Gmo petnica eseb

GMO

Separating fact from fiction!

Genetički – Genski možda, Genetski ne nikako

Modifikovani

Organizmi

Tipovi GMOa?

- Tradicionalni uzgoj i veštačka selekcija,

- Transgeni organizmi,

- Ostali pristupi

- Ciljana mutageneza,- Introgresija gena,- ?

Old Science

Ljudi (~30,000 godina)

Ljudi (~30 godina)Bakterije (eoni)

Ljudi (~15 godina)Bakterije (eoni)

Tradicionalni uzgoj

- Tehnologija nije neophodna- Ograničena granicama vrste- Mešaju se svi geni i osobine

~45,000 gena~25,000 gena

Veštačka selekcija

Vuk Zajednički predak

Divlji kupus, SlačicaKelj

Brokoli

KarfiolKupus

Keleraba

Prokelj

Odabir jedinki koje će je ukrštati na osnovu nekih poželjih ili nepoželjnih osobina

moderna biotehnološka grana koja, za razliku od tradicionalnih,

koristi molekularno biološke tehnike (tehnologiju rekombinantne

DNK) da, umesto indirektno putem kontrolisanih ukrštanja, direktno

manipuliše genetičkim sastavom jedinki uvođenjem novih gena,

modifikovanjem ili eliminisanjem postojećih gena u genotipu

Genetičko inženjerstvo (Genetičko modifikovanje)

Razlika sa Mendelom i njegovim graškom

GM vs Selektivno ukrštanje

Selektivno ukrštanje-sporo-neprecizno-modifikacija gena koji se prirodno nalaze u organizmu

GM-veoma brzo-precizno- Ubacivanje gena koji se prirodno ne nalaze u organizmu

Genetičko modifikovanje

- Insercija nove DNK molekularnim kloniranje:izolacija i kopiranje genetičkog materijala ilisinteza DNK sekvence pa insercija u domaćina

- Geni mogu biti uklonjeni ili utišani "knocked out“

- Ciljana genska modifikacija: uklanjanje gena, uklanjanje egzona, dodavanje gena, point mutageneza

Horizontalni TransferGena

Koraci u genetičkoj modifikacija biljaka

1. Izolovanje gena za odgovarajuću osobinu

2. Modifikacija gena da bi radio u biljci 3. Priprema biljnih ćelija ili kultura

4. Transformisanje biljnih ćelija pomoću gene gun ili bakterija

5. Gajenje ćelija do biljke u tkivnoj kulturi

6. Potvrda prisustva novog gena

KukuruzPšenica

Pirinač

Koraci u genetičkoj modifikacija životinja

1. Izolovanje gena za odgovarajuću osobinu

2. Modifikacija gena da bi radio u životinji 3. Priprema ćelija ili ćelijskih kultura kultura

4. Transformisanje ćelija

5. Gajenje ćelija kulturi

6. Potvrda prisustva novog gena

Gene Knockout: Delecije gena

Gene knock-in: Zamena gena alternativnom formom gena

Gene Knockdown:Umanjivanje količine produkta tog gena

Insercija DNK u ćelije

1) Mikroinjekcija kloniranog gena u sveže oplođenu jajnu ćeliju

2) Transfekcija ES ćelija (embrionske stem) target genom

3) Elektroporacija – “ubacivanje” target DNK u ćeliju pomoću impulsa visokog napona

4) Retroviralni vektori – najprirodniji način ubacivanje nove DNK u ćeliju

Embrionske stem ćelije

Knocking out a geneHomologa rkeombinacija

Klonirani gen je nefunkcionalan Unos gena na bilo koji način Zamena funcionalnog native gena sa nefunkcionalnim

Knocking in a gene

CRISPR tehnologija

-clustered regularly interspaced short palindromic repeats

- dodavanje i isecanje bp na specifičnim DNK lokusima

- Reversibilni knockdown

- Aktivacija gena

- Modeli bolesti

CRISPR tehnologija

-Stavljen moratorijum / zabrana na upotrebu u humanim gametima, posebno za kliničku upotrebu

-“Scientists should avoid even attempting, in lax jurisdictions, germline genome modification for clinical application in humans" until the full implications “

- Dozvoljena upotreba u bazičnim istraživanjima, ali uz dalje istraživanje mogućih vidova upotrebe/zloupotrebe tehnologije

University of Utah, Salt Lake City, UT, USA, Howard Hughes Medical Institute

Cardiff University, Cardiff, United Kingdom

University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC, USA

The Nobel Prize iz Medicine 2007 For the discoveries of principles for introducing specific gene modifications in mice by the use of embryonic stem cells

GM u medicini

- Hormoni: insulin, hormon rasta, FSH

- Proteini: Albumin, monoklonalna antitela, faktori zgrušavanja krvi, vakcine

- Genska terapija (zamena nefunkcionalnih gena):Parkinsonova bolest, Hronočna limfocitna leukemija, X vezani poremećaj imunodeficijencije, Pankreatitis

- Životinjski modeli za istraživanje i transplantaciju organa

GM u istraživanjima

- Loss of function ili Knockout eksperimenti – ispitivanje uloge gena u organizmu

- Gain of function eksperimenti – ispitivanje uloge gena u organizmu

- Tracking eksperimenti - lokalizacija i detekcija interakcija ciljanog proteina

- Expression eksperimenti – - otkrivanje gde i kada se specifični protein produkuje

GM hrana

1992. - Flavr Savr (CGN-89564-2)- paradajz

1996. - Bt kukuruz (Bacillus thuringiensis) - rezistencija na insekte

2000. - Golden rice – pirinač sa vitaminom A

Genetically Modified Food and Feed: Authorization in the EU – 130 biljaka

- zemlje zaslužne za 95% proizvodnje GMO

- ostale zemlje

Herbicide resistant plants/ Insecticid resistant plants – 5 zemalja

GM kukuruz izaziva tumore kod pacova koji su se njime hranili

Nedostaci:

Malo uzorakNeodgovarajući soj pacova

Planiranje eksperimentaIzrada eksperimentaAnaliza rezultataInterpretacija rezultataKomunikacija

Rizik #1

Potencijalni uticaj na ljudsko zdravlje

- Alergije- Rezistencija na bakterije- Biološko oružje

Rizik #2

Potencijalni uticaj na životnu sredinu

- Biodiverzitet- Out-crossing- Transfer gena na mikroorganizme

Rizik za ekosistem

Bt kukuruz produkuje Bt toksin u polenu (Bacillus thuringiensis)

Polen pada na mlečike na kojima žive larve Monarh leptira (56% larvi preživljava)

Najnovija istraživanja kažu da je mala stopa preživljavanja zato što je i manja površina sa mlečikama

Prednost #1

Povećanje produktivnosti žitarica

- Herbicid tolerancija - Rezistencija na štetočine i bolesti- Manje zaprašivanja

Prednost #2

- Tolerancija na hladnoću

- Tolerancija na dušu i salinitet

- Povećane nutritivne vrednosti

Prednost #3

Fitoremedijacija

Biljke kao što je topola mogu da čiste zemljište od kontaminacije teškim metalima npr živom

Prednosti #4

Buduće prednosti

- Hrana bez alergena- Duže trajanje- Hrana kao vakcina- Biodegradibilna plastika

Najveći GMO problem

Eliminacija konkurencijeGM seme je patentirano i mora da se kupuje svake godine

Suicide seedsPrave se sterilne biljke i mora da se kupuje svake godine

ETIČKA PITANJA

ZA:

• GMO su se bavile mnoge nezavisne etičke organizacije pa čak i Papa

• Svi su se složili da one nije

neprihvatljiva u suštini

• Sve tehnologije, ako se pažljivo koriste, mogu biti od koristi za čovečanstvo. Neetički je odbijanje čak i ispitivanja potencijala korisnih tehnologija.

PROTIV:

• Ljudi su uvek “izazivali” prirodu, ali je GM fundamentalna promena u načinu ophođenja prema prirodi

• Neki smatraju GM neetičkim. Hrana koja sadrži GM materijal, mora biti propisno obeležena da bi ljudi mogli da imaju izbor

Šta donosi GM budućnost?

ZA:

Nudi mogućnost održive budućnosti, mogućnost iskorenja gladi u svetu i način suočavanja sa rastom ljudskih populacija

Imamo obavezu da ispitamo sve načine koji mogu da dovedu do ostvarivanja ovih ciljeva

PROTIV:

Nepoznanice oko GM i rizika možda nismo u potpunosti razumeli, možda ostavljamo zabrinjavajuće nasleđe budućim geenracijama

Ne postoje jaki dokazi da GM pruža održivu budućnost

Zemlje u razvoju?

ZA:

Dopustiti zemljama u razvoju da same odlučuje, a ne da im se diktira politika

GM žitarice daju priliku za povećanje zaliha hrane neuhranjenim ljudima i narodima

⅔ poljoprivrednika koji gaje GMO

su iz resursima siromašnih zemalja uključujući Afriku

PROTIV:

Afrika se koristi kao deponija za GM hranu

Oni koji profitiraju nisu siromašni i gladni, već biotehnološke kompanije i distributeri semena

Da li je patentiranje gena demokratski?

ZA:

Patentiranje je osnovni deo procesa investiranja u istraživanje i razvoj koji vodi otkrivanju nečeg novog

Patenti traju 20 godina, što je kratko u kontekstu oplemenjivanja biljaka. Posle toga svi imaju pristup ovoj intelektualnoj svojini

PROTIV:

Da li iko ima pravo da “poseduje” gene?

Patentiranje dozvoljava industriji da kontroliše i eksploatiše organizme i genetički materijal, pa ih tretira kao svoju ličnu svojinu koju prodaju seljacima, naučnicima, doktorima ...