SEMINARSKI RAD

GENETIKA

Kloniranje transgena životinja i biljaka

Profesor: Studenti:

Prof.dr Dubravka Jovičić Svjetlan Ćup

Tomo Đurić

Branko Zec

Banja Luka,maj,2011.

SADRŽAJ

1

UVOD ..................................................................................................3 GRAĐA GENA..................................................................................... 4 KLONIRANJE-TRANSGENEZA..........................................................11 TRANSGENE ILI GENETSKI MODIFIKOVANE BILJKE.....................13 UTICAJ I PRIMJENA GENETSKI MODIFIKOVANIH BILJAKA .........14 TRANSGENE ILI GENETSKI MODIFIKOVANE ŽIVOTINJE ..............18 UTICAJ I PRIMJENA GENETSKI MODIFIKOVANIH ŽIVOTINJA..... 19 UTICAJ GMO BILJAKA I ŽIVOTINJA NA LJUDSKI ORGANIZAM...24 ZAKLJUČAK..................................................................................... 26 LITERATURA.................................................................................... 27

UVOD

Gentičko inžinjerstvo predstavlja biotehnologiju čiji razvoj je omogućio napredak mnogih bioloških disciplina –biohemije ,biologije ,genetike idr.Tehnike genetičkog inžinjerstva pružaju mogućnost upoznavanja i razumijevanja složenih bioloških pojava,kao što su mehanizmi kojima ćelije kontrolišu ekspresiju svojih genoma u toku razvića,imunološki odgovor,ćelijaka dioba,onkogeneza itd.Ove tehnike su našle primjenu ne samo u naučnim istraživanjima nego i u drugim oblastima ljudske djelatnosti kao što su medicina,veterina,farmacija ,agronomija,zaštita životna sredine itd.

2

Tehnologija rekombinovane DNK ili genetičko inžinjerstvo obuhvata niz tehnika pomoću kojih se može manipulisati fragmentima hromozomske DNK ili pojedinačnim genima ,u cilju ispitivanja i mijenjanja njihove strukture,proučavanja mehanizama putem koji se reguliše njihova ekspresija,upoznavanja strukture i uloge njihovih proteinskih produkata itd.

Kloniranje podrazumijeva tehnike koje se koriste za izolovanje pojedinih gena iz hromozoma I njihovo ugrađivanje u molekul DNK ,koji se onda unosi u ćeliju u kojoj će se autonomno replikovati umnažajući isptivani gen.Osnovno pitanje koje je vezano za ove biotehnologije je kako racionalno iskoristiti prednosti koje one pružaju,a da se pri tome spriječe negativne posljedice po čovjeka i njegovu životnu sredinu.

GRAĐA GENA

Gen je funkcionalna jedinica nasljeđivanja,koja prenosi nasljednu poruku iz generacije u generaciju,a čini ga cjelovit DNK .Geni su linearno raspoređeni dijelovi hromozoma, njihova veličina i raspored u njima su strogo određeni,a eventualna promjena dovodi do genske mutacije.DNK je nukleinska kiselina koja sadrži uputstva za razvoj i pravilno funkcionisanje svih živih organizama.Ona se sastoji od dva lanca koji se uvijaju jedan oko drugog ,a čiju osnovu čine,manje jedinice, nukleotidi.Nukleotidi se sastoje iz:

1) pentoznog šećera2) fosforne grupe3) purinske ili primidinske baze(adenin,guanin,citozin,timin)

Dve lančaste niti DNK su povezana pomoću vodoničnih veza među parovima baza.Uvijek su međusobno komplemnentarni adenin-timin i guanin –citozin,i ovo povezivanje dovodi do spiralne uvijenosti DNK.

MOLEKUL DNK

3

Gen se može podijeliti na:1)strukturne-a)geni koji nose šifru za protein-prepisuju se na iRNKb)geni koji se prepisuju na tRNK i rRNK.

2)regulatornaa)učestvuju u replikacijib)učestvuju u kretanju hromozoma u diobic)kontrolišu crossing over i telomere koje doprinose stabilnosti hromozoma

4

KLONIRANJE-TRANSGENEZA

Kloniranje je postupak stvaranja identičnih kopija nekog organizma i obuhvata niz postupaka:1.Isjecanje željenog fragmenta DNK iz molekula DNK uz pomoć enzima ,restrikcionih endonukleaza,koji će presjeći molekul DNK na tačno određenim mjestima.

2.Spajanje dobijenog fragmenta DNK sa malim molekulom DNK koji ima sposobnost replikacije(molekuli DNK koji se koriste se nazivaju vektori za kloniranje i to su običnoplazmidi ili virusna DNK,a hibridni molekuli nastali spajanjem ispitivanog fragmenta DNK I vektora rekombinovanim molekulima DNK.

3.Unošenje rekombinovanih molekula DNK u ćeliju čiji će enzimi obezbijediti njegovu replikaciju ,a time i umnožavanje isptivanog fragmenta DNK.

4.Identifikacija ćelije domaćina u kojoj se nalazi ispitivani fragment DNK I njegovo izolovanje.

Transgeneza označava prenos jednog ili više gena iz DNK jednog organizma u DNK primaoca. Prenos gena se može izvršti između različitih vrsta, a takva biljka(životinja ) se naziva transgena. Transgen je dio genetickog materijala koje sadrži željeni gen i dodatnu DNK koja omogućava novom genu da se ispravno eksprimira u određeno vrijeme, u novoj biljci ili životinji . Takav transgen se inserira u genom koji želimo da mjenjamo.

Transgen se normalno sastoji od promotora i strukturnog gena. Promotor određuje gdje i kada će se odigrati ekspresija gena. Promotor se sastoji iz seta DNA elemenata koji vezuju proteine koji ubrzavaju ili inhibiraju gensku ekspresiju. Osnovna funkcija promotora je da diriguje ekspresiju gena samo u određenim tkivima.

Transgen se pravi upotrebom restrikcionih enzima i ligaza, kojima se različiti fukcionalni regioni gena, mogu rekombinovati. Promotori se uglavnom nalaze ispred gena. Ostali regulatorni elementi, npr, pojačavači, pojačavaju gensku ekspresiju, nezavisno od svoje pozicije i orijentacije u odnosu na gen. Oni su u korelaciji sa DNK-za senzitivnim mjestima i mogu biti i nekoliko kb udaljeni od gena. Signalne sekvance su kratke; one usmeravaju sintezu proteina u specifiče unutarćelijske puteve i često diriguju sekreciju proteina iz ćelije; nalaze se unutar okvira transkripcionog regiona gena i stoga kodiraju mRNK i kratke polipeptidne lance. 3' kraj okvira čitanja mora sadržati i poliA nukleotidnu sekvencu da bi se osigurala odgovarajuća transkripcija i translacija.

Nije dovoljna samo jedna kopija transgena. Zato se on mora umnožiti. Ta jedna, prva kopija se ubaci u plazmid vektor i klonira se u odgovarjućoj bakteriji-E.coli. Bakterije se identifikuju na selektivnom medijumu (dobre su one koje su rezistentne na dati antibiotik). Zatim se te

5

bakterije umnože, a sa njima se umnožava i transgen-plazmid. Transgen-plazmid se izoluje iz bakterije, a transgen se odatle "vadi" tj ekscizira, upotrebom restrikcionih enzima. Fragmenti transgena se prečišćavaju elektroelucijom na gelu za elektroforezu, npr., i pravi se rastvor transgena u odgovarajucem puferu (obično je to Tris-EDTA), pa se izračuna conc. DNK. Radna conc. je obično izmedu 1 i 5 µg/ml. Pre uvođenja u genom miša, transgen se testira na ekspresiju u kulturi celija, obicno metodom transfekcije.

Kod mnogih vrsta biljaka, može se koristiti bilo koja ćelija biljke (ne mora biti germ) da se pretvori u transgenu i da se iz nje kao takve razvije cijela transgena biljka.Ali, transgene životinje moraju se razvijati iz izmenjenih germinativnih celija. Germ celije (jajna celija i spermatozoid) su jedine životinjske ćelije sposobne da daju novi organizam, tj. iz kojih se može razviti potomstvo. Druge životinjske ćelije (somatske) nemaju ovu osobinu.

Da bi se osiguralo da svaka ćelija životinje sadrži isti novi deo DNA,ona dodaje u germinativnu liniju ćelija. . Nova DNA se inkorporira u genom ćelije, i, teoretski, biće prisutna u svim ćelijama koje sačinjavaju životinju.Iz praktičnih razloga, npr. to što su mali, pa ih je jeftinije izdržavati i hraniti, što imaju kraće generacijsko vrijeme, a njihova genetika je dobro definisana, miševi su postali glavna vrsta na kojoj se obavljaju eksperimenti u oblasti transgeneze.

Metode gentičkog transfera

a) Mikroinjekcija DNAOva metoda uključuje direktnu injekciju izabranog genskog konstrukta (jedan gen ili kombinacija gena) u pronukleus oplođene jajne celije. (Dakle, imamo dve životinje: iz jedne se uzima genski konstrukt, a iz druge oplođeno jaje.) Jaja se sakupljaju iz superovulirajucćh ženki i oplodnja se vrši in vitro. Ova metoda je jedna od prvih koja se pokazala efektivnom kod sisara (Gordon i Ruddle, 1981.). 200-300 kopija stranog gena se ubrizgava direktno u pronukleus oplođene jajne celije, pre nego što ova ude u mitozu. Za držanje oplodenog jajeta, koristi se mikrotuba, a za ubacivanje male kolicine datog rastvora, u kome se nalaze mnoge kopije transgena, u muški pronukleus, fina igla. Nova DNA se inkorporira u hromozom unutar nukleusa, i zato ce biti prisutna u svakoj celiji rezultujuce životinje. Nova DNA ce takode biti prisutna i u germinativnim celijama rezultujuće životinje, što znači da će se moći prenositi na potomke te životinje.Insercija DNA je nasumičan proces, tako da postoji velika mogucnost da se uvedeni gen neće inserirati u genom domacina na onom mestu koje će mu omogućiti ekspresiju. Moguće je da se ubrizgana DNA uopšte ne inkorporira u hromozom zigota, zbog čega nijedna ćelija rezultujućeg organizma neće imati novu DNA. Ponekad se nova DNA ne inkorporira u hromozom sve dok se ta prva ćelija ne podeli. Tako se dobija mozaični organizam, koji sadrži nove gene, ali ne u svim ćelijama organizma, vec samo u nekim. Izmenjeno oplođeno jaje se prebacuje u jajovod majke primaoca ili surogat-majke i dalje se razvija na uobičajen nacin. Samo mali deo životinja rođenih na ovaj nacin su transgene, tj. mogu preneti gen na sledecu generaciju i samo mali deo njih može dobro eksprimirati gen. Te, "uspešne", životnje se zovu rodonacelnici..

6

b) Genski transfer posredovan embrionalnim stem ćelijamaStem celije su pluripotentne ćelije, što znači da se iz njih mogu diferencirati bilo koje druge celije, kako somatske, tako i germinativne, i tako omoguće rast kompletnog organizma. Baš zbog ove osobine, stem celije su izabrane kao posrednici genskog transfera u eksperimentima transgeneze. ES celije se izoluju iz embriona na stepenu blastociste. Zatim se izvrši njihova genetička modifikacija - ubaci se nova DNA u njih elektroporacijom (elektroporacija - slab električni šok koji otvara pore na celijskoj membrani tako da targeting vektor može da uđe u ćeliju kap po kap. Zatim se pore zatvore, ćelija se oporavi i normalno raste). Naravno, neće sve ćelije podleći ovoj modifikaciji, pa zato, posle određenog perioda inkubacije, moraju se pronaći one u kojima se odigrala integracija nove DNA u genom. Zatim se izmenjene ES ćelije ubacuju u šupljinu blastociste (iz koje su izvadene ili u novu blastocistu iz koje su takode odstranjene stem celije). Ovaj korak se vrši pomocu mikroinjekcije. Ipak, razlika je u tome što ovde ne injecira u pronukleus tek oplodenog jajeta, nego u šupljinu blastociste. Ovakav embrion se implantira u surogat-majku. Pošto blastocista već sadrži određeni broj ćelija, rezultujući fetus je HIMERA, koja se sastoji iz ćelija nastalih iz donorskih ES celija i ćelija životinje koja donira blastocistu. Zato se mora tražiti životinja koja poseduje mutirane ES celije u germinativnoj liniji (gameti) i tako može da prenese promenu na sledeću generaciju. Životinje (obicno su to miševi) rođene na ovaj način su geneticki rodonacelnici. Oni se zatim ukrštaju sa netransgenim životinjama, a njihovi potomci su heterozigoti za novi gen. Heterozigoti se zatim međusobno ukrštaju da bi se dobili homozigoti za dotični gen. Homologna rekombinacija je zamena jednog gena drugim genom koji ima istu vrstu funkcije i lociran je na istom mestu u genomu organizma. Ovaj metod se koristi kad je važno naciljati genske sekvence u specificna mesta u genomu. Razlika izmedu ovih metoda i mikroinjekcije, npr, je u tome što se kod njih može precizirati tačno gde u genomu transgen treba da se inserira. Npr, samo u gen "DF" na hromozomu 12 i nigde više. Kod mikroinjekcija, nema se kontrola i inserirani gen može da ode bilo gde , što često dovodi do problema. Upotreba homologne rekombinacije je dobra metoda jer istraživač može napraviti neaktivnu verziju gena i zameniti njome aktivnu, da bi ispitao sta ce se desiti ako "isključi" gen. Kod ćelija u kulturi je moguće koristiti odgovarajuce vektore da bi se izvela specificna genetička modifikacija, npr. uklanjanje ili supstitucija specifičnog gena. c) Genski transfer posredovan retrovirusima Da bi se povećala šansa za ekspresiju, genski transfer je posredovan pomocu nosioca ili vektora, generalno, virusima ili plazmidima. Retrovirusi se obično koriste kao vektori za transfer genetičkog materijala u ćeliju, pri čemu se koristi njihova sposobnost da inficiraju ćeliju domaćina Retrovirusi su interesantna familija RNA virusa, sa vrlo interesantnim načinom replikacije. Nukleinska kiselina retrovirusa je RNA. Enzimom reverznom transkriptazom RNA se prevodi u DNA i zatim se vrši infekcija domaćina. DNA virusa se integriše u genom domaćina i koristi njegove ćelijske mehanizme za transkripcije

7

KLONIRANJE BILJKA

Slika 2

8

KLONIRANJE ŽIVOTINJA

Slika 3

TRANSGENE ILI GENETSKI MODIFIKOVANE BILJKE

Trangene ili gentski modifikovane biljke se proizvode u laboratorijama tako što se gentski materijal neke vrste (samo gen ili čitava DNK) ubacuje u DNK poznatih biljnih kultura.Na ovaj način unutrašnja genetska struktura modifikovane biljke zauvijek je izmijenjena,a sve u cilju stvaranja novih osobina ili fenotipa koje se prenose na nove generacije.Prvi komercijalno uzgajen usjevi od genetski modifikovane biljake je bio paradajz,koji je učinjen otpornijim na truljenje,kalifornijske kompanije Calgene,1994 godine. Sledeći usjev koji je pušten u komercijalnu upotrebu je bio pamuk otporan na isekte 1996g.,i soja otporna na herbicide, a zatim su slijedili kukuruz i uljana repa.U 18 zemalja svijeta ,oko 7.000 000 miloina farmera gaji genetski modifikovane biljke. Prednosti genetski modifikovanih biljka su:1)otpornost na štetočine

2)otpornost na herbicide

3)otpornost na bolesti

4)otpornost na hladnoću

9

5)otpornost na sušu

6)veći prinosi itd

Nedostaci genetski modifikovanih biljaka su:

1)neprecizna tehnologija-ubacivanje DNK jednog organizma u drugi može ugroziti funkcije drugih gena bitnih za opstanak tog organizma.

2)neželjeni efekti-eventualno stvaranje mutanata koji bi ugožavali životnu okolinu i zdravlje ljudi

UTICAJ I PRIMJENA GMO BILJAKA

Zagadjenje zemljišta

U Oregonu su naučnici otkrili da je GM bakterija, (Klebsiella planticola) koje ima ulogu da razgrađuje ostatke drvne industrije i stabljike kukuruza i tako stvara đubrivo, učinila zemljište potpuno neplodnim. Ona je iz zemljišta uklonila sve gljive koje vezuju azot koji je neophodan biljkama. Takođe je uočeno da GM bilje koje samo proizvodi toksine koji služe kao pesticidi ispuštaju te toksine i preko korena u zemljište. Ovo zagadjenje se zadržava u zemljištu i do 8 meseci i smanjuje mikrobiološke aktivnosti.

Glavni problem međutim predstvljaju GM usjevi koji su otpori na herbicide, a oni čine većinu GM usjeva danas u svetu. Kompanije koje se bave genetskim inžinjeringom stvaraju sve otpornije biljke. Cilj je da se zbog smanjenja troškova usjevi poprskaju samo jednom veoma jakim herbicidom i tako spriječi rast „korova". Te jake hemikalije zagađuju zemljište a i vodom se dalje spiraju i tako mogu nanjeti veliku štetu.

„Superkorovi"

Otkriveno je da se GM Bt toksin iz usjeva zadržava u zemljištu barem 18 meseci a odatle može biti transportovan u neku divlju biljku stvarajući tako „superkorov" otporan na insekte. Istraživanja u Danskoj i Velikoj Britaniji su i otrkrila pojavu ovakvih korova posle samo jedne generacije uzganjanja GM useva. Ovo može stvoriti velike poremećaje u ekosistemima a i zadati nove probleme farmerima.

„Terminator" drveće

Američka kompanija Monsanto sa novozelandskom agencijom za šumarstvo razvija planove za stvaranje plantaža GM drveća. Ovo drveće ne cvjeta, otporno je na herbicide a lišće je jako toksično tako da se ne njime niko ne može hraniti. Ovo može uništiti čitave šumske ekosisteme i tako smanjiti biodiverzitet.

Ubijanje korisnih insekata

Istraživanja su pokazala da GM usjevi koji imaju svoje toksine ubjaju kako štetne tako i korisne insekte. Kao primjer za to su larve određenih vrsta leptira koje se hrane štetnim

10

insektima. Isto tako je zabeleženo je 40% smrtnosti kod medonosnih pčela koje su se hranile na GM usevima.Zagovornici biotehnologije navode da nema dokaza da GM organizmi nepovoljnije djeluju na životnu sredinu ili ispravnost namirnica u odnosu na njihove konvencionalno uzgajane kopije i ističu da su GM biljke veoma korisne za savremeni svijet. GM biljke sa genima Bt smanjuju potrebu za pesticidima - npr. GM krompir zahteva 40% manje insekticida od krompira dobijenog tradicionalnim uzgajanjem. GM kukuruz sadrži manje mikotoksina fumonizina. GM biljke, kao otporne na herbicide, smanjuju potrebu za oranjem, što sprečava eroziju zemljišta. Takođe, povećanjem prinosa žitarica spriječava se krčenje šuma u potrazi za novim plodnim površinama i, što je najvažnije za zemlje u razvoju, ubrzava ekonomski razvoj i rešava problem gladi.Prehrambeni proizvodi dobijeni biotehnologijom mogu popraviti kvalitet osnovi namirnice, npr. njen ukus i sastav. Za nerazvijene zemlje posebno je korisno gajenje pasulja otpornog na patogene, virus-rezistentne papaje, Bt pamuka, kao i pirinča obogaćenog vitaminom A. U skoroj budućnosti treba očekivati i krompir koji apsorbuje manje ulja pri prženju, kukuruz i soju sa povećanim sadržajem proteina, paradajz sa svežijim ukusom, kao i slađe jagode.Izvesna je i proizvodnja vakcina za oralnu primenu koje bi proizvodile GM a koje bi bile jeftinije, lakše za čuvanje i manje stresogene za upotrebu od dosadašnjih, a koristile bi se za prevenciju dijareje, kolere i hepatitisa B.Na drugoj strani, za mnoge istraživače i javno mnenje proizvodnja GM hrane  je neprihvatljivo poigravanje sa prirodom.

Biodiverzitet

Protivnici savremene biotehnologije, naročito genetičkog inženjerstva smatraju, da će masovno gajenje transgenih biljaka direktno doprineti ugrožavanju biodiverziteta (De Kathen, 1996). Jedan od pretpostavljenih dejstava na biodiverzitet je štetno dejstvo transgena, čemu će biti izloženi živi organizmi u direktnom dodiru sa transgenim biljkama. Primjer za to je slučaj leptira Danuas plexippus na čije gusjenice navodno štetno deluje ishrana lišćem korova Asclepias syriaca na čijoj se površini nalazi polen sa obližnjih biljaka transgenog Bt kukuruza (Losey et al., 1999). Drugi pretpostavljeni aspekt potencijalne opasnosti transgenih biljaka na biodiverzitet se ogledava u "fenomenu zelenog asfalta". Proizvodnja transgenih biljaka tolerantnih na herbicide omogućava nesmetanu upotrebu efikasnih preparata u borbi protiv korova, što može dovesti do potpunog uništenja cjelokupne flore sa tretiranih njiva, zajedno sa nestankom spontane faune koja živi na tim biljkama. Time nastaju "sterilne njive" sa uništenom spontanom florom i faunom, bez ičeg drugog, sem transgenih biljaka.Za razliku od zahteva  za „uniformnošću i čistotom" koje postavlja odgajanje  genetski modifikovanih useva, zahtevi organske proizvodnje su potpuno suprotni; ovakav način proizvodnje podstiče biodiverzitet i prirodne lance ishrane, i vodi računa o održavanju prirodnih  biogeohemijskih ciklusa.

TRANSGENE ILI GENETSKI MODIFIKOVANE ŽIVOTINJE

Transgena životinja je životinja u koju je ugrađena rekombinantna molekula DNK u njen genom (preneseni gen = transgen)

Prva transgena životinja je napravljena u Cold Spring Harboru, 1975. godine, od strane Jaenisha i Mintla. Transgen iz majmunskog genoma ubačen je u mišiji i dobijen je transgeni miš, protein se eksprimirao, ali transgen nije prenesen na potomstvo. Prva "loza" transgenih

11

miševa (dakle onih koji su transgen prenosili potomstvu), napravila je ista grupa naučnika 1977. godine. Zajednički doprinosi biologije razvića i genetskog inženjeringa omogućili su razvoj tehnika za stvaranje transgenih životinja. DNA mikroinjekcija, prva tehnika koja se pokazala uspešnom kod sisara, prvo je primenjena na miševe (Gordon i Ruddle, 1981), a zatim i na razne druge vrste, kao što su pacovi, zečevi, ovce, svinje, ptice i ribe.Posljednjih godina, razvijeno je nekoliko novih tehnika za proizvodnju transgenih životinja. Transfer ES ćelija (Gossler et al., 1986), transfer cijelih hromozomskih segmenata ("transomic mice", Richa i Lo, 1988). Trenutno je najkorišćenija i najuspešnija metoda pronuklearne mikroinjekcije (Gordon et al.,1980).

U TICAJ I PRIMJENA TRANSGENIH ŽIVOTINJA

Medicina- transgene životinje se koriste za identifikaciju funkcija specifičnih faktora u složenom homeostatičkom sistemu, preko pretjerane ili umanjene ekspresije modifikovanog gena (inserirani transgen). Toksikologija - kao odgovarajuće test životinje za detekciju otrova

Molekularna biologija - analiza regulacije genske ekspresije koristi procjenu specifične genetičke promjene na nivou cijele životinje

Farmaceutska industrija - ciljana proizvodnja farmaceutskih proteina, lijekova, i testiranja efikasnosti proizvoda

Biotehnologija - proizvodnja specificnih proteina, npr, genetički izmjenjenih hormona, koji povećavaju prinose mlijeka i mesa; u akvakulturi - modifikacije fiziologije i/ili anatomije; procedure kloniranja za reprodukciju specificnih krvnih linija; razvoj životinja za upotrebu u ksenografiji.

Genska terapija - dodavanje normalne (wt) kopije gena genomu individue koja nosi defektne kopije gena.

Primjeri

Insekti - Malariju prenose ženke komaraca iz roda Anophelles. One u sebi nose protozu Plasmodium malariae, i kroz salivu, dok pije čovjekovu krv, pušta parazita u krvotok te osobe. Svetska Zdravstvena Organizacija bilježi oko 500 miliona slučajeva malarije svake godine, uz podatak da plazmodijum postaje rezistentan na lijekove, a komarci na insekticide. Zato su se neki naučnici dosjetili da komarca genetički modifikuju da ne može da prenese malariju, a zatim da ga pustite u divljinu da se pari sa ostalim komarcima i daje GM potomstvo. Jedan od načina da se ovo izvede je da se sporni gen nakači na bakteriju Wolbachia sp., onda ta bakterija inficira komarca, i postane dio njega. Kad se GM ženke pare sa mužjacima (bilo da su oni GM ili ne), dobiće se GM potomstvo.

Ribe - npr losos, dostigne krajnju veličinu za duplo kraće vrijeme nego divlji tip, gaji se u akvakulturi, koja predstavlja kontrolisanu sredinu, u kojoj se gaji riba, umjesto da se

12

izlovljava; 30-50 puta brže rastu. Neki naučnici su izolovali "antifriz gen" iz riba koje žive u hladnim morima, pa se razvija tehnologija ubacivanja ovog gena i drugim ribama kako bi tako mogle da žive i na hladnijim mjestima nego njihovi divlji srodnici, što bi proširilo proizvodnju... Sisari - Domace životinje:ubrzan rast, poboljšana otpornost na bolesti, manje masnoće u mesu, veća mišićna masa, poboljšan kvalitet vune, veća nutriciona vrijednost ili ukus, itd, itd.

Biomedicinska i farmaceutska istraživanja - produkcija važnih proteina u mlijecnim žlijezdama krava. Osnovna ideja je kombinovati DNA sa instrukcijama za sintezu proteinskog lijeka sa DNA koje diriguje taj protein u mliječnu žlijezdu. Postavljanjem ovih gena pod kontrolu genskih regulatornih elemenata koji kodiraju proteine mlijeka, kao što su b-kazein i b-laktoglobulin, koji se oni javljaju samo u mlijecnim žlijezdama, bilo koji drugi gen pod slicnom regulatornom kontrolom će se eksprimirati u ovom tkivu. Transgene životinje se koriste kao važna proizvodna postrojenja (bioreaktori) za sekreciju dragocenih proteina u mleko. Mnogi humani proteini sadrže ugljenohidratne ili lipidne bočne grupe koje se dodaju posttranslaciono. U osnovi uspeha mliječno - žlezdanih bioreaktora leži sposobnost alveolarnog epitela da obezbedi odgovarajuce posttranslacione modifikacije proteina tako da oni mogu da zauzmu svoju biološki aktivnu formu. Kada se posttranslaciona modifikacija proteina ne završi do kraja, biološka aktivnost je dovedena u pitanje. A kako bakterije ne poseduju enzime za katalizaciju adicije ovih grupa, izgleda da je jeftinije i brže sintetisati te proteine u kravama nego u bakterijama. Kad proizvodnja transgenih životinja postane dovoljno jeftina, biće dostupno mnogo više lekova, jer se skoro svaki protein može sintetisati u mliječnim žlijezdama. Brojke govore u prilog ovoj tehnici: svinje, koze i ovce proizvode 300 - 900 litara mleka godišnje, dok jedna krava muzara daje oko 10 000 litara mlijeka godišnje što nas dovodi do podatka da bi bilo potrebno samo oko 17 krava za zadovoljenje godišnjih svjetskih potreba za npr.

Transgene koze su napravljene tako da proizvode protein protiv zgrušavanja krvi nazvan humani antitrombin III (ATIII). On bi se mogao koristiti kod ljudi kojima je potrebna jedna vrsta opearcije na otvorenom srcu (bajpas koronarne arterije, CABG).

Poli je transgena ovca koja nosi humani gen za protein nazvan Faktor X, koji se može koristiti u liječenju hemofilije. Za razliku od drugih transgenih životinja, Poli je nastala upotrebom tehnike nuklearnog transfera i kloniranja.

Onkomiševi su miševi kod kojih se razvija rak dojke i limfnih žlezda. Oni sadrže specificne defektne gene koji izazivaju rak (onkogene). Ovi miševi se širom sveta koriste za ispitivanje dejstva lijekova i terapija protiv ove dve vrste karcinoma. Takode postoje miševi koji razvijaju cističnu fibrozu, ali oni imaju mnogo veću stopu smrtnosti odmah po rodjenju, a isto tako kod njih nisu primjećene ozbiljne respiratorne infekcije, kao što je to kod ljudi obolelih od CF, pa ovi model sistemi nisu još uvijek dovoljno pogodni za istraživanja ove bolesti, i mora se još raditi na tome.

13

Istraživanja su usmjerena i na razvoj transgenih svinja ciji su organi podesni za transplantaciju kod ljudi. Jedan dio humanog imunog sistema prepoznaje i uništava sve ćelije koje ne poseduju obiljeležja humanih ćelija na svojoj površini. Ova obiljeležja su proteini na površini ćelije koji se nalaze jedino kod ljudskih ćelija. Dakle, moraju se razviti takve transgene svinje koje ce posjedovati gen za sintezu ovih proteina, što se i radi. Ove svinje imaju organe sa obilježima humanih proteinima, što sprečava humani imuni sistem da napadne i uništi transplantirani organ.

Genska terapija - jedan od ljepših primjra genske terapije je procedura izvedena u Velikoj Britaniji. 18-mjesečni dječak, Rajs, bio je obolio od fatalnog oštećenja koštane srži, koje je onemogućavalo njegovom organizmu da se bori protiv infekcija, tj. imuni sistem mu je bio oštećen. Iscrpni testovi su pokazali da se radi o mutiranom genu, gama c, koji se smatra odgovornim za grešku u imunom sistemu. Dio koštane srži je izvaden iz organizma, ubačen je zdrav gen u njene celije, zatim je ta srž vraćena u organizam, a imuni sistem se polako oporavio.

UTICAJ GMO BILJAKA I ŽIVOTINJA NA LJUDSKI ORGANIZAM

Sa hranom GM porekla strana DNK ulazi u ljudsko telo; GM organizmi mogu da proizvedu nepredviđene toksine ili alergene; transfer gena može da se desi između transgenih biljaka i bakterija, što bi moglo da ima katastrofalne ekološke konsekvence. Pri metabolizmu, kod životinja koje se hrane genetski modifikovanim žitaricama može doći do rekombinacije DNK i do posledica koje do sada niko nije mogao predvideti

Oni koji nemaju naročite primjedbe protiv transgene hrane navode da čovjek od samog svog postojanja svakodnevno konzumira značajne količine genetičkog materijala (DNK) koji se nalazi u svakoj konvencionalnoj hrani biljnog ili životinjskog porekla, pa i u mikroorganizmima koji spontano dospjevaju u organizam čoveka.

U slučaju transgene hrane razlika je samo u tome, što se umjesto odvojenog unošenja gena biljaka i bakterija, putem transgene hrane to se dešava istovremeno. Pri tome se ne poriče realnost mogućeg pozicionog efekta transgena, tj. da će se transgen, koji je sam po sebi potpuno bezopasan za čoveka, u "novoj sredini" stupiti u interakciju sa genima transgene biljke, izazivajući neočekivane efekte.

Ser Vilijam Ašer (William Ascher), predsednik britanskog BMA  (Board of science and education)  GMO je nazvao „Frankeštajnovom hranom" i izjavio: „Čim GM duh izađe iz boce, uticaj na spoljašnju okolinu će vjerovatno biti nepovratan." Jer, reč je o lancu ishrane: zemljište, biljka, životinja, čovek. Ako se negdje poremete neke prirodne zakonomjernosti, dolazi do poremećaja tog sistema. Još uvjek se ne zna da li postojeći enzimski sistem životinja i čovjeka može da prepozna fragmente tih proteina i da ih razgradi do posljednje aminokiseline.

14

ZAKLJUČAK

Očigledno je da postoje prednosti i nedostaci vezani uz stvaranje transgenih ili genetski modifikovanih biljakai životinja .Sa jedne strane opravdanost njihovog stavaranja bi se mogla objasniti željom da se poboljšaju određene osobine biljka i životinja, da se doprinese njihovom oplemenjivanju, većim usjevima i rasplodima,te mogućnošću korišćenja u farmaceutskoj industriji,toksikologiji,medicini i u drugim oblastima. Dok sa druge strane postoje takođe očigledni nedostaci i opasnosti koji bi eventualno mogli dovesti do negativnog uticaja na životnu sredinu i na samo zdravlje čovjeka.No odgovor na to da li je veća opasnost ili korist upotrebe ove tehnologije ,ipak leži u budućnosti ,kako sa naučnog,tako i sa etičkog gledišta.

15

LITERATURA

1.Dragoslav Marinković,Nikola Tucić,Vladimir Kekić;

GENETIKA,Nučna knjiga,Beograd,1989

2.Wikipedia

3.Dr.Gordana Matić,

OSNOVI MOLEKULARNE BIOLOGIJE,Beograd,1997

16