
Podstawowe techniki inżynierii genetycznej
organizm zmodyfikowany genetycznie GMO- organizm ktorego cechy dziedziczne zostały zmienione wskutek ingerencji w jego materiał genetyczny. Te organizmy otrzymuje się poprzez: wstawianie dodatkowej kopii genu, który występuje w ich genomie; zmianę aktywności wybranego genu; wprowadenie do ich genomu genu organizmu innego gatunki organizm transgeniczny-organizm zwierający obcy materiał genetyczny sekwencjonowanie DNA-ustalanie kolejności nukleotydów DNA danego organizmy, sekwencja dostarcza informacji o pewnych jego cechach, właściwościach kodowanego przez niego białka dzieki temu wiemy jakie organizym.
organizm zmodyfikowany genetycznie GMO- organizm ktorego cechy dziedziczne zostały zmienione wskutek ingerencji w jego materiał genetyczny. Te organizmy otrzymuje się poprzez: wstawianie dodatkowej kopii genu, który występuje w ich genomie; zmianę aktywności wybranego genu; wprowadenie do ich genomu genu organizmu innego gatunki organizm transgeniczny-organizm zwierający obcy materiał genetyczny sekwencjonowanie DNA-ustalanie kolejności nukleotydów DNA danego organizmy, sekwencja dostarcza informacji o pewnych jego cechach, właściwościach kodowanego przez niego białka dzieki temu wiemy jakie organizym. mamy użyć aby był organizm o danych cechach. Przeprowadza sie również gdy badany materiał genet. Został zmieniony na wskutek wprowadzenia do niego obcego genu, dzięki temu można sprawdzić czy modyfikacja jest prawidł. Sekwen. DNA jest tanie, proste, szybkie enzymy restrykcyjne-zwiaz. Które przecinają DNA w miejscach o ściśle określonej sekwencji nukleotydów erektoforeza-technika rozdziel.w polu elektrycz. cząst. Różniących się masą cząsteczkową i ładunkiem elektrycznym. Fragm. DNA o różnej dł. Umieszcza się w danych miejscach żelu który powoduje przemieszczanie się z różną prędk. Najszybciej poruszają się najkrótsze cząst. Po upływie czasu najbliżej są cząsteczki najdłuższe a najdalej najkrótsze. Polimeraza DNA- enzym katalizujący synteze DNA w czasie replikacji Łańcuchowa reakcja polimerazy PCR- umożliwia szybkie powielanie wybranego fragmentu DNA, przeprowadzane w termocyklerze który zmienia szybko temp w określnonym czasie.Proces pcr: 95st. Nici DNA rozdzielają sie, 50-60 st przyłaczenie starterów do DNA w miejscach komplementarnych, 72 st rozpoczęcie powielania DNA Starter- odcinek dna który przyłacza sie do pojedyn nici DNA zgodnie z zasad komplem. Wektor-cząsteczkaDNA która wprowadza różne geny do określonych komórek, są nimi najczęsciej plazmidy, zmienione wirusy, sztuczne chromosomy, chronią one gen przed zniszczeniem przez enzymy komórk oraz umożliwiają jego kopiowanie i przekazywanie komórkom potomnym transformacja genetyczna-wprowadzenie do komórki obcego materiału genetycznego ligaza- enzym łączący końce DNA plazmidu i dodanego genu. Biblioteka genomowa- kolekcja bakterii zawierajaca plazmidy ze wszystkimi fragmentami DNA ogranizmu bakterie- szybko rozmnażają się, służą jako magazyny genów lub genomów organizmów ORGANIZMY ZMODYFIKOWANE GENETYCZNIE modyfikacje genetyczne- uzyskanie organizmu o korzystnych cechach z punktu widzenia człowieka rosliny zmodyfikowane-uzyskiwanie odmian wykazujacych pożądane cechy(wieksza zawartosc np witamin, zwiekasza odpornosc na choroby, szkodniki, zmniejszona zawartość niektórych białek,dłużej zachowana świeżość,nietypowa barwa kwiatów)obce geny wstawia sie do genomu rosliny przy pomocy bakterii, ktora ma zdolnosc do zakażenia rośliny przy czym wbudowywuje obcy gen w jej genom. Zwierzęta zmodyfikowane-dokonuje sie w celu uzuskania zwierzat o cennych cechach ze wzgledow hodowlanych, pozyskiwania wytwarzanych przez nich białek,ktore służą np do szczepionek, naukowym. Zwierzęta hodowlane: zwiekszenie wydajnosci produkcji mleka, szybszego przyrostu masy, polepszeniu jakosci mięsa, zwiekszenie odpornosci na choroby Pozyskiwanie bialek człowieka: stoso w medycynie i farmacji, od mleka krwi i jaj pozyskujemy białka np. Antytrombina,kolagen, hormon wzrostu. W nauce: badanie chorób o podłożu genetycznym, testowania leków, udoskonala metody leczenia PROCES:od zwierzęcia pobrano komórkę, wybrano materiał genetyczny z którego wybrano odpowiednia ceche, od samicy zwierzecia pobrano komorke jajowa a od samca plemnik, dokonano zapłodnienia, przed połączeniem się wprowadzono hormon wzrostu, ten gen wprowadzono do zygoty którą hodowano w labolatorium nastepnia wprowadzono ją do jajowodu samicy
BIOTECHNOLOGIA A MEDYCYNA
diagnostyka molekularna- umożliwia skuteczne leczenie chorób lub zapobieganie ich obiawów. Jest to dział medycyny zajmujący się rozpoznawaniem chorób i identyfikajca cech osobnieczych. Pozwala wykryć choroby nawet wtedy kiedy nie ma jeszcze ich obiawów.Badania polegaja na: analizie materiału genetycznego(wykrycie okreslonych wad i chorób genet, wirusowych, bakteryjnych. Wystarczy w 1. zbadac sekwencje danego genu a w 2. sprawdzic czy w probówce pacjenta jest material genet wirusa lub bakterii. Stosuje sie technike PCR,sekwencjonowanie DNA,rozcinanie DNA enzymami restykcyjnymi) oraz metodzie wykrywania białek(stosuje sie do chorób zakaźnych i w onkologii, Dla zakaźnych to sprawdzenie czy w próbce krwi pacjenta sa bialaka charkt dla wirusa lub bakterii. W onkologii ustala sie czy w organizmie pacjenta sa czasteczki białek obce tylko na powierzchni komórek nowotw
antybiotyki-powstaja z genetycznie ulepszonych szczepków bakterii i grzybów, maja za zadanie hamować wzrost lub rozmnaż konkurujących z nimi mikroorg
biofarmaceutyki-białkowe substancje lecznicze,hamuja lub pobudzaja reakcje metaboliczne w kom, zastępują nieprawidłowe białka. Otrzymywanie: produkuje się ze zmodyfik genet: wirusów,barterii,grzybów,roślin,zwierząt
mikroorganizymy zmodyf genet-wytwarzaja bialaka identyczne z naturalnymi w dużych ilościach i którkim czasie, wykorzystuje sie w prod: cytokin,niektóych hormonów ludzkich(insuliny),białek z których są szczepionki.W hodowlach komórek ssaków(otrzymuje lecznicze białka do genowu komó wprowadza się gen kodujący oraz sekwencje nekluo)dzieki temu otrzymuje sie:przeciwciała człowieka(leczenie nowotworów,chorób układu krążenia), enzymy człowieka(zapobieganie krzepicy,leczenie hemofilii)
KLONOWANIE
klonowanie-tworzenie genetycznej kopii fragmentu DNA komórki lub organizmu
klonowanie u bakterii jednokomórkowych grzybów- zachodzi poprzez podział komórki podczas rozmnażania bezpłciowego
klonowanie u org wielokomórkowych-rozmnazanie przez fragmentacje
klonowanie u ssaków-naturalne,powstają przez rozdzielenie komórek zarodka we wczesnym stadium rozwoju
klonowanie DNA- oznacza powielanie DNA w tym celu fragment dna wstawia sie do plazmidu ktory wprowadza sie do komorek.Klony Dna wykorzystuje sie do:badania funkcji genów,badania procesów w którym bierze udzial DNA,przeprowadzania modyf genet, tworzenia bibliotek genomowych
klonowanie komórek-podział komórki macierzystej przeproadzanych w hodowli,uzyskane komorki sa identyczne pod wzgl genet. Wykorzystuje sie w: przemysle spożywczym(prod witamin, aminokwasów),medycynie(prod sub leczniczych, szczepionek), do badan toksyczności różnych sub
klonowanie roślin-uzyskuje sie rosliny o cechach użytkowych rośliny macierzystej,okreslony kolor kwiatów, wieksza odpornosc na wirusy.Aby sklonowac rosline umieszcza sie na specjalnej pożywce,rozmnażanie wegetatywne
Klonowanie zwierzat-otrzymanie osobnikow genetycznie identycznych z wybranym org mecierzystym. Wykorzystuje sie metode transplantacji jader komórkowych(usunięcie jadra z komórki biorcy i izolacja jądra z komórki dawcy, wprowadzenie jadra kom z komorki dawcy do pozbawionej jadra komorki biorcy, pobudzenie utworzonej komorki do rozwoju w nowy organizm
klonowanie NATURALNE SZTUCZNE Cząsteczek DNA Proces replikacji DNA DNA->2XDNA PCR(termocykler) Komórek Podział bakterii podzial mitotyczny Hodowla komórek organizmów Bliżnięta 1jajowe,poczkowanie Sadzonkowanie,transplantacja BIOTECHNOLOGIA A MEDYCYNA biotechnologia-wykorzystuje ogranizmy,wirusy lub ich skladniki do celow praktycznych.Dzielimy ją na: tradycyjną(wykorzysuje naturalnie wystepujace w przyrodzie organizmy lub produkowane przez nie substancje,Dobór odbywa się przez selekcje szuczną. Stosuje się w przymyśle spożywczym,ochronie środowiska,medycynie,rolnictwie) i na nowoczesną(wykorzystuje się organizmy, komórki, enzymy zmodyfikowane za pomoca inzynierii genetycznej czyli dziedziny która umożliwia uzyskanie organizmow o wybranych cechach. Dzieki technice biotechnologii tradycyjnej wyrabia się pieczywo, sery,przetwory mleczne, alko, kisi sie warzywa i owoce. Fermentacja- przemiany enzymatyczne zwiazkow przeprowadane przez mikroorganizmy w warunkach beztlenowych, jeden z rodzajow oddychania beztlenowego Fermentacja mlekowa-glukoza->kwas mlekowy+energia, zachodziza sprawa bakterii jest stosowana w produkcji przetworow mlecznych,zakwasow chlebowych,iszonych owocow i warzyw,niektórych wędlin ,kawy,kakao.Kwas mlekowy powoduje zakiszenie produktu dzieki czemu nie rozmnazaja sie w nich bakterie powodujace psucie sie. Fermentacja etanolowa-glukoza->alk etylowy+tlenek wegla(IV)+energia, zachodzi za sprawa drozdzywykorzystuje sie do produkcji piwa,wina,chleba,ciasta,kefiru BIOTECHNOLOGIA W OCHRONIE ŚRODOWISKA oczyszczanie ściekówbiologiczneo-nazywane przy uzyciu organizmow, wykonuje sie w specjalnych zbiornichach(nieruchome złoże zawierajace koks,wegiel,żużel,na nim jest material biologiczny moga byc nim bakterie, grzyby, protisty) zamiast nieruchomego zloza stosuje sie takze osad czynny, zawiesine wktorej sa ogranizmy. Oczyszczanie powietrza-stosuje sie biofiltry(skladaja sie z warstwy materialo porowatego zasiedlonego przez mikrooranizmy, ktore maja zdolnosc do rozkladu zanieczyszczen Odpady: utylizacja- jest stosowana aby odpady nie wplywaly zle na atmosfere oraz na glebe, dzielimy na: kompostowanie(rozkladanie resztek roslinnych ulozonych w stos lub umieszczone w kompostowniku przez bakterie grzyby oddychajaco tlenowo. Podczas rozkladu rosliny ulegaja rozkladowi tlenku wegla(IV),wody,azotanow,sierczanow,fosforanow, inne rosliny sa przeksztalcane w kompost stosowany jako nazoz.Kompostowanie zmiejsza obietosc odpadow, wada jest dlugi czas trawnia.) i na fermantaje metanową(proces przkładu zwiakow ogganicznych przez mikroorganizmy oddychajace beztlenowo, w wyniku powstaje mieszanina gazów=metanu i tlenku wegla(IV) zwana biogazem. Może zachodzic spontanicznie w stosach odpadów wtedy zle wplywa na srodowisko,moze doprowadzic do globalnego ocieplenia i stwarza zagrozenie wybuchem.Normalnie zachodzi w zakladach gdzie proces jest przeprowadzany w komorach fermentacyjnych .Powstaly w jego wyniuku biogaz jest zrodlem energii. Wykorzystuje sie jego jako paliwo dla generaorow pradu, do ogrzewania wody i budynkow oraz po oczyszczeniu jako paliwo silnikowe. Tworzywa biogegradowaln- łatwe do rozlozenia przez mikroorgnizmy materiały, produkuje sie np z sacharozy z buraków cukrowych, kukurydzy, ryżu. Wykonuje sie opakowania 1-razowe, torby biodegradowalne Biologiczne zwalczanie szkodnikow-ograniczanie zkód w urpawach roslin za pomoca mikroorganizmow lub wytworzonych przez nie substancji. Olejki eteryczne maja za zadanie odstraszac niektore owady, ogragizmy sa wybierane tak aby byly wrogami szkodnikow upraw czy drzew. Wplywa to korzystnie na srodowisko, zmnijsza zanieszyczenie gleby i wod Bioindykatory-organizmy o wąskim zakresie tolerancji w stosunku do określonych czynników środowiska ,pozwala określić stan środowiska INZYNIERIA ZA I PRZECIW Argumenty za:badania naukowe:zwiekszyc poziom wiedzy o funkcjonowaniu komórek i całego orgnizmu, przebieganiu welu chorób, medycyna:produkcja szczepionek, testowanie nowych lekow, hodowla komórek rolnictwo: tworzenie odmian roslin i raz zwierząt o korzystnych cechach przemysł:produkcja tworzyw biodegradowalnych, dodadkow do żywności ochrona środowiska:oczyszczenie gleby z metli ciezkich i zanieczyszczen, ograniczenie srodkow chemicznych dzieki org transgenicznym Argumenty przeciw:
