slovenskÁ poĽnohospodÁrska univerzita v...

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE

FAKULTA AGROBIOLÓGIE A POTRAVINOVÝCH ZDROJOV

KATEDRA GENETIKY A ŠĽACHTENIA RASTLÍN

Prednáška zo Základov biologickej bezpečnosti

Princípy tvorby biotech/GMO.

Štruktúra a funkcia informačných molekúl.

Prenos cudzorodých génov do organizmov,

tvorba transgénnych organizmov.

prof. RNDr. Milan BEŽO, CSc.

© Milan Bežo Genova

Peľ

II.

III. IV.

S

I.

G 1

M

S

Mitóza

Meióza

Princíp tvorby biotech/GMO

Prenos informácií o vlastnostiach a znakoch organizmov – dedičnosť.

Prenos informácie pri rozmnožovaní I. človeka, II. rastlín, III. baktérií,

IV. vírusov v bunke.

Šípka znázorňuje smer prenosu informácie. 2


Výber Získanie potomstva

z vybraných rastlín

podľa výhodnosti

znakov a vlastností.

Kríženie (hybridizácia) Oplodnenie, kombinácia znakov

a vlastností.

Mutácie Náhle dedičné zmeny

znakov a vlastností.

× Peľ

Dedičnosť a premenlivosť – význam pre evolúciu a šľachtenie

Výberom mutáciami a hybridizáciou zmenených

znakov a vlastností voľne žijúcich druhov rastlín

človek vyšľachtil súčasné odrody.



3

Výber Prírodný, zámerný.

Hybridizácia Vnútrodruhová

a vzdialená

– medzidruhová,

medzirodová.

Mutagenéza Spontánna

a zámerná

– chemické

a fyzikálne

mutagény,

biologické faktory.

Dedičnosť a premenlivosť v šľachtení rastlín

Voľne rastúce druhy rodu

Solanum sp.

Genetická rozmanitosť,

úplná samostatnosť

pri rozmnožovaní.

Nevhodné ako potravina,

krmovina alebo surovina

pre priemysel.

Intenzívne odrody

ľuľka zemiakového

Výrazne väčšie hľuzy,

vhodné ako potravina,

krmovina a iné využitie.

Závislosť na výžive

pri pestovaní, ochrane

a rozmnožovaní.


4


Mutačné zmeny Mutácia je zmenená a neopravená jednotka dedičnosti.

Materiálnou jednotkou dedičnosti je gén, diskrétna časť informačnej molekuly.

Informačná molekula v organizmoch je DNA (deoxyribonukleová kyselina).

Mutácie – spontánne, zmeny vyvolané faktormi

vonkajšieho prostredia (rôzne

druhy žiarenia, chemické látky,

infekčné mikroorganizmy)

alebo pôsobením vnútorného

prostredia organizmu (produkty

metabolizmu).

Náhodne zmenený gén

Mutácie – navodené, človekom zámerne použité faktory,

ako žiarenie (gama lúče a iné) alebo

chemické látky (nitrózoetylmočovina

a iné)na vyvolanie zmien

v informačných molekulách.

Nekontrolované zmeny génov

≈30 000

génov

Informačná molekulá



5

Kríženie (hybridizácia)

Pri krížení sa kombinujú nielen želané informácie,

ale aj iné gény krížených organizmov.

Kombinuje sa ≈30 000 informačných jednotiek, génov.

Krížením sa môže získať len taký znak alebo vlastnosť, ktorý majú rodičia.

×

Želaná kombinácia

Peľ

Informačné molekuly Informačné molekuly



6

Genetická transformácia (transgenóza)

Cielené začlenenie jednej alebo niekoľkých (1–10) informačných jednotiek,

génov známej funkcie do genetickej výbavy organizmu,

ktorá má v prípade rastliny ≈30 000 informačných jednotiek (génov).

Príklad. Začlenenie informačnej jednotky baktérie Bacillus thuringiensis

pre bielkovinu delta endotoxín (Bt toxín) genetickej výbavy kukurice siatej.

Cudzorodý gén (gén iného ako cieľového organizmu) začlenený do genetickej

výbavy organizmu je transgén.

Organizmus s transgénom je geneticky modifikovaný organizmus – GMO,

alebo biotech organizmus.

≈30 000

gén

Genetická

transformácia



7

Cielená a známa zmena v genetickej výbave organizmu.

Zmena len určitého presne definovaného znaku. Ostatné znaky zostávajú pôvodné, alebo len nepatrne zmenené.

Transgén a jeho produkt (bielkovina) sú v organizme dobre

kontrolovateľné.

Časti transgénu sú produktom prírodného evolučného procesu.

Črty genetickej transformácie (transgenózy)



8

Genetickú výbavu človeka tvorí približne

8 % endogénnych provírusov. Napríklad, bornavírusy, (-)ssRNA vírusy so stálou infekciou jadra bunky

cicavcov vrátane človeka. Masayuki Horie, et al.: Endogenous non-retroviral RNA virus elements in mammalian genomes.

In: Nature, 2010, vol. 463, p. 84-87.

Do genetickej výbavy organizmov sú prírodným spôsobom

vnášané informačné molekuly iného pôvodu.

.

… asi 0,5 % všetkých génov človeka

boli skopírované z baktérií …

Je „kniha života“ človeka chimérou,

má časť živočíchov a časť baktérií? Ponting, C. P.: Plagiarized bacterial genes in the human book of life.

In: Trends Genet. 2001, May;17, (5), p. 235-2377.



9

Biotechnologicky upravený organizmus

má genóm obohatený

o cudzorodý gén/gény (transgén/transgény)

technikami rekombinovanej DNA.

Synonymom pojmu biotechnologicky upravenený organizmus, sú pojmy

geneticky modifikovaný organizmus (GMO),

živý modifikovaný organizmus (LMO),

geneticky transformovaný organizmus.

Biotechnologicky upravený je organizmus baktérií, archeí a eukaryí.

Geneticky upravené môžu byť aj nebunkové biologické systémy (NBS)

– vírusy, satelity, viroidy. NBS nie sú organizmy, sú to infekčné častice

bez metabolizmu, ktoré sa môžu reprodukovať len v hostiteľskej bunke.

Biotechnologicky upravené organizmy

– biotech organizmy



10

NBS – vírusy a satelity sú zložené z nukleových kyselín (NK) a bielkovín,

viroidy len z NK a priony sú zmenené bielkoviny.

Baktéria a archea sú jednobunkové organizmy, ktoré majú informačnú

molekulu/molekuly uloženú voľne v bunke, nie je chránená membránou.

Eukarya sú jedno a mnohobunkové organizmy, ktoré majú materiálny základy dedičnosti

(molekuly deoxyribonukleovej kyseliny – DNA) chránenú membránou. Bunka má jadro.

Bunka eukaryí,

10–50 µm

(jednobunkovce, huby, rastliny, živočíchy)

Bunka baktérií a archeí,

1–5 µm

Nebunkové biologické systémy

(NBS), 20–300 nm

(vírusy, satelity, viroidy, priony)



11

Biotech úpravy organizmov – genetické transformácie – genetické modifikácie.

Cieľavedomá manipulácia s informačnými molekulami genómu (genómov)

mimo živej bunky, rekombináciou informačných molekúl.

Rekombinovaná

molekula DNA

(plazmid a gén z rastliny)

Izolácia a enzymatické

štiepenie DNA rastliny

DNA rastlín

Gén

Enzymatické spojenie

molekúl DNA

v skúmavke

Plazmid

Izolácia a enzymatické

štiepenie

DNA plazmida baktérie



12

Je miera rizika nekontrolovaných zmien

mutáciami alebo hybridizáciou prijateľná

pre zdravie človeka a životné prostredie?

Pre posúdenie zdravotnej nezávadnosti

a ekologickej únosnosti je rozhodujúca

metóda zásahu do genómu alebo výsledok zásahu (produkt,

organizmus so zmenenou vlastnosťou )?



13

Informačné molekuly

Informačné molekuly sú biopolymery, zložené zo základných

štruktúrnych jednotiek nukleotidov. Podľa organizácie molekúl,

funkcie a štruktúry nukleotidov sú dve formy nukleových kyselín,

deoxyribonukleová kyselina (DNA) a ribonukleová kyselina (RNA).

Nukleotid DNA má jednu z báz adenín (A), guanín (G),

cytozín (C) a tymín (T), cukor, 2´deoxy-D-ribóza (D)

a fosfát, kyselina fosforečná (P). Biopolymér je dvojreťazcový,

pričom reťazce sú spojené vodíkovými väzbami A–T a G–C.

Nukleotid RNA má jednu z báz adenín (A), guanín (G),

cytozín (C) a uracil (U), cukor, D-ribózu (R)

a fosfát, kyselina fosforečná (P). Biopolymér je v organizmoch

jednoreťazcový, pričom pri syntéze RNA na predlohe DNA

sa viaže A–U a G–C.


Informačné molekuly a biotech/GMO

14

Štruktúra DNA

Zložky nukleotida (I.),

nukleotidy (II.),

polynukleotid DNA (III.)

a dvojreťazcová DNA, dsDNA (IV.).

A

C

G

I. Zložky nukleotida DNA A – adenín, G – guanín, T – tymín, C – cytozín.

Bázy

deoxyribóza

fosfát

III. Polynukleotid

DNA

A

C

G

3´

5´

A

C

G

3´

5´

A

T

C

G

3´

5´

IV. dsDNA

II. Nukleotidy DNA ATP – deoxyadenozín trifosfát, GTP – deoxyguanozín trifosfát, TTP – deoxytymidín trifosfát, CTP – deoxycytidín trifosfát.

5´

G

5´

A

5´

C

5´


15


A

C

G

I. Zložky nukleotida RNA A – adenín, G – guanín, U – uracil, C – cytozín.

Bázy

ribóza

fosfát

II. Nukleotidy RNA ATP – adenozín trifosfát, GTP – guanozín trifosfát,

UTP – uridín trifosfát, CTP – cytidín trifosfát.

5´

G

5´

A

5´

C

5´

III. ssRNA

A

C

G

3´

5´

Štruktúra RNA

Zložky nukleotida RNA (I.),

nukleotidy (II.)

a jednoreťazcová ssRNA (III.).


16


Triedy ribonukleových kyselín (RNA) v organizmoch

Informačná RNA (mRNA)

DNA RNA bielkovina

AK

Antikodón

Ribozóm

Transferová RNA (tRNA)

Prenos aminokyselín (AK)

na miesto syntézy bielkovín.

Ribozomálna RNA (rRNA)

Súčasť ribozómu, miesta syntézy bielkovín.


17


Polymerizácia doplňovacích nukleotidov

na jednoreťazcovom úseku

rozpletenej dvojreťazcovej molekuly DNA.

Na princípe párovania báz

sa na dusíkatú bázu DNA naviaže nukleotid.

DNA: A–dTTP, T–dATP, G–dCTP, C–dGTP.

RNA: A–UTP, U–ATP, G–CTP, C–GTP.

Nukleotidy sa viažu fosfodiesterovou väzbou.

A – adenín, T – tymín, G – guanín, C – cytozín, U – uracil.

dATP – deoxyadenozíntrifosfát, dTTP – deoxytymidíntrifosfát,

dCTP – deoxycytidíntrifosfát, dGTP – deoxyguanozíntrifosfát.

ATP – adenozíntrifosfát, UTP – uridíntrifosfát, CTP – cytidíntrifosfát,

GTP – guanozíntrifosfát.


18


Syntéza DNA

Syntéza (replikácia) DNA Na reťazcoch rozpletenej dsDNA sa podľa párovania báz A –T a G – C viažu

nukleozidtrifosfáty, deoxyadenozín–5´trifosfát (dATP), deoxycytidín–5´trifosfát

(dCTP), deoxyguanozín–5´trifosfát (dGTP), deoxytymidín–5´trifosfát (dTTP).

Nukleotidy sa navzájom viažu fosfodiesterickou väzbou.

Replikáciou DNA vznikajú dve molekuly DNA. (Vpravo).

Čiastočne rozpletená

molekula dsDNA

pri jej replikácii.


A

C

G

A

T

C

G 3´

5´ 3´

5´

dTTP

dGTP G

DNA

DNA DNA

19


Syntéza RNA Na reťazcoch rozpletenej dsDNA sa podľa párovania báz A –U a G – C viažu

nukleozidtrifosfáty, adenozíntrifosfát (ATP), cytidíntrifosfát (CTP),

guanozíntrifosfát (GTP) a uridíntrifosfát (UTP).

Nukleotidy sa navzájom viažu fosfodiesterickou väzbou. (Vľavo).

Syntézou RNA vzniká molekula RNA. Na molekule sa DNA vodíkovými

väzbami medzi bázami obnoví dvojzávitnica. (Vpravo).

Čiastočne rozpletená

molekula dsDNA

pri syntéze RNA. A

C

G

A

T

C

G 3´

5´ 3´

5´

dGTP G

DNA

RNA DNA

DNA/RNA


20


Gén je špecifická diskrétna časť

nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA vírusov),

ktorá kóduje molekulu ribonukleovej kyseliny

(mRNA, rRNA, tRNA) a prostredníctvom mRNA aj bielkoviny.

Gén je funkčná a štruktúrna jednotka dedičnosti.

Gén a jeho štruktúra


21


Gén má (a) oblasť pre prepis genetickej informácie

na mRNA a (b) regulačné oblasti. Oblasť prepisu génu pre mRNA má rámec čítací otvorený (ORF – open reading frame),

pre súvislý a dostatočne dlhý peptid alebo bielkovinu. Promótor je regulačná oblasť

pre naviazanie enzýmu RNA polymerázy (začiatok syntézy)

a koncový signál (terminátor) na ukončenie syntézy.

Gén triedy II. eukaryí

Promótor

dsDNA

Koncový signál

5´ 3´ 5´

3´ ORF

Polymerizácia lineárneho usporiadania

aminokyselín podľa poradia nukleotidov v molekule

nukleových kyselin.

(a) Prepis genetickej informácie (GI).

Na molekule DNA sa na krátkom úseku, géne nasyntetizuje mRNA.

b) Preklad GI.

Podľa trojíc nukleotidov mRNA sa na ribozómoch

usporiadavajú a polymerizujú aminokyseliny

do polypeptidového reťazca.

Genetická informácia – poradie nukleotidov v molekule nukleovej kyseliny

(gén) kódujúce bielkovinu alebo kontrolujúce aktivitu génov.

Syntéza bielkovín


22


Genetický kód

Systém pravidiel podľa, ktorých sa poradie nukleotidov mRNA

prekladá do poradia aminokyselín pri syntéze bielkovín.

Vlastnosti genetického kódu

Tri nukleotidy mRNA, triplet určujú zaradenie

jednej aminokyseliny v bielkovine.

Čítanie nukleotidov je neprerušované a neprekrýva sa.

Je univerzálny, platný pre všetky organizmy.

Je degenerovaný, niektoré aminokyseliny

sú kódované viacerými tripletmi.


23


I. II.

III. U C A G

U

UUU Phe

UUC Phe

UUA Leu

UUG Leu

UCU Ser

UCC Ser

UCA Ser

UCG Ser

UAU Tyr

UAC Tyr

UAA Stop

UAG Stop

UGU Cys

UGC Cys

UGA Stop

UGG Trp

U

C

A

G

C

CUU Leu

CUC Leu

CUA Leu

CUG Leu

CCU Pro

CCC Pro

CCA Pro

CCG Pro

CAU His

CAC His

CAA Gln

CAG Gln

CGU Arg

CGC Arg

CGA Arg

CGG Arg

U

C

A

G

A

AUU Ile

AUC Ile

AUA Ile

AUG Met

ACU Thr

ACC Thr

ACA Thr

ACG Thr

AAU Asn

AAC Asn

AAA Lys

AAG Lys

AGU Ser

AGC Ser

AGA Arg

AGG Arg

U

C

A

G

G

GUU Val

GUC Val

GUA Val

GUG Val

GCU Ala

GCC Ala

GCA Ala

GCG Ala

GAU Asp

GAC Asp

GAA Glu

GAG Glu

GGU Gly

GGC Gly

GGA Gly

GGG Gly

U

C

A

G

Kódovací slovník pre mRNA a bielkoviny

Poznámka: I. – prvá, II. – druhá, III. – tretia pozícia bázy v kodóne. A – adenín, C – cytozín, G – guanín, U – uracil sú

jednopísmenkové skratky báz. Ala – alanín, Arg – arginín, Asn –asparagín, Asp – kyselina asparágová, Cys – cysteín, Gln –

glutamín, Glu – kyselina glutamová, Gly – glycín, His – histidín, Ile – izoleucín, Leu – leucín,

Lys – lyzín, Met – metionín, Phe – fenylalanín, Pro – prolín, Ser – serín, Thr – treonín, Trp – tryptofán, Tyr – tyrozín, Val – valín,

trojpísmenkové skratky aminokyselín. Stop kodóny pre ukončenie syntézy molekuly bielkoviny © Milan Bežo Genova

24

Prepis a preklad genetickej informácie (GI)

Prepis GI je syntéza mRNA na predlohe DNA.

Gén je oblasť jedného reťazca nukleotidov dvojreťazcovej DNA (dsDNA).

Preklad GI, je syntéza peptida podľa predlohy mRNA.

Kodón je trojica báz DNA a mRNA, ktorá kóduje jednu aminokyselinu peptida.

mRNA

A

C

G

3´

5´

A

C

G

3´

5´

A

T

C

G

3´

5´

dsDNA

Thr

Asp

His

Asp Gén Kodón

Prepis GI Preklad GI

Peptid


25


Prepis a preklad genetickej informácie (GI)

v bunke baktérie 1. Chromozóm v bunke baktérie tvorený kružnicovou

dvojreťazcovou DNA (dsDNA).

2. Prepis GI, syntéza mRNA na predlohe jedného reťazca dsDNA.

3. Preklad GI, syntéza peptida na predlohe mRNA. Polycistrónny preklad, syntéza viacej

rôznych peptidov podľa predlohy jednej mRNA.

5´ 3´ mRNA

5´ 3´

Ribozóm

Peptid

Chromozóm baktérie (dsDNA)

Prepis GI

Preklad GI

Bunka

baktérie


26


Prepis a preklad genetickej informácie v bunke eukaryí Gén v bunke eukaryí má intróny a exóny. V jadre bunky je pre-mRNA upravená, vyštiepené

sú intróny, nasyntetizovaná je čiapočka a poly A koniec. Syntéza peptida je monocistrónna,

na jednej mRNA sa syntetizuje jeden peptid.

5´

5´ 3´

3´ 5´

5´ 3´

Jadro bunky

Cytoplazma bunky

Nukleozómy

Rozvinutie nukleozómov DNA

dsDNA

Rozvinutá dsDNA pri syntéze

pre-mRNA pre-mRNA

mRNA

mRNA

Ribozóm

Peptid

Úprava pre-mRNA

na mRNA


27


Genetický význam nukleových kyselín a bielkovín Syntéza DNA, prepis a preklad genetickej informácie.

DNA

DNA

Syntéza

DNA

DNA mRNA

Znak

Bielkovina

Prepis

Preklad

Substrát

Gén


28


• DNA je schopná zdvojenia, replikácie.

• Kóduje znaky a vlastnosti organizmu.

• Prepisom a prekladom informácie uloženej

v DNA sú kontrolované všetky metabolické procesy v bunke.

• Molekula DNA má nevyčerpateľnú variabilitu primárnej štruktúry.

• Variabilita primárnej štruktúry DNA

sa môže spontánne alebo navodene rozširovať.

• Všeobecná štruktúra a funkcia DNA

je rovnaká vo všetkých bunkových organizmoch

a nebunkových biologických systémoch, je univerzálna.

Biologické vlastnosti DNA

29


DNA a tvorba biotech/GMO

• Enzymatické úpravy DNA (štiepenie, spájanie, syntéza, kontrola

štruktúry, zmeny špiralizácie).

• Rekombinácie molekúl.

• Klonovanie fragmentov DNA v bunke.

• Zdvojenie DNA v skúmavke.

• Začlenenie cudzorodého génu do genómu organizmu,

genetické transformácie.

• Kontrola aktivity génov v živom organizme.

Úpravy izolovanej DNA

30




Genóm baktérií

http://db2.photoresearchers.com/feature/infocus

300

Chromozóm baktérie Escherichia coli (K-12)

má 4 639 221 bp a 4 288 génov pre bielkoviny.

Plazmid (DNA)

(niekoľko tisíc bp) Ribozóm

Chromozóm

(DNA)

bp – párov báz

Blattner, F. R. a i.: The complete genome sequence of Escherichia coli K-12. In: Science. 1998 Mar

20;279(5368):1827.

31


Genómy v bunke rastlín

dsDNA

A

C

G

3´

5´

A

T

C

G

3´

5´ Bunka

rastlín

ctDNA 120 – 200 kb, 20 – 100 kópií

chromozómu v chloroplaste,

500 – 10 000 chloroplastov v bunke.

120 (arábkovka Thalova) – 90 000

(ľalia) Mb

mtDNA 200 – 2 400 kb, (570 kb

kukurica siata) .

b = báza, bp = pár báz DNA, kb = kbp = 1 000 (kilo, tisíc) b/bp, Mb = Mbp = 1 000 000 (mega, milión) b/bp

© Milan Bežo Genova 32


Chromozómy jadra (1-5), mitochondrií (MT) a chloroplastov (CHL), veľkosť

chromozómov (Mbp – milión párov báz) a počty génov

arábkovky Thalovej (Arabidopsis thaliana L.) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/cgi-bin/Entrez/map_search?chr=arabid.inf 11. 3. 2002 (Upravené)

Chromozóm 1 2 3 4 5 CHL MT

Mbp 29,6 19,6 23,3 17,5 26,3 0,1–02 0,2–2,4

Počet génov 7 137 4 633 5 695 3 978 6 000 120–140 20–30

V chromozómoch jadra bunky je spolu 27 443 génov pre bielkoviny.


33



Baktéria Escheriachia coli

Huba Saccharomyces cerevisiae

Ľalia Lilium longiflorum L.

4,6 Mb 160×

12,1 Mb

n = 16 60×

90 000 Mb

n = 12

Človek Homo sapiens

3 200 Mb

n = 23 5×

122×

CD 700 MB (703,1 MiB, 737,8 MB) 1 kB (Kilobyte) = 103 Byte, 1 000 Byte

1 MB (Megabyte = 106 Byte, 1 000 000 Byte

1 GB (Gigabyte) = 109 byte, 1 000 000 000 Byte

1 KiB (Kikibyte, KB) = 210 Byte, 1 024 Byte

1 MiB (Megibyte) = 220 Byte, 1 048 576 Byte

1 GiB (Gigibyte) = 230 Byte, 1 073 741 824 Byte

b = báza, bp = pár báz DNA

kb = kbp = 1 000 (kilo, tisíc) b/bp

Mb = Mbp = 1 000 000 (mega, milión) b/bp

Gb = Gbp = 1 000 000 000 (giga, miliarda) b/bp

Porovnanie

veľkosti genómu

a kapacity CD

34



35

Transgén

Promótor

dsDNA

Koncový signál

5´ 3´ 5´

3´ ORF

Transgén je fragment rekombinovanej dsDNA rámca čítacieho otvoreného (ORF) pre

žiadanú bielkovinu regulačných úsekov promótora a koncového terminačného poradia,

ktoré zabezpečujú expresiu transgénu v biotech upravenom organizme.

Príklad. Pre biotech úpravu, genetickú transformáciu rastliny je transgén zložený z ORF

pre bielkovinu delta endotoxín (bt) baktérie Bacillus thurigiensis, promótora P35S vírusu

mozaiky karfiolu a koncového (terminačného) poradia nukleotidov prepisu genetickej

informácie Tnos syntézy nopalínu baktérie Agrobacterium tumefaciens.

bt

Transgén pre bt bielkovinu (delta endotoxin) z baktrérie Bacillus thurigiensis

je vložený do prenášača DNA (vektor dsDNA) obyčajne plazmida.

DNA prenášač má gén záujmu (bt gén), gén markér (1)

a gén/gény (2) potrebné pri genetickej transformácii rastlín.


Prenos cudzorodých génov do genómu rastlín

Rekombi-

novaná

DNA

Mechanický prenos

(napríklad nastreľovanie)

Biologický prenos

(baktériou

Agrobacterium tumefaciens)

Regenerácia rastliny

s cudzorodým génom

Geneticky manipulovaná

alebo biotech rastlina

Začlenenie cudzorodého

génu v bunkovej kultúre



36

Agrobacterium tumefaciens genetická transformácia

je veľmi účinný prírodný proces začlenenia

cudzorodého génu do genómu jadra bunky rastlín.

Genetická transformácia pomocou T-DNA

sa prevažne používa na tvorbu transgénnych

dvojklíčnolistových rastlín.

V menšom rozsahu sa pomocou T-DNA geneticky transformujú

jednoklíčnolistové rastliny.

Prenos cudzorodých génov do genómu rastlín agrobaktériami



37

Plazmid infekčný – Ti plazmid

Ti plazmidy majú T-DNA (transformačnú DNA),

ktorá zodpovedá za vznik nádorov,

syntézu opínov (látok potrebných pre baktérie)

a potlačenie diferenciácie buniek rastliny.

Rastlina s nádorom

(tumor)

Agrobacterium tumefaciens

Chromozóm

Ti plazmid

s T-DNA


38


Cieľové bunky

bombardované

mikroprojektilmi

Nárazník

Cieľové bunky Mikroprojektily

Mechanická metóda vnášania cudzorodého génu

do genómu organizmu.Biolistika. Pri biolistike sa transgén (voľná DNA/prenášač DNA) z vodného prostredia prenášajú

do cielových buniek na povrchu malých kovových guličiek (zlato).


39



40

Záver

Tvorba biotech/GMO je založená na výnimočných biologických vlastnostiach informačných molekúl.

Pri transgenóze sa do genómu cieľových organizmov začleňujú krátke úseky informačnej molekuly (DNA)

pre určitú vlastnosť alebo znak.


Ďakujem

za pozornosť


slovenskÁ poĽnohospodÁrska univerzita v...

Documents