologiczny:

  • mysz będąca donorem zapłodnionych komórek jajowych;

  • mysz będąca matką zastępczą.

Odczynniki:

  • wyizolowany gen białka zielonej fluorescencji.

Sprzęt laboratoryjny:

  • mikroskop;

  • mikromanipulator;

  • pipety do mikroiniekcji;

  • szalka Petriego;

  • probówka Eppendorfa na kuwecie z lodem.

RPZKS6971O636
Laboratorium ma za zadanie zasymulować proces transformacji genetycznej myszy metodą zmiany genomu komórek zarodkowych. Na stole laboratoryjnym znajduje się mikroskop, mikromanipulator, pipety do mikroiniekcji, szalka Petriego i probówka Eppendorfa na kuwecie z lodem. W klatkach znajdują się dwie myszy: szara - donor komórek jajowych i biała będąca matką zastępczą. Do dyspozycji jest również wyizolowany gen białka zielonej fluorescencji. Mikroiniekcję można przeprowadzić na różnych etapach wczesnego rozwoju zygoty. W laboratorium zastosowano zapłodnione komórki jajowe przed połączeniem przedjądrzy. Wyizolowane DNA zawierające gen białka zielonej fluorescencji wstrzyknięto do jednego z nich. Iniekcja DNA po połączeniu przedjądrzy w jedno jądro komórkowe znacząco obniża skuteczność wbudowania się obcego DNA - cały proces jest oglądany pod mikroskopem.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DCRE8VPMB

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

1.     Pobieramy komórki jajowe od donora i umieszczamy je na szalce Petriego.

2.     Umieszczamy szalkę Petriego z komórkami na stoliku mikroskopu z przygotowanym mikromanipulatorem.

3.     Pobieramy DNA zawierające gen białka zielonej fluorescencji do igły i umieszczamy ją w ramieniu mikromanipulatora. Pod mikroskopem widoczne są komórki jajowe z dwoma jądrami komórkowymi.

4.     Przysuwamy tępo zakończoną pipetę do komórki, żeby ją unieruchomić, a następnie wbijamy igłę do jądra komórkowego i wtłaczamy do niego DNA. Ukazuje się połączenie obu jąder w każdej komórce (czyli dużego jądra z małym) oraz pierwsze podziały zarodka.

5.     Powtarzamy poprzedni krok dla pozostałych komórek.

6.     Po podziałach zarodka, zarodki przenoszone są do matki zastępczej. Kalendarz informuje o upływie 3 tygodni, po czym pojawiają się 3 młode myszy.

7.     Po urodzeniu myszy sprawdza się wydajność transformacji gasząc światło. Jedna z trzech nowonarodzonych myszy świeci w ciemności (oczy, łapki, pyszczek, ogon, uszka).

Szczegóły doświadczenia 1greenwhite
Szczegóły doświadczenia 2bluewhite
Szczegóły doświadczenia 3redwhite
R1Mz12pwVNHPR
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
RczdOaQOFbzr5
bg‑blue

Obawy związane z GMO

Obecnie Unia Europejska zezwala na wykorzystywanie zmodyfikowanych genetycznie: kukurydzy, soi, bawełny i rzepaku – jako pasz oraz żywności. Wprowadzone do sprzedaży produkty GMO są monitorowane i znakowane przez wszystkie państwa członkowskie według odpowiednich regulacji prawnych.

Przeciwnicy wprowadzania produktów  GMO twierdzą, że może mieć ona szkodliwy wpływ zarówno na organizm ludzki i środowisko, a także naruszać zasady etyki. Przedstawiają oni argument, że wprowadzanie obcych genów do rośliny może skutkować powstawaniem nowych białek, m.in. alergenów i toksyn, które będą gromadzić się w wysokich stężeniach w jadalnych częściach roślin. Obecnie wiadomo, że wprowadzenie do genomu soi genu pochodzącego z orzecha brazylijskiego (naturalnie wywołującego alergię) spowodowało reakcje alergiczne u osób nadwrażliwych na orzechy. Z kolei tolerancja na herbicydy powoduje normalny wzrost roślin po opryskach, np. z użyciem preparatu RoundupRoundupRoundup, którego składniki akumulowane są w roślinie, a następnie drogą pokarmową trafiają do organizmu człowieka. Innym wskazywanym zagrożeniem jest wystąpienie oporności na antybiotyki u roślin i zwierząt GMO, w wyniku wykorzystania w modyfikacjach bakterii mających geny selekcyjnegeny selekcyjnegeny selekcyjne, do których należą geny oporności na antybiotyki.

Roundup
geny selekcyjne

Kolejne zagrożenie wynikające z modyfikowania genetycznego organizmów związane jest z ich niekontrolowanym rozmnażaniem się i rozprzestrzenianiem. Ponadto istnieje ryzyko pojawienia się niebezpiecznej cechy na skutek mutacji. Zjawiska te mogą spowodować nieodwracalne zmiany w środowisku, w tym zmniejszenie różnorodności genetycznej na skutek wyparcia naturalnie występującego gatunku, niekontrolowane rozprzestrzenianie się genu oraz pojawianie się superchwastów, czyli roślin niepożądanych w uprawach, które uodporniły się na herbicydy, a konkretnie na glifosat (np. szarłat Palmera – Amaranthus palmeri, przymiotno kanadyjskie – Erigon canadenisis).

RDniz8jn0e8r0
Nagranie filmowe lekcji dotyczy GMO.
Czy należy bać się GMO?
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RDniz8jn0e8r0

Czy należy bać się GMO?
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Nagranie filmowe lekcji dotyczy GMO.

1
Polecenie 5

Po zapoznaniu się z tekstem e‑materiału i filmem wiesz już, czym są organizmy modyfikowane genetycznie (GMO) i jakie problemy mogą być związane z ich upowszechnieniem.

Uporządkuj teraz informacje, tworząc mapę myśli. Uwzględnij w niej odpowiedzi na pytania:

  1. Czym jest GMO?

  2. Jak GMO wpływa na środowisko przyrodnicze?

  3. Jakie są zastosowania GMO w gospodarce?

  4. Jak GMO wpływa na człowieka? 

Twoja mapa myśli powinny zawierać bezstronne informacje na temat GMO.

Jeżeli uznasz, że nie masz wystarczającej wiedzy na ten temat, zapoznaj się z poniższą prezentacją, w której znajdziesz podpowiedzi. W swojej mapie myśli odpowiedz na pytania związane z Twoją oceną GMO:

  1. Czy jestem zwolennikiem GMO?

  2. Czy GMO stwarza zagrożenie dla przyrody, człowieka i gospodarki?

  3. Czy GMO przynosi korzyści dla przyrody, człowieka i gospodarki?

Odpowiedzi na ostatnie trzy pytania powinny zawierać twoją ocenę potrzeby wprowadzania GMO. Udzielając odpowiedzi postaraj się uzasadnić swoje stanowisko.

Po zapoznaniu się z tekstem e‑materiału i filmem wiesz już, czym są organizmy modyfikowane genetycznie (GMO) i jakie problemy mogą być związane z ich upowszechnieniem. Uporządkuj teraz informacje, tworząc wypunktowaną listę haseł. Uwzględnij w niej odpowiedzi na pytania:

  1. Czym jest GMO?

  2. Jak GMO wpływa na środowisko przyrodnicze?

  3. Jakie są zastosowania GMO w gospodarce?

  4. Jak GMO wpływa na człowieka? 

Twoja lista haseł powinna zawierać bezstronne informacje na temat GMO. Jeżeli uznasz, że nie masz wystarczającej wiedzy na ten temat, zapoznaj się z poniższą prezentacją, w której znajdziesz podpowiedzi. W swojej liście odpowiedz na pytania związane z Twoją oceną GMO:

  1. Czy jestem zwolennikiem GMO?

  2. Czy GMO stwarza zagrożenie dla przyrody, człowieka i gospodarki?

  3. Czy GMO przynosi korzyści dla przyrody, człowieka i gospodarki?

Odpowiedzi na ostatnie trzy pytania powinny zawierać twoją ocenę potrzeby wprowadzania GMO. Udzielając odpowiedzi postaraj się uzasadnić swoje stanowisko.

R15h0jbFXBLB8
(Uzupełnij).
R11367AXOG1CN
R3qGTvoLhrmcN1
Jak GMO wpływa na środowisko przyrodnicze? Ekosystemy i ich bioróżnorodność zmiana struktury gatunkowej zbiorowisk roślinnych i populacji zwierzęcych zasiedlających ekosystem,ograniczenie liczebności populacji i wypieranie naturalnych gatunków roślinnych i zwierzęcych przez zmodyfikowane gatunki inwazyjne, zakłócenia procesów naturalnej regulacji biologicznej zachodzącej w ekosystemie (np. zapylania roślin), wprowadzanie do obiegu toksyn i białek wytwarzanych przez rośliny zmodyfikowane genetycznie, które powodują zachwianie biogeochemicznej równowagi ekosystemu. Jak GMO wpływa na środowisko przyrodnicze? Organizmy żywe horyzontalny przepływ genów pomiędzy gatunkami, tzn. rozprzestrzenianie się zmodyfikowanych genów na inne rośliny rosnące w sąsiedztwie bądź na inne organizmy żywe, przejście genów warunkujących cechę odporności na chemiczne środki ochrony roślin do chwastów powodujących powstanie „superchwastów” odpornych na herbicydy, niekontrolowane rozmnażanie organizmów zmodyfikowanych genetycznie, spontaniczne krzyżowanie roślin modyfikowanych z niemodyfikowanymi, zmniejszenie ryzyka zanieczyszczenia roślin i zwierząt substancjami nawozowymi i środkami ochrony roślin, potencjalne zwiększenie śmiertelności owadów zapylających kwiaty roślin zmodyfikowanych (osy, pszczoły, trzmiele), większy przyrost biomasy zmodyfikowanych genetycznie roślin uprawnych i zwierząt hodowlanych, zmiana odporności na choroby (grzybowe, bakteryjne i wirusowe) i szkodniki, zmiana odporności na suszę, wysokie i niskie temperatury oraz zasolenie, a także zanieczyszczenie podłoża. Jak GMO wpływa na środowisko przyrodnicze? Gleby i pozostałe komponenty środowiska Gleby przepływ toksyn z roślin do gleby ogranicza aktywność edafonu, możliwość przedostawania się i zalegania w glebie białek wytwarzanych przez rośliny zmodyfikowane genetycznie, co powoduje zachwianie równowagi gleby, zmiany składu i żyzności gleby, zmiana procesów biologicznych i biochemicznych zachodzących w glebie, zmniejszenie koncentracji substancji chemicznych, których źródłem jest nawożenie mineralne. Pozostałe komponenty środowiska przedostawanie się substancji produkowanych przez organizmy zmodyfikowane genetycznie do wód i powietrza. Jakie znaczenie ma GMO dla gospodarki? Rolnictwo (uprawa roślin i hodowla zwierząt) wzrost plonów, zmniejszenie zużycia środków chemicznych w rolnictwie, np. nawozów mineralnych, pestycydów itp. poprawa jakości (rozmiarów, wyglądu) produktów rolnych, zmniejszenie powierzchni upraw przy tej samej wielkości plonów, zmniejszenie kosztów produkcji, utrzymanie produkcji na oczekiwanym (wymaganym) poziomie, produkcja żywności w tych rejonach świata, gdzie warunki środowiska ograniczają naturalną wegetację, monopolizacja rynku związana z koniecznością każdorazowego zakupu materiału siewnego. Pozostałe działy gospodarki źródło enzymów wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, produkcja szczepionek, hormonów i leków, obniżenie kosztów produkcji szczepionek i leków,
  • produkcja zmodyfikowanych roślin przeznaczonych do rekultywacji nieużytków poprzemysłowych lub oczyszczania wód. Jak GMO wpływa na człowieka? Jak wpływa na człowieka? Zdrowie przypuszczalna możliwość horyzontalnego transferu genów, przypuszczalny, długofalowy wpływ na występowanie chorób (alergie, nowotwory, choroby hematologiczne), zaburzeń odporności i metabolizmu oraz zmniejszenie płodności, zmiana struktury i zawartości składników odżywczych w pożywieniu, celowa poprawa walorów smakowych pożywienia, ograniczenie głodu w różnych rejonach świata. Etyka ingerencja w naturalny proces rozwoju życia na Ziemi, kreacja nowych form biologicznych.

    • Podsumowanie

    • GMO (organizmy modyfikowane genetycznie) to organizmy, których genom został zmieniony metodami inżynierii genetycznej w sposób nienaturalny dla procesów zachodzących w przyrodzie.

    • Organizm transgeniczny to rodzaj GMO, który zawiera w swoim genomie obcy gen (transgen) pochodzący od innego gatunku.

    • Modyfikacje genetyczne mogą polegać na:
      - wyciszeniu genu własnego,
      - wprowadzeniu dodatkowej kopii genu własnego,
      - wprowadzeniu genu obcego (transgenu).

    • Mikroorganizmy GMO (bakterie i drożdże) otrzymuje się głównie metodą transformacji z użyciem plazmidów lub bakteriofagów.

    • Mikroorganizmy GMO wykorzystywane są m.in. w:
      - medycynie (produkcja m.in. insuliny, somatotropiny, hirudyny, szczepionek),
      - przemyśle (produkcja m.in. enzymów, witamin, barwników, detergentów),
      - ochronie środowiska (degradacja zanieczyszczeń),
      - badaniach naukowych do określania funkcji genów i mechanizmów ich regulacji.

    • Rośliny GMO otrzymuje się metodami: wektorowymi (z użyciem bakterii Agrobacterium), bezwektorowymi (elektroporacja, mikrowstrzeliwanie).

    • Rośliny GMO mogą wykazywać:
      - odporność na herbicydy, szkodniki i patogeny,
      - większą tolerancję na stres środowiskowy,
      - lepszą wartość odżywczą i smakową,
      - wydłużony okres przechowywania, zdolność do produkcji substancji leczniczych.

    • Zwierzęta GMO otrzymuje się głównie metodą mikroiniekcji DNA do zapłodnionej komórki jajowej.

    • Zwierzęta modyfikowane genetycznie są wykorzystywane w:
      - badaniach naukowych,
      - medycynie (produkcja białek leczniczych),
      - hodowli i przemyśle (zwiększenie masy ciała, odporności na choroby), 
      - badaniach naukowych do określania funkcji genów i mechanizmów ich regulacji.

    • Potencjalne zagrożenia GMO:- możliwość niekontrolowanego rozprzestrzeniania się zmodyfikowanych roślin w środowisku,
      - ryzyko zmniejszenia bioróżnorodności,
      - wątpliwości dotyczące długofalowego wpływu GMO na zdrowie człowieka i ekosystemy.

    Ćwiczenia utrwalające

    R16ZJUNAC8J19
    Ćwiczenie 1
    R1FNQG4PT3PG8
    Ćwiczenie 2
    Zaznacz prawidłową odpowiedź. Modyfikacje genetyczne roślin i zwierząt mogą odbywać się poprzez: Możliwe odpowiedzi: 1. Wyciszenie genu własnego., 2. Wstawienie dodatkowych kopii genu własnego., 3. Wstawienie obcego genu., 4. Wszystkie odpowiedzi są prawidłowe.
    Ćwiczenie 3
    RG33EGCGJ56DP
    Określ, czy powyższy tekst jest prawdziwy. Zaznacz prawidłową odpowiedź - tak lub nie. Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie
    R1C3KvlAs2H4R
    Ćwiczenie 4
    Ułóż w prawidłowej kolejności poszczególne etapy rekombinacji genetycznej z wykorzystaniem bakteryjnego plazmidu. Elementy do uszeregowania: 1. Izolacja trasngenu z materiału genetycznego dawcy za pomocą tych samych enzymów restrykcyjnych., 2. Połączenie transgenu i plazmidu dzięki obecności tzw. lepkich końców i powstanie hybrydowego DNA., 3. Transformacja komórki bakterii za pomocą zrekombinowanego plazmidu i nabycie nowej cechy., 4. Wyodrębnienie plazmidu z komórki bakterii., 5. Rozcięcie koliście zamkniętej cząsteczki plazmidu za pomocą enzymów restrykcyjnych.
    Polecenie 6

    Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.

    Inżynieria genetyczna - narzędzia i techniki
    Klonowanie - zastosowania i znaczenie