ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Biologia · Biotechnologia i inżynieria genetycznaklasa 4 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/4/biologia/gmo-i-otrzymywanie-transgenow/

Biologia · Biotechnologia i inżynieria genetyczna · kl. 4 · zakres rozszerzony

GMO i otrzymywanie transgenów

Jak gen z jednego gatunku trafia do drugiego: klonowanie genu w plazmidzie, Agrobacterium, strzelba genowa i mikroiniekcja, a potem co to daje w praktyce.

ok. 3 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Rdzeń z III klasy

  • GMO ma celowo zmieniony materiał genetyczny, a organizm transgeniczny zawiera gen z innego gatunku (korzyści i ryzyko: III klasa, dz. 1.3). Zwykłe krzyżowanie i selekcja to nie GMO.

2Klonowanie genu w bakterii

  • Kolejno: (1) tą samą restryktazą tniesz DNA z genem i plazmid, bo wtedy końce lepkie do siebie pasują; (2) ligaza skleja gen z plazmidem i powstaje plazmid rekombinowany; (3) plazmid wprowadzasz do bakterii lub drożdży (transformacja); (4) markerem selekcyjnym wybierasz transformanty; (5) hodowla namnaża plazmid i białko.
1. plazmid + genplazmidgen docelowy2. restryktazalepkie końce3. ligazaplazmidrekombinowany (z genem)4. transformacjabakteria+ marker opornościpodłoże z antybiotykiem:rosną transformanty
Klonowanie genu: restryktaza, ligaza, transformacja i selekcja
  • Gen człowieka ma introny, a bakterie ich nie wycinają, więc do bakterii wprowadza się zwykle cDNA (kopię z dojrzałego mRNA, wytworzoną odwrotną transkryptazą).
Zapamiętaj

Zmiana musi pasować do cechy: gen + sygnały jego włączenia w komórce biorcy daje oczekiwane białko.

Sprawdź, czy rozumiesz

Jaka jest właściwa kolejność klonowania genu w plazmidzie bakterii?

3Rośliny i zwierzęta transgeniczne

  • Rośliny: Agrobacterium tumefaciens ma plazmid Ti, którego fragment (T-DNA) wbudowuje się w genom rośliny; zastępujesz geny guzów wybranym genem. Drugi sposób to strzelba genowa, czyli mikropociski pokryte DNA wstrzeliwane do komórek.
  • Zwierzęta: mikroiniekcja DNA do zygoty, wektory wirusowe albo modyfikacja komórek zarodkowych. Zmiana w zygocie lub komórkach zarodkowych trafia do wszystkich komórek, także rozrodczych, więc jest dziedziczona.

4Produkty

  • Insulina, hormon wzrostu, czynniki krzepnięcia i szczepionki z bakterii lub drożdży; rośliny Bt (np. kukurydza) z genem toksyny Bacillus thuringiensis szkodliwej dla owadów; złoty ryż z dodanymi genami szlaku syntezy β-karotenu (prowitaminy A); zwierzęta-bioreaktory wydzielające białko lecznicze np. do mleka.
Uwaga na błąd

Uznanie, że kolonie rosnące na podłożu z antybiotykiem na pewno mają wstawiony gen. Marker pokazuje tylko, że przyjęły plazmid; sam plazmid mógł się zamknąć bez wstawki.

Sprawdź, czy rozumiesz

Dlaczego DNA transgenu wprowadza się do zygoty albo komórek zarodkowych, a nie do komórek skóry dorosłego zwierzęcia?

✎Ściąga: GMO i otrzymywanie transgenów

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Zmiana musi pasować do cechy: gen + sygnały jego włączenia w komórce biorcy daje oczekiwane białko.
  • GMO ma celowo zmieniony materiał genetyczny, a organizm transgeniczny zawiera gen z innego gatunku (korzyści i ryzyko: III klasa, dz. 1.3). Zwykłe krzyżowanie i selekcja to nie GMO.
  • Rośliny: Agrobacterium tumefaciens ma plazmid Ti, którego fragment (T-DNA) wbudowuje się w genom rośliny; zastępujesz geny guzów wybranym genem. Drugi sposób to strzelba genowa, czyli mikropociski pokryte DNA wstrzeliwane do komórek.
  • Zwierzęta: mikroiniekcja DNA do zygoty, wektory wirusowe albo modyfikacja komórek zarodkowych. Zmiana w zygocie lub komórkach zarodkowych trafia do wszystkich komórek, także rozrodczych, więc jest dziedziczona.
  • Insulina, hormon wzrostu, czynniki krzepnięcia i szczepionki z bakterii lub drożdży; rośliny Bt (np. kukurydza) z genem toksyny Bacillus thuringiensis szkodliwej dla owadów; złoty ryż z dodanymi genami szlaku syntezy β-karotenu (prowitaminy A); zwierzęta-bioreaktory wydzielające białko lecznicze np. do mleka.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Jaka jest właściwa kolejność klonowania genu w plazmidzie bakterii?

    1. ASelekcja, cięcie restryktazą, transformacja, sklejenie ligazą
    2. BTransformacja, cięcie restryktazą, selekcja, sklejenie ligazą
    3. CCięcie restryktazą, sklejenie ligazą, transformacja, selekcja
    4. DSklejenie ligazą, cięcie restryktazą, selekcja, transformacja
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Cięcie restryktazą, sklejenie ligazą, transformacja, selekcja – Najpierw trzeba przygotować końce DNA i plazmidu, potem je połączyć, wprowadzić do komórek i wybrać zmienione.

  2. Dlaczego gen i plazmid tnie się tą samą restryktazą?

    1. ARestryktaza włącza gen w komórce biorcy
    2. BPowstają komplementarne lepkie końce, które się zespalają
    3. CPlazmid musi być liniowy, a enzym go prostuje
    4. DEnzym wbudowuje gen w plazmid sam bez ligazy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Powstają komplementarne lepkie końce, które się zespalają – To samo cięcie daje pasujące do siebie jednoniciowe końce lepkie, które potem łączy ligaza.

  3. Jak Agrobacterium tumefaciens wykorzystuje się w inżynierii roślin?

    1. AFragment jego plazmidu Ti wbudowuje się w genom rośliny
    2. BBakteria zabija komórki roślinne, a gen wnika przez martwą ścianę
    3. CBakteria wytwarza białko, które zastępuje roślinie gen
    4. DBakteria tnie genom rośliny restryktazą
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Fragment jego plazmidu Ti wbudowuje się w genom rośliny – T-DNA z plazmidu Ti przenosi wybrany gen do chromosomu rośliny.

  4. Strzelba genowa to sposób wprowadzania DNA, w którym

    1. ADNA przenosi pyłek zapylający kwiat
    2. BDNA wstrzykuje się do jądra neuronu
    3. Ckomórki roślinne zalewa się roztworem restryktazy
    4. Dmikropociski pokryte DNA wstrzeliwuje się do komórek
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: mikropociski pokryte DNA wstrzeliwuje się do komórek – Metoda omija ścianę komórkową fizycznym przeniknięciem cząstek.

  5. Dlaczego DNA transgenu wprowadza się do zygoty albo komórek zarodkowych, a nie do komórek skóry dorosłego zwierzęcia?

    1. AW komórkach skóry restryktazy nie działają
    2. BKomórki skóry nie mają DNA
    3. CZygota dzieli się szybciej niż inne komórki
    4. DTransgen trafi do wszystkich komórek, także rozrodczych, i będzie dziedziczony
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Transgen trafi do wszystkich komórek, także rozrodczych, i będzie dziedziczony – Zmiana tylko w komórkach somatycznych nie przechodzi na potomstwo.

  6. Dlaczego ludzką insulinę w bakteriach produkuje się z cDNA, a nie z genomowego DNA?

    1. ALudzki gen jest za długi, by zmieścić się w komórce
    2. BBakterie nie mają rybosomów
    3. CBakterie nie mają kodu genetycznego
    4. DBakterie nie wycinają intronów
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Bakterie nie wycinają intronów – Introny w genie ludzkim nie zostałyby usunięte z transkryptu, więc białko byłoby błędne.

  7. Gen toksyny Bt wprowadzono do kukurydzy. Jak ta zmiana prowadzi do odporności na owady?

    1. ARoślina wytwarza toksynę szkodliwą dla gąsienic
    2. BRoślina uwalnia substancje przyciągające drapieżniki
    3. CRoślina traci wszystkie aparaty szparkowe
    4. DRoślina wytwarza więcej chlorofilu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Roślina wytwarza toksynę szkodliwą dla gąsienic – Gen koduje białko toksyczne dla niektórych owadów, więc żerujące gąsienice giną.

  8. Bakterie poddano transformacji plazmidem z genem oporności na ampicylinę i genem insuliny i wysiano na podłoże z ampicyliną. Wyrosło 40 kolonii. Który wniosek jest poprawny?

    1. AKolonie stały się oporne przez to, że insulina chroni je przed antybiotykiem
    2. BAmpicylina indukuje powstanie genu insuliny
    3. CWszystkie 40 kolonii na pewno produkuje insulinę
    4. DKolonie przyjęły plazmid, ale obecność genu insuliny trzeba jeszcze potwierdzić
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Kolonie przyjęły plazmid, ale obecność genu insuliny trzeba jeszcze potwierdzić – Marker pokazuje przyjęcie plazmidu, a nie obecność wstawki.

Cały dział „Biotechnologia i inżynieria genetyczna”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Biologia, klasa 4