Upload
metodicar4
View
4.595
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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 ...