Wykład 1 Biologia molekularna Organizmy genetycznie modyfikowane (GMO) Transgenizacja Zwierząt Transgenizacja Określenie ,,transgeniczny’’ odnosi się do organizmu, do genomu którego wprowadzono sztucznie obcy materiał genetyczny. Pierwszego zabiegu transgenizacji dokonano w roku 1973, wprowadzając wirusowy DNA do komórek ludzkich hodowanych in vitro. Termin ,,transgeniczny’’ wprowadzono dopiero w roku 1980. Po raz pierwszy wytworzono ssaka transgenicznego w roku 1979. Dokonano tego przez mikroiniekcję DNA do zapłodnionego jaja myszy. Przyczyną wykonania tego zabiegu była chęć badań in vivo funkcji i regulacji ekspresji genów, np. ludzkich w organizmach myszy. Badania takie pozwalają na uzyskanie bardziej wiarygodnych wyników niż otrzymane w hodowlach komórkowych i tkankowych (badaniach in vitro). Transgeneza wykorzystywana jest w badaniach podstawowych, np. dotyczących mechanizmu ekspresji genów podczas rozwoju i różnicowania, w medycynie np. w terapii genowej, ale przede wszystkim w naukach stosowanych - w rolnictwie, biologii, farmakologii. Współczesne cele transgenizacji zwierząt gospodarskich: - zwiększenie masy ciała i wydajności zwierząt; - modyfikacje genotypów zwierząt przez wpływ na poziom ekspresji genów lub przez wprowadzenie nowych genów - poprawa zdrowotności zwierząt przez wprowadzenie genów oporności lub tolerancji na określone choroby Pierwsze transgeniczne świnie i owce otrzymano w roku 1985. Zwierzęta transgeniczne Transgen to skonstruowany w laboratorium gen (tzw. konstrukt genowy), który po wprowadzeniu do komórki gospodarza powinien trwale się z nim zintegrować. Konstrukt genowy (zawierający sekwencję ulegającą translacji, zawiera także sekwencję regulatorową – promotor, w celu umożliwienia ekspresji sekwencji kodującej w komórkach gospodarza. Ponadto, transgen może zawierać także sekwencje dla poliadenylacji, by jego mRNA mógł przebywać w cytosolu. Transgen najczęściej integruje się w regionie ,,aktywnym’’ chromatyny komórki gospodarza . Transgen może w całości pochodzić od innego organizmu, w tym także od organizmu należącego do tego samego gatunku, może także pochodzić z kultur komórkowych. Z reguły transgen integruje się w regionie ,,aktywnym’’ chromatyny komórki gospodarza. Udana transgeneza pozwala na: - śledzenie ekspresji transgenu we wszystkich komórkach organizmu, a więc w wielu jej typach; dowiadujemy się w ilu
(…)
… – gruczole
mlecznym czy nerce, dzięki czemu lek może być wydalany wraz
z mlekiem lub moczem i w ten sposób pozyskiwany – bez
szkody dla zwierzęcia.
Wydajność tego typu produkcji, choć wciąż dość niska, ulega
ciągłemu wzrostowi. Szacuje się, że zaledwie 15
transgenicznych krów, produkujących ludzki hormon wzrostu,
byłoby w stanie pokryć obecne światowe zapotrzebowanie na
ten farmaceutyk!
W przypadku czynnika…
…
był gen hormonu wzrostu człowieka - hGH ( human Growth Hormone).
Użyto go ponieważ przeniesiony do myszy powodował, że rosły szybciej
i osiągały większą masę ciała, niż myszy kontrolne. Postanowiono dać
mu inny niż jego macierzysty promotor. Użyto promotora genu mysiej
metalotioneiny I (mMT-I), który połączono w laboratorium z genem
hGH. Spowodowało to nowy model regulacji ekspresji tego genu…
… zawierają:
- geny struktury (sekwencje kodujące aminokwasy przyszłego
białka);
- sekwencje regulujące aktywność konstruktu (kodony regulacyjne,
promotory, enhancery).
Promotory to sekwencje regulacyjne genów, które
wpływają na ekspresję genu w niektórych tylko
był gen hormonu wzrostu człowieka - hGH
( human Growth Hormone).
Użyto go ponieważ przeniesiony do myszy powodował, że rosły
szybciej i osiągały…
…
przysadki. Użyto do tego genów chimerowych zbudowanych z
promotora mysiego MT-I, połączonego z genem struktury dla
liberyny uwalnianej przez podwzgórze: ludzkim czynnikiem
uwalniającym hormon wzrostu.
Ten konstrukt oddziaływał na przysadkę pobudzając ją do
endogennego wydzielania GH. U myszy to się powiodło,
nastąpiło zwiększenie syntezy GH i szybszy wzrost zwierząt.
U świń nie było żadnego efektu, u owiec…
… prócz w
przysadki. Wyjaśnienie: matalotioneiny są małymi białkami
wiążącymi metale ciężkie, chroniącymi w ten sposób komórkę przed
zatruciem. Geny kodujące metalotioneiny są aktywowane tymi
samymi jonami metalu, które białka te wiążą. Zatem aktywacja
ad II. Transfer konstruktu do genomu. Jedyną
sprawdzoną metodą jest mikroiniekcja do
przedjądrza zapłodnionego oocytu (zygoty). Polega na
:
1. uzyskanie…
… się jednokomórkowe zygoty.
ad. 2.
Mikroiniekcja DNA do oocytów. Około 200- 2000 liniowych kopii transgenu
mieszczących się w objętości ok.1 pikolitra nastrzykuje się do dowolnego przedjądrza
zygoty.
ad 3. Transfer zarodków do hormonalnie zsynchronizowanych biorczyń . Po kilku
godzinach dzielące się zarodki (50-75% wydajności), wprowadza się przez zabieg
chirurgiczny do jajowodu zastępczej matki i oczekuje…
… słaby, ale owce
chorowały na cukrzycę.
U królików udało się najbardziej, były większe prawie o
50% w pierwszych miesiącach życia i nie miały żadnych
patologii.
Obecnie próbuje się oddziaływać na produkcję
zwierząt w zakresie:
1) przyrostu wełny u owiec, który jest ściśle związany z
dostarczaniem cysteiny lub metioniny w diecie. Próbowano
wprowadzić do genomu owcy geny kodujące enzymy szlaku…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)