Obiettivi della lezione Analizzare il significato del termine OGM Identificare le modalità di...
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Obiettivi della lezione
Analizzare il significato del termine OGM
Identificare le modalità di trasferimento genico diretto
Definire incrocio, variazione somaclonale, mutagenesi e ibridazione interspecifica
Analisi critica dei vantaggi e degli svantaggi nell’utilizzo delle tecniche di trasferimento genico diretto
Prerequisiti
Acidi nucleici e proteine: codice genetico e sintesi proteica
Riproduzione gamica ed agamica
Definizione di specie
Definizione di enzima
Pincipali differenze tra cellula eucariota e procariota
Cosa pensi degli OGM?
PIANTE TRANSGENICHE =
piante nel cui genoma sono stati integrati geni estranei, con processi diversi da quello sessuale
Pianta di tabacco che esprime un gene della lucciola rilascia energia sottoforma di luce
Cosa sono gli OGM?
organismi geneticamente modificati
reincrocio
mutagenesi
Variazione somaclonale
Ibridazione interspecifica
Trasferimento genico diretto
reincrocio
Per dotare una varietà eccellente di geni che controllano in maniera semplice una o due, o comunque poche caratteristiche per i quali essa è deficitaria
Questo metodo utilizzato già negli anni ’30 in California per trasferire nel Frumento la resistenza alla carie, alla ruggine ed alla Phytophaga destructor
mutagenesi
Tecnica utilizzata dagli anni ’50
Negli organismi sono indotte mutazioni mediante agenti mutageni fisici (raggi UV, raggi X, neutroni, particelle e , raggi ) e chimici.
Variazione somaclonale
è lo spettro di varianti genetiche che si riscontra tra le piante rigenerate in vitro da tessuti somatici dello stesso genotipo iniziale.
A metà degli anni ’70 colture in vitro di canna da zucchero mostrarono che i cloni rigenerati dopo la coltura in vitro avevano una variabilità >> a quella dei cloni riprodotti in vivo.
Es. lotta ai parassiti:
-resistenza a Fusarium in pomodoro ed in patata
-Helminthosporium in mais ed avena
Ibridazione interspecifica
Sono incroci effettuati tra individui appartenenti a specie differenti
Per definizione individui appartenenti a specie differenti non possono incrociarsi liberamente e qualora questo fosse possibile la progenie non dovrebbe essere feconda.
Molto usata nelle specie ornamentali, perché non producendo seme, le strutture fiorali si conservano più a lungo
1717 Thomas Fairchild
garofano comune X Dianthus barbatus
L’opinione comune ACCETTA tutte queste tecniche,
ma DEMONIZZADEMONIZZA...
Il TRASFERIMENTO GENICO Il TRASFERIMENTO GENICO DIRETTODIRETTO
Perché visto come INNATURALE????????????
Da quando esistono gli OGM?La prima pianta OGM messa in commercio
Nel 1994 è stata un pomodoro che ritardava la maturazione
Pomodoro con la capacità di produrre etilene
ETILENE
Pomodoro transgenico
Cosa sono gli ogm?Introduzione di geni in cellule di piante o animali ha l’obiettivo di migliorare la qualità (organolettica o altro)
Per il trasferimento dei geni ci vogliono:
-conoscere gene che si vuole immettere
-Vettore
-Gene trascritto deve manifestarsi
-Gene trascritto deve essere stabile
Passaggi per l’ottenimento di una pianta transgenica
Isolamento gene di interesse
Clonazione del gene in un vettore
Preparazione del costrutto
Inserimento nel ricevente
Selezione dei trasformi
cDNA
Trascrittasi inversa (1969)
Utilizzo di sonde (eterologhe e sintetiche)
Isolamento gene di interesse
Clonazione del gene in un vettore
Inserimento di gene in un piccolo cromosoma autoreplicante, es PLASMIDEPLASMIDE
Amplificazione del plasmide ricombinante mediante la sua replicazione in una cellula ospite
sanno trasportare e inserire nel DNA dell’organismo recettore i geni che vogliamo
Plasmidenei batteri sono piccole molecole circolari di DNA a duplice filamento, capaci di replicazione autonoma ed indipendente dal cromosoma batterico
Agrobacterium tumefaciensAgente del cancro del colletto, malattia che si manifesta con la
formazione di neoplasie sulla pianta infettata. L’instaurarsi della malattia richiede che nel genoma della pianta si inserisca una parte del plasmide batterico (T-DNA) induttore di tumore (Tumor inducing)
Preparazione del costrutto
Il segmento di DNA di interesse non può “andarsene in giro” da solo
Per impedirne la distruzione tramite digestione
Inserimento di fattori che permettano l’espressione del gene esogeno
Devo poter riconoscere le cellule trasformate da quelle senza gene trasferito marcatori
Vettore
(plasmide
Virus
Trasposone)
Sequenza di monitoraggio
Gene artificiale
Inserimento nel ricevente
BISOGNA INDURRE L’INTEGRAZIONE DEL GENE CHE VOGLIO
Utilizzo di plasmide Ti (tumor inducing)
Impiego mezzi chimico-fisici: o elettroporazione
o Cannone a microparticelle
o microiniezione
Trasferimento genico per
coltivazione di Agrobacterium e protoplasti
Selezione dei trasformi
Per capire quali cellule presentano il gene trasferito e quali no, pertanto non ci interessano marcatori
Per cosa possiamo utilizzare gli OGM
La popolazione mondiale aumenta di anno in anno:
nel 2050 9 000 000 000 di persone
COSA FARE?
AUMENTO LE AREE COLTIVATE
Colture estensive
AUMENTO LA PRODUTTIVITA’ DELLE AREE ATTUALMETE COLTIVATE
Colture intensive
E’ IL PROBLEMA CHE L’UOMO SI PONE DA 10.000 ANNI
Vantaggi di OGM vegetali IN AGRICOLTURA
-maggiore produttività
-resistenza a patogeni minor utilizzo di antiparassitari e maggiore salubrità degli alimenti
-maggior poter nutritivo nobilitazione di colture foraggiere (per paesi poveri), golden rice (provitamina A)
-Resistenza a stress (freddo, siccità, ambienti salini, etc.) colonizzazione aree marginali
-nuove possibilità commerciali: caffè con minor contenuto in caffeina
-nuove possibilità terapeutiche: banane con vaccino di epatite, insalata contro la carie…
Vantaggi di OGM vegetali per l’AMBIENTE
-bioremediation, phytoremediation
(es. Mostarda indiana per rimozione del Selenio)
-riduzione inquinanti alla fonte
(produzione di gasolio con minori composti solforati)
-rimboschimento più rapido
(alberi a crescita rapida)
Rischi di OGM vegetali
-maggiore utilizzo di mezzi tecnici perché sono vegetali estremamente selezionati
-allergie
-stabilità dei geni ridurre i problemi della diffusione di resistenze
-creazione di resistenze
-riduzione della biodiversità
-scarsa isolabilità delle colture contaminazione
ma questo è un problema di tutte le piante selezionate per la coltivazione: es. 1 Ha coltivato a mais produce 1000 volte di più di 1 Ha di teosinte, ma il mais coltivato non è competitivo rispetto alle piante selvatiche.
I controlli sulle piante transgeniche sono molto rigidi e fatti a più livelli (ad esempio in Europa a livello dell’Ue e dei singoli Paesi)
Tossine (es. le aflatossine-potenzialmente cancerogene) sono normalmente presenti nei raccolti di mais e di arachide, in quanto prodotte da funghi necessità di corretto immagazzinamento
Studi accreditati hanno dimostrato che nei campi di mais Bt vivono un maggior numero di insetti, grazie al minor uso di antiparassitari!
Attraverso le piante transgeniche si avranno nuove possibilità alimentari
Come in ogni cosa i controlli e l’utilizzo in modo ponderato e su basi rigorosamente scientifiche è indispensabile
Dal 2004 nei paesi Ue non possono essere coltivate piante OGM con geni di resistenza ad antibiotici come marcatori
devono essere presenti specie affini
ibridi
Rischi di OGM vegetali
Riassumendo
i rischi dell’utilizzo degli OGM vegetali è strettamente legato
all’IMPERIZIA di chi li usa.
Se l’utilizzo segue quanto indicato
dagli STUDIOSI
il rischio è ridotto al minimo e
i vantaggi diventano eclatanti
ricorda che per l’umanità il problema principale è la FAME e la MALNUTRIZIONE
Approfondimento
Organizzazione di un
gioco di ruolo
per la discussione sui
vantaggi e i rischi
dell’utilizzo di colture transgeniche
Vantaggi di OGM farmaceutici
-maggiore produttività
-maggiore compatibilità ormoni specie specifici!
-maggior potere di azione si possono trattare un maggior numero di persone (paesi in via di sviluppo)
-produzione di vaccini più sicuri (in quanto capside di virus sintetico, così che non contenga tracce di acido nucleico virale)
Svantaggi di OGM farmaceutici
-costi
-stabilità dei geni
-problemi etici
Dati su ogm
70% di coltivazioni transgeniche si trova in USA
Dopo il 1999 alcune aree agricole coltivate a ogm, a scopo sperimentale
a chi non sta troppo bene
Questo Dna transgenico era presente solo in alcuni volontari che erano privi di parte dell’apparato digerente, mentre nei volontari sani non ne è stata trovata la minima traccia. (Genetica e società, quale futuro? Fondazione M.Golinelli 2002)
MA SEI SICURO DI SAPERE COSA SONO? O LA TUA OPINIONE E’ STATA INFLUENZATA DA UNA CATTIVA
INFORMAZIONE?
Gli Ogm fanno male
Per la prima volta alcuni ricercatori inglesi sono riusciti ad individuare tracce di Dna appartenente ad alimenti geneticamente modificati nel Dna dei batteri che compongono la flora intestinale dell’uomo. Questo potrebbe significare che alcune caratteristiche dei prodotti biotech (non propriamente positive, come la resistenza agli antibiotici) possono trasferirsi all’organismo umano. (The Guardian 17/07/2002)