8/16/2019 Curs11.Doc

1/6

ORGANISME MODIFICATE GENETIC (OMG)APLICAŢII

Organismele modificate genetic sunt utilizate pentru producerea unor compuşi sau produşi utili omului.

Avantajele utilizării OMG• Obţinerea produşilor utili în cantitate mult mai mare,• Posibilitatea de manipulare a unui număr redus de organisme, pentru obţinerea

unei game mari de produse, nefiind necesare procese biotehnologice specificetuturor organismelor producătoare,

• Posibilitatea de obţinere a unor produşi noi, care nu sunt sintetizaţi în modobişnuit de organismele analizate,

• Posibilitatea de obţinere a unor organisme care să prezinte caractere calitative saucantitative noi,

• Posibilitatea obţinerii organismelor care să nu exprime anumiţi compuşi proteine

defecte! nefavorabili organismului respectiv terapia genică!,• "lonarea organismelor,• "lonarea celulelor stem, ţesuturilor, organelor utile pentru terapie şi transplant,• #ealizarea de organisme utile biotehnologiei epurării apelor, bio şi fitoremedierii

solurilor contaminate.

MICROORGANISME MODIFICATE GENETIC• Prin clonare s$a reuşit expresia proteinelor de interes% compuşi finali compuşi cu

valoare farmaceutică!

• catalizatori pentru o reacţie chimică particulară

• introducerea unei activităţi catalitice de novo prin manipularea genetică amicroorganismelor şi producerea in vivo a produşilor cu greutate moleculară micăvitamine, aminoacizi, coloranţi, antibiotice, precursori ai biopolimerilor!.

• în prezent, &'' de proteine diferite ( agenţi terapeutici umani potenţiali, au fostclonate, )*+c!.

• piaţa anuală pentru producerea farmaceuticelor este de aproximativ -' bilioanedolari.

Inulina, proteina maoră sintetizată de insulele /angerhans din pancreas, utilă pentrutratamentul diabetului.

• 0n 123 insulina a devenit disponibilă prin inginerie genetică, produsulcomercializat se numea 4umulin şi era identic cu insulina umană.

• "ele două lanţuri ) şi 5 ale proteinei au fost produse de 3 tulpini diferite de  E.coli. /anţurile erau extrase, purificate, combinate chimic şi repurificate.

• 0n prezent se produc cantităţi imense cu celule de E. coli modificate genetic.• Procesul biotehnologic este optimizat pentru producerea insulinei în bioreactoare

de mare capacitate.

8/16/2019 Curs11.Doc

2/6

!"r#"nul $e %re&tere u#an (G!)' hormon peptidic produs de hipofiză, este în prezent produs prin tehnologia )*+ recombinant.

• 0nainte de tehnologia )*+ recombinant, acest hormon se extrăgea din hipofizacadavrelor, se putea obţine doar în cantităţi mici, insuficiente pentrut tratament,era foarte scump.

• 64 este utilizat pentru tratamentul bolilor ce produc statura redusă a corpuluiinclusiv cele care nu sunt datorate deficienţei de 64.• )lte întrebuinţări% tratamentul sclerozei multiple, antiîmbătr7nire, antiobezitate

etc.• *in 3''-, 0n 89) există numeroase preparate de 64 recombinat comercializate

sub diferite denumiri% +utropin 6enentech!, 4umatrope /ill:!, 6enotropinPfizer !, +orditropin  +ovo!, 8aizen ;erc< 8erono!.

• 0n 3''=, the 9.8. >ood and *rug )ssociation >*)! a aprobat o formă de 64recombinat numită Omnitrope 8andoz!.

!"r#"nul "li%ul"ti#ulant (FS!) • >84 este formulat împreună cu /4 în produsul numit Pergonal sau ;enopur, şi în

 produsul pur obţinut prin tehnologia )*+ recombinant numit 6onal >, >ollistim.• ?ste utilizat pentru tratamentul infertilităţii pentru stimularea dezvoltăriifoliculului în procedeele de fertilizare in vitro şi inseminarea artificială.

Fa%t"rul *III al %"a+ulării• >@AAA concentrat din s7ngele donat sau obţinut prin tehnologia )*+ recombinant

este administrat hemofilicilor pentru restabilirea homeostaziei.• >@AAA este principalul factor implicat în coagulare, iniţiază cascada de procese

implicate în coagularea s7ngelui.Interer"nii u#ani

• *upă ce prima genă a interferonului a fost izolată în anii 2', s$a determinat dacăexistă mai mulţi interferoni, pe baza proprietăţilor chimice şi biologice şi s$au

descoperit & interferoni umani% A+> B, C, D.• Prin inginerie genetică s$a urmărit producerea interferonilor cu proprietăţicombinate lu7ndu$se ca avanta faptul că diferiţi membri ai familiei de gene pentru A+> B variază ca şi conţinut şi specificitate a activităţii antivirale.

Enzi#ele $e retri%,ie• Eehnologia )*+$recombinant nu ar fi fost posibilă fără suportul unui număr mare

de endonucleaze de restricţie diferite. 0n mod curent, mai mult de &'' deendonucleaze de restricţie diferite sunt disponibile comercial.

• )ceste enzime sunt sintetizate de multe microorganisme incluz7nd specii% aerobe,anaerobe, fotosintetizante, mezofile, termofile, psichrofile, cu creştere rapidă saulentă.

• Pentru fiecare trebuie stabilite condiţii optime de cultură şi biosinteză.• Pentru a se evita un stoc prea mare de variante de mediu, crearea unor 

fermentatoare diferite şi studiul îndelungat pentru dezvoltarea condiţiilor decreştere optime pentru un număr mare de microorganisme diferite, cercetătorii,clonează de obicei, genele pentru endonucleaze în E. coli.

M"le%ule -i"l"+i%e #i%iSinteza a%i$ului La%"r-i%

http://en.wikipedia.org/wiki/Genentechhttp://en.wikipedia.org/wiki/Eli_Lilly_and_Companyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Pfizerhttp://en.wikipedia.org/wiki/Novo_Nordiskhttp://en.wikipedia.org/wiki/Merck_Seronohttp://en.wikipedia.org/wiki/Genentechhttp://en.wikipedia.org/wiki/Eli_Lilly_and_Companyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Pfizerhttp://en.wikipedia.org/wiki/Novo_Nordiskhttp://en.wikipedia.org/wiki/Merck_Serono

8/16/2019 Curs11.Doc

3/6

• @itamina " este sintetizată curent în scopuri comerciale printr$un proces costisitor care include o etapă de fermentaţie microbiană şi un număr de etape chimice,încep7nd cu *$glucoza.

• ?x. unele bacterii  Acetobacter, Gluconobacter, Erwinia! pot converti glucoza laacid 3,-$di

8/16/2019 Curs11.Doc

4/6

• 3. secvenţe antisens ale unor gene virale pentru a conferi rezistenţă.• 6ena proteinei învelişului viral a fost utilizată pentru a conferi rezistenţă

împotriva multor virusuri% virusul mozaicului tutunului, v. mozaiculuicastravetelui, v. mozaicului lucernei, virusul L al cartofului, virusul M alcartofului, şi altele.

Plante rezitente la ier-i%i$e• )proximativ 'H din producţia globală este pierdută datorită datorită buruienilor cu toate că în fiecare an sunt cheltuiţi ' bilioane 98* pentru mai mult de ''ierbicide chimice diferite.

• Pe l7ngă costurile ridicate, utilizarea ierbicidelor are şi alte limite%• ;ulte ierbicide nu fac discriminarea între buruieni şi plantele de culturăI• ;ulte din ele trebuie aplicate înainte ca buruienile să apară şi persistă în mediu

înconurător.Plante rezitente la +li"at(Ina%tivarea #eta-"li%ă a ier-i%i$ului)

• 6lifosatul, cunoscut ca ierbicicidul #oundup produs de ;onsanto.

• 8ingura plantă modificată genetic cultivată în #om7nia este soia rezistentă laglifosat.• )cest ierbicid acţionează ca un inhibitor al -$enolpiruvilshi

8/16/2019 Curs11.Doc

5/6

• 3N millioane de copii au deficienţă de vitamina ), ceea ce duce la orbire şideces.

• ;amiferele produc vitamina ) din b$caroten, un pigment carotenoid comun ce segăseşte în membranele fotosintetice ale plantelor.

• 8$a manipulat calea biosintetică a b$carotenului în orez.

• Orezul transgenic este galben şi s$a numit golden riceK.• 6olden rice a fost creat prin transformarea orezului cu 3 gene%•  psy ph:toene s:nthase! de la Narcissus pseudonarcissus.• crt1 de la bacteria din sol Erwinia uredovora • Anserţia genei lyc l:copene c:clase! s$a crezut că este necesară pentru mai multe

aplicaţii, dar a fost dea produsă de endospermul de orez.Plantele %a -i"rea%t"are

• Plantele cresc uşor şi pot genera o cantitate considerabilă de biomasă.• Posibilitatea utilizării plantelor pentru producerea de proteine sau chimicale

comerciale.• 8pre deosebire de bacteriile recombinate care cresc în bioreactoare mari care

necesită personal calificat şi echipament costisitor, culturile pot fi produse relativieftin şi cu lucrători mai puţin calificaţi.• "ea mai mare problemă ar fi purificare produsului unei transgene din masa de

ţesut vegetal şi costul de producere a proteinei ţintă în plantele transgenicecomparativ cu costul de producere în microorganisme.

• /a scară redusă, plantele au fost utilizate pentru producerea )c monoclonali,fragmentelor funcţionale al )c şi pentru obţinerea polimerului polihidroxibutirat,care poate fi utilizat pentru producerea unui material plastic biodegradabil.

Ani#ale tran"r#ate +eneti%

• Pentru selecţia pe cale tradiţională a unor rase de animale care să prezinte trăsăturiimportante d.p.d.v. economic sunt necesare multe generaţii, iar obţinerea unor caractere complet noi, ar fi aproape imposibilă prin aceste metode.

• ;anipularea genetică a făcut posibilă acestea, cu reducerea considerabilă atimpului necesar obţinerii raselor valoroase.

• 9tiliz7ndu$se transferul de )*+ străin în combinare cu transplantarea unor nucleiizolaţi din celule diferenţiate în ovule anucleate de broască a fost obţinutăclonarea, care astăzi s$a extins la multe organisme animale.

Eta/ele tran"r#ării +eneti%e0• O genă clonată este inectată în nucleul unui ovul fertilizatI• Ovulul fertilizat şi inoculat cu genă străină este implantat în uterul unei femele

receptoare dezvoltarea completă a embrionului de mamifer nu este posibilă înafara organismului femel!I

• 9nii din descendenţii obţinuţi vor fi purtători ai genei clonate în toate celulele lorI• )nimalele purtătoare ale genei clonate sunt crescute pentru a se obţine linii

genetice noi.Cl"narea ără tran"r#are +eneti%ă0

• Oaia *oll: este primul mamifer clonat din )*+$ul unui adult.

8/16/2019 Curs11.Doc

6/6

• Pentru aceasta a fost înlăturat nucleul ovulului şi a fost înlocuit cu nucleul prelevat de la o celulă somatică provenită de la un animal adult.

• ) fost realizată de Aan ilmut,  Feith "ampbell şi colegii de la #oslin Anstitute?dinburgh, 8cotland, - iulie 11= şi a murit în N februarie, 3''&.

M"$ii%area +eneti%ă a %elulel"r te# e#-ri"nare

• "elulele din stadiul de blastocist al dezvoltării embrionului de şoarece pot prolifera în cultură şi îşi menţin capacitatea de diferenţiere în alte tipuri celulareinclusiv celule germinale! după ce sunt reintroduse în alt embrion în stadiul de blastocist. )ceste celule sunt numite celule stem embrionare pluripotente ?8!.

• 0n cultură, aceste ?8 pot fi modificate genetic fără pierderea pluripotenţei.• 8e realizează în vederea transmiterii unor gene implicate în terapia genică.

A/li%a,iile &"are%il"r tran+eni%i

8e pot utiliza ca%• sisteme model pentru studiul bolilor umaneI• modele de testare a unor compuşi terapeutici.

9nele rezultate obţinute pe şoareci nu sunt relevante la om de aceea sunt şi unele limite.

• "u toate acestea există modele utilizate pentru studiul unor boli umane ca%)lzheimer, artrită, distrofia musculară, geneza tumorilor, hipertensiune, bolineurodegenerative, disfuncţii endocrine, boli coronariene etc.

Qoarecele nud% 9n tip particular de şoarece fără păr şi cu un număr redus din anumitecelule ale răspunsului imun. *atorită acestei particularităţi menţin nu reectează!anumite tumori introduse în corpul lor şi astfel pot fi studiate mai bine.Pe&tii ze-ra #"$ii%a,i +eneti%

• Peştii Rebra au fost modificaţi genetic prin introducerea unor gene prin care devincoloraţi în verde sau roşu fluorescent obişnuit sunt negri cu argintiu!.

• 8unt utilizaţi ca bioindicatori ai poluării apelor, c7nd îşi modifică culoarea.Ani#ale lu"re%ente

)nimale modificate genetic astfel înc7t emit florescenţă în anumite condiţii. )u fostcreate în scop ornamental, comercial.

http://en.wikipedia.org/wiki/Ian_Wilmuthttp://en.wikipedia.org/wiki/Keith_Campbell_(biologist)http://en.wikipedia.org/wiki/Keith_Campbell_(biologist)http://en.wikipedia.org/wiki/Roslin_Institutehttp://en.wikipedia.org/wiki/Edinburghhttp://en.wikipedia.org/wiki/Scotlandhttp://en.wikipedia.org/wiki/Scotlandhttp://en.wikipedia.org/wiki/Ian_Wilmuthttp://en.wikipedia.org/wiki/Keith_Campbell_(biologist)http://en.wikipedia.org/wiki/Roslin_Institutehttp://en.wikipedia.org/wiki/Edinburghhttp://en.wikipedia.org/wiki/Scotland