utilizarea tehnicilor de biologie moleculara pentru identificarea organismelor modificate genetic

Download Utilizarea Tehnicilor de Biologie Moleculara Pentru Identificarea Organismelor Modificate Genetic

Post on 24-Dec-2015

12 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Utilizarea Tehnicilor de Biologie Moleculara Pentru Identificarea Organismelor Modificate Genetic

TRANSCRIPT

Utilizarea Tehnicilor de Biologie Moleculara pentru Identificarea Organismelor Modificate Genetic

UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE I MEDICIN VETERINAR ION IONESCU DE LA BRAD DIN IAI

Utilizarea tehnicilor de biologie molecular pentru identificarea organismelor modificate genetic

CuprinsIntroducere..................................................................................................Pag.3

1.Obinerea OMG-urilor.............................................................................Pag.5

2.Tehnici de identificare a OMG urilor......................................................Pag.8

I.Tehnica PCR...............................................................................Pag.9

II.Tehnica microarray...................................................................Pag.10

III.Metoda cromatografic.............................................................Pag.10

IV.Spectroscopia infraroie apropiat (SIA)............................Pag.10

V. Metoda ELISA.............................................................................Pag.11

VI. Metoda LAMP.............................................................................Pag.14

3. Potenialele riscuri pentru sntatea uman i pentru mediul

nconjurtor.............................................................................................Pag.15

Concluzii....................................................................................................Pag.16

Bibliografie

Introducere

n decursul ultimelor decenii, biotehnologia a cunoscut progrese importante datorit descoperirilor ce in de mecanismul funcionrii acizilor nucleici (ADN-ului i ARN-ului) i investigaiilor desfurate apoi n domeniul geneticii moleculare. Relevarea particularitilor materialului genetic la animale, plante i microorganisme, precum i posibilitatea de modificare a unitilor lor componente au lrgit considerabil domeniile aplicrii biotehnologiei, genernd ns n societate o profund nelinite fa de gradul de securitate i caracterul etic al unor asemenea cercetri. Biotehnologia modern include aplicarea tehnicilor de recombinare a acizilor nucleici i a tehnicilor de fuziune celular invitro, nlturnd barierele naturale de reproducere sau recombinare genetic. Astfel, prin metode de inginerie genetic, metode care reprezint un sistem de tehnici contemporane de manipulare a genomului, a fost posibil inserarea unui spectru larg de gene de interes"(transgene) n mai mult de 120 de specii de plante care aparin la 35 de familii. O importan practic deosebit o au numeroasele varieti de plante modificate genetic (PMG), rezistente la diferite erbicide, insecte duntoare, boli, patogeni fungali, bacteriali i virali. Un rol aparte va reveni n viitorul apropiat plantelor modificate genetic, ce conin gene ale rezistenei la stresul abiotic, inclusiv la secet i la salinitatea solurilor, care astzi cauzeaz pn la 50% din pierderile de producie agricol mondial. Biofortificarea plantelor de cultur prin introducerea genelor implicate n mbuntirea calitilor nutritive ale produselor alimentare, precum coninutul de proteine, vitamine i minerale este o direcie relativ nou, n continu dezvoltare. Produsele alimentare derivate din PMG sunt prezente n magazinele i marketurile Uniunii Europene (UE) din anul 1996. Acest fapt a condiionat apariia unei serii de directive i legi emise de Comunitatea European, menite s supun unui control strict comercializarea i cultivarea organismelor modificate genetic (OMG). Conform cerinelor, produsele alimentare care conin cel puin 0,9 - 1% OMG trebuie supuse analizelor i etichetrii. Necesitatea monitorizrii prezenei PMG i cantitii acestora n culturile agricole i n produsele alimentare derivate din acestea a impus cutarea metodelor analitice eficiente n detectarea, identificarea i cuantificarea alogenelor i a produselor de expresie, care reprezint constituenii genetici de baz. Laboratoarele UE au elaborat i dezvoltat metode de testare a PMG la nivel de ADN prin metoda PCR i/sau proteine, prin analize imunoenzimatice. 1.Obinerea OMG-urilorTransformarea genetic reprezint modificarea genomului unui organism prin tehnicile biotehnologiilor contemporane, care permit introducerea genelor noi, de interes", sau modificarea expresiei unei/ unor gene prezente deja n celul. Organismele astfel obinute, sunt denumite organisme modificate genetic (OMG) sau transgenice. Evoluia tehnico-experimental a ingineriei genetice, n special a metodelor de transfer al genelor peste barierele de sex i la distane taxonomice mari, a permis transgeneza unui numr impuntor de plante cu importan economic: cereale, leguminoase, specii pomicole sau forestiere etc. Obinerea autorizrii unei varieti modificate genetic (MG) n conformitate cu reglementrile de rigoare impune respectarea urmtoarelor cerine: stabilitate n expresia i motenirea transgenelor n generaiile succesive; segregare mendelian a fenotipului transgenic, reglarea organ-specific a expresiei alogenelor i exploatarea produsului su n scop agronomic, alimentar, medical, farmaceutic etc. n afara aplicaiilor practice, manipulrile genetice permit analiza structurii i funciei genelor, oferind posibiliti de a cunoate i a interveni n mecanismele de dezvoltare a plantelor. Alimentele n care se pot regsi evenimente modificate genetic pot fi: produse pe baz de porumb: mlai i gri de porumb, ulei de porumb, chips de porumb, fulgi de porumb pentru micul dejun, produse pe baz de soia : ulei de soia, creme-desert pe baza de soia, lapte de soia, branz de soia, cartofi i subproduse de cartofi, ingrediente: - fain de porumb utilizat la producerea pinii, cerealelor pentru micul dejun, biscuii aperitiv; griul de porumb n : biscuii aperitiv, pesmet, bere, cereale pentru micul dejun; - amidonul de porumb: n sosuri, mezeluri, creme pentru deserturi, preparate pentru deserturi deshidratate, ciorbe, mncare pentru nou-nscui, produse de patiserie; - siropul de glucoz, dextroz, maltodextrinele n : sosuri, biscuii, batoane de cereale, bere, ciorbe, biscuii pentru aperitiv, fructe cu zahar ncorporate n iaurturi i diferite deserturi, ngheate; - aditivi din soia (lecitina) sau din porumb (amidon oxidat, amidon acetilat, arome). Pentru o just apreciere a efectelor pe care alimentele modificate genetic le pot avea asupra strii de sntate, este necesar cunoaterea modului n care sunt obinute aceste organisme i apoi studierea potenialelor efecte.

Obinerea organismelor modificate genetic include cteva etape, care pot fi rezumate astfel: I. Identificarea, izolarea i clonarea genelor de interes".

II. Transferul genelor la plante.

III. Regenerarea, selecia i testarea plantelor MG.

Figura 1.1. Etapele transformrii genetice 1,2- Identificarea i izolarea genei de interes", obinerea ADN-ului recombinat (integrarea transgenei n vector); 3 - Transferul genei himere n celula vegetal prin metode directe sau indirecte; 4 - Selectarea celulelor modificate genetic; 5 - Regenerarea plantelor din celulele transformate genetic; 6 - Reproducerea sexuat/ asexuat a plantelor modificate genetic. Metodele folosite pentru realizarea de organisme modificate genetic sunt prezentate schematic in figura 2.

Fig. 2.1. Prezentare schematic a metodelor de obinere a OMG-urilor

2. Tehnici de identificare a OMG -urilor

Pentru analiza calitativ i cantitativ a materialului modificat genetic n produsele alimentare, au fost elaborate i implementate numeroase metode analitice. Concomitent cu metodele clasice, ca PCR i ELISA, sunt utilizate i alte procedee de analiz precum cromatografia i spectroscopia infraroie.

Necesitatea de a monitoriza i verifica prezena i cantitatea materialului modificat genetic n culturile agricole MG i n produsele derivate a generat o cerere crescnd de metode analitice de detecie, identificare i cuantificare a secvenei de nucleotide inserate i a produilor de expresie a transgenei, deoarece anume aceste componente sunt considerate ca fiind contituieni de baz.

Unele laboratoare au elaborat metode de analiz bazate pe detecia ADN-ului utiliznd tehnica de amplificare PCR (Polymerase Chain Reaction) ori pe proteine, apelnd la analizele imunoenzimatice ELISA (enzyme linked immunosorbent assays), care se deosebesc prin unele avantaje i dezavantaje n funcie de scopul cercetrii i de posibilitile laboratorului.

Fig.2.1. Detecia, identificarea i cuantificarea OMGAlte laboratoare s-au orientatat spre dezvoltarea unor tehnologii analitice care pot oferi soluii alternative la metodele de testare a OMG existente. Acestea includ masspectrometria, cromatografia, tehnologia ADN - chip, Electro.spray.ionisation (ESI), spectroscopia infraroie apropiat etc. (fig. 2.1.). I. Tehnica PCR

Reacia PCR permite amplificarea selectiv, ntr-un numr foarte mare de copii, a unei secvene ADN prezent ntr-o proporie relativ redus n cadrul unui amestec complex de fragmente ADN. Analiza produilor rezultai prin amplificare ntr-o reacie PCR clasic permite formularea unei concluzii calitative (da" sau nu") asupra prezenei OMG-urilor n proba testat. n practic, evaluarea ampliconilor se face, n general,prin separare electroforetic n gel de agaroz, marcare cu EtBr, vizualizare n prezea luminii UV i compararea cu probe standard.

Pentru obinerea informaiilor cantitative referitoare la coninutul de acizi nucleici, este utilizat tehnica real-time PCR care reprezint o variant mult mai performant a reaciei PCR clasic