Informație

Un pic în plus: Organisme modificate genetic - Biologie

Un pic în plus: Organisme modificate genetic - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Autor: Sabrina Lazăr - Biologie celulară și scriere profesională '20

Organisme modificate genetic (OMG): concepute pentru bine

Ce-ar fi dacă ai putea valorifica puterea mutațiilor și le-ai induce să dea o modificare specifică a aminoacizilor, dând organismului fenotipul dorit? Dacă ați avea suficient de aceste organisme la o scară suficient de mare, cum ar putea aceasta să afecteze o populație țintă sau chiar ecosistemul?

Tehnologiile care permit modificarea genetică a viețuitoarelor oferă potențialul de a ajuta la abordarea multor dintre marile provocări cu care se confruntă societatea astăzi: nevoia de energie și materiale durabile, nevoia de alimente sigure și sigure, nevoia de a inventa noi medicamente care să schimbe viața. , și elemente ale schimbărilor climatice pentru a numi câteva. La fel ca toate tehnologiile noi, însă, aplicarea ingineriei genetice vine cu riscuri și diverse dificultăți etice. Prin urmare, trebuie luate în considerare utilizarea responsabilă a acestei tehnologii, iar beneficiile și riscurile oricărui proiect trebuie evaluate continuu.

În acest „Puțin în plus” discutăm despre o aplicație promițătoare a modificării genetice, modificând genomul plantelor pentru a accelera creșterea soiurilor de culturi tolerante la secetă.

U.S. Food and Drug Administration (FDA) definește organismele modificate genetic ca fiind „modificate genetic”, care descrie „practici de modificare genetică care utilizează biotehnologia modernă”. Ingineria genetică se referă la procesul prin care oamenii de știință efectuează „modificări direcționate asupra structurii genetice a unei plante pentru a oferi plantei o nouă trăsătură de dorit.” (FDA.gov)

Organismele modificate genetic, în special în culturi, s-au dovedit de fapt a fi benefice și chiar schimbătoare de viață pentru unele populații. De exemplu, pentru a îmbunătăți viața a milioane de oameni din Africa și Asia care suferă de deficiență de vitamina A din cauza dietelor sărace, Dr. Ingo Potrykus și Dr. Peter Beyer au modificat genetic o varietate de orez pentru a asigura această necesitate (citiți mai multe despre Golden Rice aici ). Echipa a reușit să schimbe secvența orezului pentru a genera o funcție nouă: producerea unei vitamine care altfel nu ar exista în boabe. În acest fel, populația a reușit să culeagă beneficiile OMG-urilor (joc de cuvinte) și epidemia de deficit de vitamina A a avut o soluție. Aceasta este puterea ingineriei genetice - de a schimba secvența ADN și de a obține un nou fenotip dorit.

Cu toate acestea, ce se întâmplă dacă fenotipul pe care îl vizați este schimbarea unei plante din diploidă în haploidă?

Mohamed Hisham Siddeek, de anul trei, lucrează pentru a-și da seama. În proiectul său independent de cercetare de licență cu dr. Anne Britt și Sundaram Kuppu, el a încercat să găsească o modalitate mai ușoară și mai directă de a face plantele să fie haploide și reproducătoare (homozigote pentru trăsăturile cheie).

În Arabidopsis thaliana, un organism model de plante preferat, gena CENH3 este implicată în determinarea centromerilor cromozomii și poate provoca inducerea haploidă la plante (forma mutantă face ca descendenții să devină haploizi). Această inducție haploidă are aplicații directe în agricultură.

De la stânga la dreapta: Mohamed Hisham Siddeek. Fiole mici care conțin plante de cartofi. Siddeek și o plantă de roșii. Dr. Sundaram Kuppu și Siddeek.

De exemplu, să presupunem că un cultivator este interesat să cultive o linie de OMG specializată pentru toleranța la secetă. Ei doresc ca plantele lor să fie „de reproducere adevărată”, ceea ce înseamnă că vor continua să producă numai descendenți cu aceleași trăsături homozigote din nou și din nou - fără surprize de la posibilii heterozigoți. Cu toate acestea, tehnicile clasice de realizare a liniilor de reproducere adevărată necesită șapte până la opt generații de încrucișare înapoi a plantelor, luând o cantitate enormă din timpul cultivatorilor. Dacă ar putea induce schimbarea genetică tolerantă la secetă și să modifice CENH3 pentru a produce descendenți haploizi, liniile de reproducere adevărată vor fi obținute după doar o singură generație, iar cultivatorul poate începe să vadă rezultate mai repede.

Aici intervine proiectul: abordarea principală a fost de a găsi o modalitate directă de a afecta gena CENH3 prin schimbarea unor părți ale secvenței. Pentru a realiza acest lucru, echipa a indus mai multe mutații punctuale pentru a vedea care ar putea determina următoarele generații de plante să fie haploide. Ei au descoperit că prin împerecherea unui mutant CENH3 cu o plantă de tip sălbatic, descendența va fi haploidă și va moșteni doar genele de tip sălbatic, nu pe cele mutante! Acest lucru este important pentru că atunci, în doar unu generație, ei vor fi reproducători adevărati, iar dacă se împerechează singuri, descendenții vor împărtăși același genotip și vor transmite acel fenotip specific. Nu vor exista alele dominante sau recesive în imagine care să riscă să afecteze fenotipul dorit, astfel încât linia mutantă specifică să poată rezista.

Gena CENH3 este conservată peste tot toate descendențe de eucariote, deci scopul este de a explora modul în care aceste rezultate pot fi aplicate altor specii de culturi. În acest fel, vedem schimbări la fel de mici precum mutațiile punctuale care au puterea de a afecta fenotipul și cum acest lucru poate fi aplicat problemelor din lumea reală.

Surse:

„Orezul de aur” - GoldenRice.org. http://www.goldenrice.org/Content2-How/how1_sci.php

„Mâncare din plante modificate genetic” - https://www.fda.gov/food/ingredientspackaginglabeling/geplants/ucm461805.htm

„Arabidopsis thaliana” - TAIR. https://www.arabidopsis.org/portals/education/aboutarabidopsis.jsp

„CENH3” - Britt, Anne B și Sundaram Kuppu. „Cenh3: Un jucător emergent în tehnologia de inducție haploidă.” Frontiere în știința plantelor vol. 7 357. 12 apr. 2016, doi:10.3389/fpls.2016.00357

„Adevărata reproducere” - Study.com. https://study.com/academy/lesson/true-breeding-definition-variety-quiz.html

„Mutații punctuale” - Enciclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/point-mutation


Un pic în plus: Organisme modificate genetic - Biologie

  • Acasă ASU
    • Noutăți și evenimente
    • Academicieni
    • Cercetare
    • Atletism
    • Absolvenți
    • Dăruind
    • Președinte
    • Despre ASU
    • Arte și Științe
    • Afaceri
    • Design și arte
    • Educaţie
    • Inginerie
    • Viitoarele globale
    • Absolvent
    • Soluții de sănătate
    • Onoruri
    • Jurnalism
    • Lege
    • Nursing și inovație în sănătate
    • Servicii publice și soluții comunitare
    • facultate
    • Școala de Management Global Thunderbird
    • Hartă
    • Tempe
    • Vest
    • Politehnic
    • Centrul orașului Phoenix
    • Online și extins
    • Lacul Havasu
    • SkySong
    • Parcul de cercetare
    • Washington DC.
    • China
    • Biți de biologie
    • Căutător de păsări
    • Depozitul de caroserie
    • Pagini de colorat
    • Experimente și activități
    • Jocuri și simulări
    • Cum să
    • Puzzle-uri
    • Chestionare
    • Chestionare în alte limbi
    • Realitatea virtuală (VR)


    Oamenii de știință oferă organismelor modificate genetic un comutator de siguranță

    Oamenii de știință au reprogramat bacteria comună E coli deci are nevoie de un aminoacid sintetic pentru a trăi.

    Cercetătorii de la Harvard și Yale au folosit câteva instrumente extreme de manipulare a genelor pentru a proiecta caracteristici de siguranță în organismele de proiectare.

    Această lucrare depășește cu mult ingineria genetică tradițională, care implică mutarea unei gene de la un organism la altul. În acest caz, ei rescriu de fapt limbajul geneticii.

    Scopul este de a face organismele modificate mai sigure de utilizat și, de asemenea, de a le proteja împotriva virușilor care pot face ravagii în producția farmaceutică.

    Sarea

    Cine a făcut acea aromă? Poate un microb modificat genetic

    Pentru a înțelege ce au făcut, poate fi necesar să vă amintiți puțin de biologie de bază. Enzimele și alte proteine ​​din corpul nostru sunt toate construite din blocuri numite aminoacizi. De obicei, există doar 20 de aminoacizi în natură. Dar George Church, profesor de genetică la Harvard Medical School, a creat o bacterie care necesită un aminoacid suplimentar, unul făcut în laborator și care nu se găsește în natură. Laboratorul său a făcut asta prin rescrierea limbajului genetic al bacteriei pentru a adăuga un „cuvânt” care solicită acest aminoacid nenatural.

    „Așadar, asta o face într-adevăr o ramură complet nouă a vieții”, spune Church.

    Acestea au fost modificate E coli bacteriile vorbesc în esență un limbaj genetic diferit de toate celelalte vieți de pe Pământ. Asta înseamnă că nu pot schimba cu ușurință genele, ceea ce bacteriile fac adesea pentru a prelua sau a scăpa de trăsături. Și înseamnă, de asemenea, că acestea s-au modificat E coli trebuie hrănit cu aminoacid sintetic pentru a supraviețui.

    „Va muri imediat ce vei elimina acel nutrient esențial”, spune Church.

    Oamenii de știință spun că această reinginerie radicală face de fapt aceste forme de viață sintetice mai sigure, pentru că, dacă scapă în sălbăticie, vor muri. O întrebare cheie este dacă aceste bacterii modificate pot elimina trăsăturile care le fac dependente de aminoacidul sintetic. (Bacterii mută tot timpul, culegând noi trăsături și eliminând altele).

    Genzyme a trebuit să oprească producția la fabrica sa farmaceutică din Allston, Massachusetts, în 2009, după ce bacteriile utilizate în producție au fost contaminate cu viruși. Brian Snyder/Reuters Landov ascunde legenda

    Genzyme a trebuit să oprească producția la fabrica sa farmaceutică din Allston, Massachusetts, în 2009, după ce bacteriile utilizate în producție au fost contaminate cu viruși.

    Brian Snyder/Reuters Landov

    Church spune că dacă laboratorul său ar fi modificat doar o trăsătură, bacteriile ar avea o șansă la un milion de a scăpa de această caracteristică de siguranță. Dar modificând mai multe trăsături, el spune că șansele sunt mai mult ca una la un trilion ca bacteriile să poată supraviețui fără aminoacidul sintetic.

    Aceste organisme modificate au un alt plus: cu codul lor genetic modificat, sunt rezistente la virușii care atacă frecvent bacteriile. Virușii au nevoie de limbajul ADN convențional pentru a infecta bacteriile. Deci acesta este un punct de vânzare pentru industriile care utilizează E coli.

    „Dacă vă contaminați fabrica, poate fi greu de curățat timp de un an”, spune Church, arătând spre un episod la Genzyme Corp., un producător de produse farmaceutice din Cambridge, Massachusetts, în 2009. Virușii de acolo au contaminat o fabrică în care bacteriile au fost folosite pentru a face medicamente pentru două tulburări genetice rare, boala Gaucher și boala Fabry, întrerupând proviziile.

    Și utilizările industriale sunt potențial doar începutul pentru organismele modificate.

    „Acest lucru stabilește, de asemenea, scena pentru deschiderea de noi tipuri de aplicații în viitor”, a spus Farren Isaacs, profesor asistent de biologie moleculară, celulară și de dezvoltare la Universitatea Yale. Isaacs a părăsit laboratorul lui Church la Harvard pentru a-și începe al său la Yale. A ținut pasul cu fostul său șef. Și el a integrat câteva caracteristici de siguranță E coli. Rapoartele lor au fost publicate împreună miercuri în jurnal Natură.

    Alte utilizări ar putea include bacterii de inginerie care mănâncă ulei pentru a le folosi pe o scurgere. Ele ar putea fi distruse când s-au terminat prin reținerea nutrienților esențiali. Isaacs spune că oamenii de știință ar putea, de asemenea, să creeze bacterii pentru a produce probiotice pentru consumul uman.

    Este mai greu de gândit cum ar putea fi utilizată această tehnologie în agricultură. Nenumărate acri de culturi modificate genetic ar trebui să fie hrănite cu acest ingredient artificial, dintr-un praf de recoltă sau prin alte mijloace. Oamenii de știință ar trebui, de asemenea, să demonstreze că componenta proteică sintetică este sigură de consumat.

    „Cred că este lăudabil că încep să proiecteze siguranța organismelor modificate genetic”, spune Jennifer Kuzma, co-director al Centrului de Inginerie Genetică și Societate de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. „Cu toate acestea, oricum, nu cred că va afecta percepția publicului atât de mult sau felul în care trebuie să facem față incertitudinii. Puteți reduce șansa de răspândire, dar nu o puteți elimina complet”.

    Știința nu oferă absolute. Dar această tehnologie evoluează rapid, iar Church spune că este important să creăm funcții de siguranță pe măsură ce acestea merg.


    Probleme etice ale ingineriei genetice

    Problemele etice, inclusiv preocupările pentru bunăstarea animalelor, pot apărea în toate etapele generației și duratei de viață a unui animal individual modificat genetic. Următoarele secțiuni detaliază unele dintre problemele care au apărut în timpul procesului de elaborare a ghidurilor conduse de egali și a consultărilor asociate de analiză a impactului efectuate de CCAC. CCAC lucrează la o etică acceptată a utilizării animalelor în știință, care include principiile celor Trei R (Reducerea numărului de animale, Rafinarea practicilor și a creșterii pentru a minimiza durerea și suferința și Înlocuirea animalelor cu alternative non-animale ori de câte ori este posibil) (17). Împreună, cei Trei R-uri urmăresc să minimizeze orice durere și suferință experimentate de animalele utilizate și, ca atare, sunt considerate principiile tehnicii experimentale umane. Cu toate acestea, în ciuda măsurilor luate pentru a minimiza durerea și suferința, există dovezi ale preocupărilor publice care depășesc cei Trei R și bunăstarea animalelor cu privire la crearea și utilizarea animalelor modificate genetic (18).


    Discutați cu furnizorii

    Dr. Jonathan Latham, co-fondator și director executiv al Bioscience Resource Project, sugerează că companiile de produse alimentare naturale vorbesc cu furnizorii lor. Dacă un ingredient se schimbă, cereți o descriere a ceea ce s-a schimbat în termeni genetici.

    Apoi cereți furnizorilor testele pe care le folosesc pentru a verifica modificările și pentru a furniza reactivii de testare pe care i-au folosit, spune Latham. „Ar trebui să le fie destul de ușor de făcut”, spune el, chiar dacă o companie este reticentă să furnizeze informațiile.


    Ce se califică drept OMG?

    O concepție greșită comună este că orice animal sau plantă considerat a fi în afara domeniului referinței noastre pentru „natural” este un OMG. Îmi vin în minte imagini cu vaci și roșii anormal de mari. Cu toate acestea, comunitatea științifică și U.S. Food and Drug Administration (FDA) folosesc o definiție mai strictă pentru un OMG: un animal sau o plantă care a fost creată prin inginerie genetică [1]. Ingineria genetică este un termen folosit pentru a descrie metodele biotehnologice folosite de oamenii de știință pentru a manipula direct genomul unui organism. Conform acestei definiții, OMG-urile nu includ plantele sau animalele obținute prin reproducere selectivă sau animalele modificate prin administrarea de suplimente hormonale sau antibiotice. De fapt, în prezent nu mâncăm produse din carne considerate a fi OMG-uri, deși animalele de fermă pot fi hrănite cu o cultură modificată genetic [2].

    Scopul principal al majorității ingineriei genetice efectuate asupra alimentelor este creșterea randamentului culturilor și/sau îmbunătățirea valorii nutritive din hrana animalelor. Nicio cultură modificată genetic de pe piața din Statele Unite nu a fost modificată pentru a fi neobișnuit de mare (Tabelul 1). Imaginile cu legume extrem de mari folosite pentru a susține imaginea „Franken-food” a OMG-urilor probabil nu sunt deloc OMG-uri, o legumă neobișnuit de mare ar fi mai probabil creată prin metode mai puțin controversate de reproducere selectivă sau suplimente nutritive, nu prin inginerie genetică.


    Top 10 OMG-uri pro și contra – Lista rezumată

    Despre autor

    Numele meu este Andreas și misiunea mea este să educ oamenii de toate vârstele despre problemele noastre de mediu și despre modul în care toată lumea poate contribui la atenuarea acestor probleme.

    Pe măsură ce am mers la universitate și am obținut diploma de master în economie, am făcut multe cercetări în domeniul economiei dezvoltării.

    După ce am terminat facultatea, am călătorit în jurul lumii. Din acest moment, am vrut să aduc o contribuție pentru a asigura un viitor locuibil pentru generațiile următoare în fiecare parte a frumoasei noastre planete.

    Vrei să contribui la salvarea mediului înconjurător? Împărtășește-l!

    Despre conștiința mediului

    Environmental Conscience își propune să facă lumea puțin mai bună.

    Dacă vă place, distribuiți-l pentru a sprijini crearea de conținut nou!

    Raportați acest anunț. Dezvăluirea afiliaților

    În calitate de asociat, pot câștiga comisioane din achizițiile eligibile de la Amazon sau din alte programe.

    Raportați acest anunț Disclaimer

    Vă rugăm să rețineți că toate informațiile pe care le ofer pe acest site sunt după cunoștințele mele. Cu toate acestea, nu îmi asum nicio responsabilitate pentru informațiile incorecte și nu voi fi responsabil pentru eventualele consecințe negative care ar putea apărea din cauza încrederii pe aceste informații.

    Referințe

    Environmental Conscience își propune să ofere conținut unic de înaltă calitate, care este util cititorului.


    Priveste filmarea: CONȘTIENTUL ȘI PERSONALITATEA. DE LA INEVITABIL MORT LA VEȘNIC VIU (August 2022).