Dodaj do listy

Znaczenie genetyki w hodowli roslin, zwierzat, medycynie i dla czlowieka.

ZNACZENIE GENETYKI W HODOWLI ROŚLIN

W celu tworzenia nowych odmian roślin wykorzystuje się nie tylko pojawienie się nowych cech, które są wynikiem mutacji, lecz również indukuje się je w sposób sztuczny. W tym celu hoduje się pojedyncze komórki rośliny, które poddaje się działaniu czynników mutagennych (promieniowanie ultrafioletowe, związki chemiczne). W wypadku roślin z pojedynczej komórki można wyhodować kompletny organizm. Tak postępuje się z komórkami roślin uprawianych w kulturach komórkowych i poddawanych działaniu czynników mutagennych. Wytworzone czyste odmiany roślin często krzyżuje się ze sobą.

Innym zjawiskiem wykorzystywanym w praktyce tworzenia nowych odmian roślin jest indukowanie poliploidów, czyli organizmów zawierających w swych jądrach zwielokrotnioną liczbę chromosomów. Poliploidalność wywołuje się zazwyczaj stosując czynniki zakłócające podział chromosomów w czasie mitozy, w wyniku, czego powstają jądra zawierające liczbę chromosomów większą niż 2n. Poliploidalne rośliny mają czasem zwiększone wymiary i charakteryzują się większą bujnością niż zwykłe odmiany diploidalne, stąd ich atrakcyjność dla rolnictwa. Jednak wiele odmian poliploidalnych ma znacznie obniżoną płodność, co ogranicza ich praktyczne zastosowanie

Zastosowanie genetyki w rolnictwie służy:

  • zwiększaniu plonów,
  • zwiększaniu przeżywalności roślin,
  • tworzeniu roślin wybujałych (poliploidów),
  • tworzeniu nowych odmian odpornych na szkodliwe warunki środowiska,
  • hodowaniu roślin w kierunku pożądanym dla człowieka, np. duże owoce, niskie drzewa, szybko owocujące odmiany.

Dzięki genetyce stosowanej w hodowli roślin, uzyskano m.in.:

  • transgeniczne pomidory o przedłużonej trwałości przechowywania,
  • ziemniaki produkujące albuminę typu HSA,
  • transgeniczne rośliny tytoniu, odporne na herbicydy.

. Przykład zastosowania genetyki: z ryżu wyizolowano gen, który koduje białko chroniące tę roślinę przed pewną odmianą rdzy (straszliwego szkodnika). Wprowadzenie tego samego genu do pszenicy, kukurydzy czy innych roślin uprawnych uodporni je na tę chorobę.

ZNACZENIE GENETYKI W HODOWLI ZWIERZĄT

W początkowym okresie stosowana przez człowieka selekcja miała charakter masowy. Oznaczało to wybór osobników przeznaczonych do reprodukcji z całej populacji dostępnej hodowcy. Selekcja taka była w dużym stopniu przypadkowa. Później zaczęto stosować do rozmnażania specjalny materiał, hodowany w kontrolowanych warunkach i gwarantujący utrzymanie się pożądanych cech. Na przykład w przypadku świń baza genetyczna stanowi zwykle mniej niż 10 % całej populacji. W większości krajów hoduje się w tym celu kilka różnych ras, które krzyżuje się ze sobą w celu uzyskania prosiąt używanych do produkcji wieprzowiny. Krzyżowanie jest ważną czynnością: prosięta pochodzące z krzyżówek charakteryzują się większą niż ich rodzice przeżywalnością, szybkością wzrostu, wydajnością przetwarzania paszy na mięso itp. Rodzice stanowiący czyste rasy są homozygotami nie tylko pod względem genów odpowiedzialnych za korzystne cechy hodowlane. Często homozygotyczność dotyczy również alleli zawierających defekt i w rezultacie wpływających niekorzystnie na organizm. Krzyżówka pozwala na wytworzenie heterozygoty i zniwelowanie wpływu allelu z defektem.

W każdej hodowli większe znacznie odgrywają samce niż samice, wprawdzie potomstwo dziedziczy w równym stopniu po obu rodzicach, ale na skutek stosowanej w hodowli zwierząt poligamii, większa jest rola samców. W hodowlach samce są selekcjonowane na podstawie wartości hodowlanej, a samice na podstawie wartości użytkowej. W hodowli według linii chodzi o jak najbliższe pokrewieństwo z cennym osobnikiem, użytym jako reproduktor. Role w selekcji odgrywa pokrewieństwo, czyli podobieństwo osobników mających w swoich genotypach pewną cześć indywidualnych genów.

Pokrewieństwo w linii prostej łączy potomka z przodkiem. Pokrewieństwo gamet zależy od stopnia pokrewieństwa genetycznego. Stąd wniosek, że im bardziej są spokrewnione ze sobą rodzice tym bardziej homozygotyczne będzie potomstwo.

Genetyka ma duże znaczenie w hodowli, gdyż dzięki niej uzyskano organizmy transgeniczne np.:

  • transgeniczne myszy i świnie, które wykorzystuje się w badaniach genetycznych,
  • organizmy o zwiększonej przeżywalności i odporności,
  • mysi model białaczki

Przykład zastosowania genetyki: do genomu myszy wprowadzono gen kodujący białkowy hormon wzrostu. Ów gen w części doświadczeń pochodził z genomu człowieka, a w pozostałej części eksperymentu - ze szczura. Wskutek tego uzyskano tzw. myszy transgeniczne, które miały w sobie dodatkowy, obcy gen innego gatunku. Ze względu na zwiększony poziom hormonu wzrostowego były dwa razy większe od myszy normalnych. Stwierdzono, że cecha ta podlega dziedziczności. W związku z tym nadal prowadzi się próby badawcze nad możliwością otrzymania podobnych transgenicznych zwierząt gospodarskich, głównie kóz, królików, owiec i świń. Badania w takim kierunku stwarzają szanse wyhodowania zwierząt rosnących szybciej i lepiej oraz bardziej ekonomicznie wykorzystujących paszę, co miałoby duże znaczenie gospodarcze.

ZNACZENIE GENETYKI W MEDYCYNIE

Poznanie ludzkiego genomu pozwala na określenie czy dana osoba zachoruje na jakiś nowotwór. Takie badania wykonuje się często, gdy osoba jest obciążona zmutowanymi genami dziedzicznie, np. w przypadku raka piersi, gdy chorowała babka, matka Matka B. Schulz Sklepy cynamonowe, bohaterka epizodyczna; jest w opowieści prawie nieobecna. Narrator nie zwraca na nią uwagi, nie dba o nią. Notuje jedynie, że wciąż się czesała lub leżała w salonie... Czytaj dalej Słownik bohaterów literackich - liceum to córka prawdopodobnie też zachoruje wiemy, że wcześnie wykryty rak jest prawie w 100% uleczalny. Badania można przeprowadzić także na płodzie dziecka i określić czy jest zdrowe czy też chore np. na hemofilię czy zespół Downa ( badania prenatalne). Genetyka Genetyka nauka o dziedziczności i zmienności organizmów. Bada budowę materiału genetycznego i mechanizmy jego działania (genetyka molekularna), jak również zasady przekazywania informacji genetycznej z... Czytaj dalej Słownik biologiczny okazała się również niezwykle pomocna bezpłodnym parom. Dzięki metodzie in vitro, czyli sztuczne zapłodnienie wiele par doczekało się potomstwa.

Geny pochodzenia zwierzęcego czy roślinnego mogą w komórkach bakterii lub innych organizmów podlegać ekspresji i produkować w znacznych ilościach różnego rodzaju białka enzymatyczne i hormony, co stwarza możliwości produkcji i jest obecnie wykorzystywane przez liczne firmy w przemyśle chemicznym lub farmaceutycznym.

Wykorzystywanie genetyki:

  • obecnie w medycynie: zarówno w diagnostyce jak i profilaktyce,
  •  terapii.

 Przemysł farmaceutyczny skorzystał dzięki stworzeniu szeregu leków dzięki technikom rekombinowanego DNA. Dla pewnej grupy chorób (hemofilia, zaburzenia związane z brakiem hormonu wzrostu) jedynym sposobem leczenia jest podawanie białka identycznego z obecnym w ludzkim organizmie. Niektóre z nich (właśnie czynniki krzepliwości krwi) uzyskiwano dawniej z krwi ochotników - obecnie raczej się unika krwi jako materiału wyjściowego do preparatyki białek ze względu na zaistniałe przypadki zakażenia hemofilityków przyjmujących te produkty wirusem powodującym AIDS. Inne białko np. stosowana w leczeniu bardzo częstej choroby - cukrzycy - insulina Insulina hormon obniżający poziom glukozy we krwi. Wytwarzany przez komórki ß wysepek Langerhansa trzustki. Insulina jest polipeptydem wydzielanym w chwili podniesienia poziomu glukozy (po posiłku). Powoduje... Czytaj dalej Słownik biologiczny - mogło być izolowane ze zwierząt, ale nieznacznie różniło się od białka ludzkiego, co mogło dawać niepożądane efekty.

Przykłady korzyści, jakie medycyna może czerpać z podstawowych badań biologicznych:

  • szybkość, z jaką wzbogaca się nasza wiedza o pojawiających się w sposób nagły groźnych, a nieznanych przedtem chorobach.

Przykład zastosowania genetyki:badania nad AIDS. Wiadomo było, że jego materiałem genetycznym jest RNA, w którym jest zapisane co najmniej siedem Siedem Siedem to symbol kosmosu, stworzenia, przestrzeni, boskości, świętości, doskonałości, zdrowia, mądrości, wytrwałości, inteligencji, przygody, uporu, oszustwa, bólu, konfliktu, zwycięstwa.
...
Czytaj dalej Słownik symboli literackich
genów. Ta podstawowa wiedza o wirusie pozwoliła na kilka praktycznych posunięć w walce z AIDS. Dzięki temu, że nauczono się hodować w laboratorium wirusa wywołującego AIDS, można było opracować testy umożliwiające rozpoznawanie osób zakażonych. Poznano również przynajmniej początek drogi wiodącej do wytworzenia szczepionki i leków przeciwko AIDS.

W specjalnie do tego celu stworzonych koloniach bakterii produkuje się białka użyteczne w medycynie, takie jak insulinę dla diabetyków, czy globuliny Globuliny Białka proste słabo rozpuszczalne w wodzie. Są składnikiem osocza krwi. Należy do nich fibrynogen i g-globuliny immunoglobuliny - przeciwciała Wszelkie białka, których cząsteczki są w stanie... Czytaj dalej Słownik biologiczny powodujące krzepliwość krwi u osób cierpiących na hemofilię.

ZASTOSOWANIE GENETYKI W ŻYCIU CZŁOWIEKA

Dynamiczny rozwój inżynierii genetycznej budzi nadzieje u osób dotkniętych wadami genetycznymi. Terapie genowe mają polegać na zastąpieniu uszkodzonych alleli prawidłowymi; „naprawie uszkodzonych” genów; wprowadzeniu normalnego genu do zmutowanej komórki.

Przykłady zastosowania genetyki: możliwość „produkowania” ludzkich organów niezbędnych do przeszczepów przez organizmy transgeniczne.

  • Badania genetyczne oraz wykorzystanie technik inżynierii genetycznej przyczyniły się do:
  • wyjaśnienia przyczyn wielu chorób,
  • umożliwienia badań podłoża genetycznego chorób (jakie geny są odpowiedzialne za powstanie określonej choroby),
  • umożliwienia wczesnego wykrywania chorób dziedzicznych (jeszcze przed urodzeniem), chorób zakaźnych i chorób nowotworowych. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu techniki pozwalającej odnaleźć jeden zmieniony fragment genu (lub genu wirusa czy bakterii) wśród milionów innych fragmentów DNA (metoda powielania zwana kopiarką inżyniera genetyka),
  • umożliwienia badań nad opracowaniem nowych sposobów leczenia:

a) Uzyskanie leków metodami inżynierii genetycznej (np. zmodyfikowane komórki bakteryjne czy drożdży wytwarzają insulinę, która jest hormonem reguluje stężenie cukru we krwi. Innymi lekami są np. hormon wzrostu i substancje rozpuszczające zakrzepy krwi.

b) Terapia genowa - leczenie chorób przy pomocy genów wprowadzanych do chorych narządów

c) Szczepionki - np. genetycznie zmodyfikowane ziemniaki czy sałata, posiadające geny wirusa żółtaczki. Takie rośliny produkują niektóre białka tego wirusa. Spożywanie takich roślin pobudza wytwarzanie przeciwciał rozpoznających takie białka wirusa i chroni przed rozwojem choroby po zakażeniu wirusem.

Podsumowanie:

GMO- czyli Organizmy Modyfikowane Genetycznie budzą najwięcej kontrowersji to przeważnie wprowadzenie genów pochodzących z innych gatunków, które nadają modyfikowanemu organizmowi pożądaną cechę, nie występującą u niego naturalnie.

Modyfikacje genów stosuje się dla:

  • Lepszej odporność na "stres": jeśli uprawy mogą być odporniejsze na gradacje szkodników, to zredukowałoby to niebezpieczeństwo niskich plonów. Podobne korzyści mogłyby wyniknąć z lepszej odporności na mróz, wyjątkowe gorąco albo suszę - pomimo że to wymagałoby by manipulacji złożonymi połączeniami genów.
  • Zdrowszego jedzenie: przez wstawianie genów do upraw takich jak ryż i pszenica, możemy podnosić ich wartość odżywczą. Na przykład, geny odpowiedzialne za przenoszenie prekursora witaminy A zostały wstawione do ryżu. Naukowcy otrzymali genetycznie zmodyfikowaną odmianę tzw. złotego ryżu (Golden rice), która produkuje nawet 20 razy więcej β-karotenu, niż zwykły ryż. Ponieważ ryż stanowi podstawę jadłospisu ponad połowy mieszkańców ziemi., nowa odmiana może stać się pomocna w uzupełnianiu beta karotenu i zapobiec np. dziecięcej ślepocie powszechnej w krajach rozwijających się.
  • Wydajniejszego gospodarstwa rolnego: Nowe geny u bydła mogą zwiększyć produkcję mleka. Prowadzi się badania nad bydłem dającym mleko Mleko Mleko symbolizuje boski pokarm, pokarm ducha, eliksir życia, nieśmiertelność, odrodzenie, oczyszczenie, prawdę, dobro, szacunek, mądrość, miłość, płodność, dobrobyt.
    Starożytność...
    Czytaj dalej Słownik symboli literackich
    z ludzkimi białkami (takie mleko nie powoduje uczuleń u dzieci).
  • Większej ilości jedzenia z mniejszej powierzchni: poprawiona wydajność GMO może oznaczać, że rolnicy w następnych latach nie będą musieli zajmować coraz większych obszarów pod uprawy.
  • Rekultywacji zanieczyszczonej gleby lub ziemi: nowe gatunki mogą być pomocne w rekultywacji zanieczyszczonej gleby. Dzięki inżynierii genetycznej możemy otrzymać gatunki roślin, które będą w stanie pochłaniać znaczne ilości toksycznych substancji.
  • Dłuższego okresu przechowywania: genetyczna modyfikacja owoców i warzyw może czynić je bardziej odporne na przechowywanie i transport. Istnieją już takie gatunki.
  • Biopaliwa: Zmodyfikowane genetycznie rośliny mogą służyć do produkcji biopaliw.
  • Szczepionek i leków: zmodyfikowane rośliny i zwierzęta mogą posłużyć do produkcji tanich szczepionek i lekarstw.

Paulina Karpiuk Kl. IIb