Transkrypcja: Fitoterapia 8 Biotechnologia roślin leczniczych cz 2 1

Opis wygenerowany przez Skrybot

Witajcie na naszym spotkaniu poświęconym biotechnologii! Będziemy dziś rozmawiać o inżynierii genetycznej i biotechnologii roślin, zagłębiając się w tematy takie jak hodowla komórek i tkanek, konstrukcja genów i wektorów, a także selektywne hodowle. Przyjrzymy się przykładom naturalnej selekcji i hybrydyzacji w świecie roślin i zwierząt. Podkreślimy, że te metody mogą zachodzić naturalnie, prowadząc do powstania zarówno płodnych, jak i bezpłodnych mieszkańców międzygatunkowych. Omówimy też, jak informacja genetyczna zapisana w DNA wpływa na powstawanie nowych gatunków i cech. Przybliżymy proces modyfikacji genetycznej roślin, skupiając się na najczęściej stosowanej modyfikacji - odporności na herbicydy, a w szczególności na glikosfat. Przedstawimy także potencjalne ryzyko związane z użyciem GMO, jak i korzyści płynące z ich stosowania. Wreszcie, omówimy proces inżynierii genetycznej na poziomie komórek roślin, w tym przygotowanie konstruktów genetycznych i regenerację komórek in vitro. Zapraszamy do aktywnego uczestnictwa i zadawania pytań! Pamiętajcie, że mamy dwie przerwy i mnóstwo materiałów do dyskusji. Czekamy na wasze pytania i odpowiedzi, zwłaszcza jeśli przygotowujecie się do egzaminu. Do zobaczenia po przerwie na dalszą część naszego spotkania!

Transkrypcja wygenerowana przez Skrybot

Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dzień dobry. Dobrze. Szanowni Państwo, mamy godzinę ósmą. Zatem zaczynamy. Ja tylko jeszcze włączę nagrywanie. Dobrze. Już mamy włączone nagrywanie. Zatem zaczynamy. Szanowni Państwo, dla jednej z grup to jest ostatnie spotkanie przed egzaminem. Dla drugiej, nasze, drugie dopiero. Materiały do tego naszego dzisiejszego spotkania są już na teamsie. Jak wejdziecie w kanał dotyczący dzisiejszego naszego spotkania, u góry w zakładce pliki macie dwie prezentacje. Jedna z tych prezentacji to jest rozszerzona prezentacja, która była na poprzednim naszym spotkaniu. To zawiera informacje zarówno te, które były omawiane, jak i te, które będą teraz omawiane. Macie również prezentację zatytułowaną Biotechnologia roślin filmy.

Dlaczego? Zdaję sobie sprawę z tego, że ta tematyka, którą dzisiaj poruszamy, która była poruszana poprzednio, dla niektórych z Państwa może być troszkę trudna. Dlatego znalazłam takie filmy szkoleniowe, które być może trochę ułatwią Państwu zrozumienie tych tematów, które będziemy omawiać, a przynajmniej pokażą, jak wygląda ta biotechnologia na poziomie pracy w takich laboratoriach. Ale to też zrobimy sobie w ramach tych naszych spotkań dzisiejszych. Mamy przewidziane dwie przerwy, pierwsza o 9. 30. I teraz mam jeszcze pytanie, czy ta grupa, która będzie za dwa tygodnie zdawać egzamin, czy macie Państwo pytania już z dziekanatu i czy macie opracowane odpowiedzi? Dobrze, bo możemy, tak jak poprzednio umawialiśmy się, możemy omówić te odpowiedzi pod koniec naszego spotkania.

Ta pierwsza grupa z Państwa, która ma egzaminy, oczywiście tych pytań dotyczących biotechnologii na egzaminie nie będzie miała. Natomiast niewykluczone, że pozostali Państwo w tych pytaniach, które dostaniecie do egzaminu, te zagadnienia dotyczące biotechnologii otrzymacie. I teraz, żeby wszystko było jasne i żebyście Państwo, jeżeli będą takie pytania, żebyście sobie z tym poradzili, to krótkie przypomnienie tego, o czym mówiliśmy na poprzednim spotkaniu i później przejdziemy płynnie do tego, czym się dzisiaj będziemy zajmować. Poprzednio omówiliśmy sobie zagadnienia dotyczące ogólnie biotechnologii, czym biotechnologia jest, jakie działy biotechnologia obejmuje. Omówiliśmy sobie również w skrócie techniki, które stosuje biotechnologia, ale bardziej inżynieria, o której dzisiaj będziemy mówić więcej. Mówiłam Państwu m. in. o tym, że w biotechnologii stosuje się hodowle komórkowe czy tkankowe.

Dzisiaj właśnie te filmy pokażą, jak takie hodowle wyglądają. Omówimy sobie również dzisiaj szczegółowo budowę genu oraz wektorów, które służą do przenoszenia informacji genetycznej. Mówiliśmy również, Szanowni Państwo, o tych starych działach biotechnologii. Mówiliśmy również, że w zakresie działań biotechnologicznych mamy zarówno to, co dotyczy inżynierii genetycznej, czyli manipulacji, czyli tworzenia organizmów modyfikowanych genetycznie, ale również mamy działania polegające na ukierunkowanym doborze. Jako przykład pokazywałam Państwu rośliny krzyżowe. Tutaj mamy taką dawną brzoskiew, która w wyniku odpowiedniej selekcji dała nam m. in. kapustę, brokuły. Przypominam, że ta selekcja polega na tym, że do rozmnażania wybiera się te rośliny, które mają cechy, które nas interesują. Czyli jeżeli poszukujemy, czy chcemy wyprowadzić rośliny, które będą miały np.

jeszcze większe główki, jeśli mówimy o kapuście, to do krzyżowania, czyli do tego przenoszenia pyłku z kwiatów na drugi, na słupki w kwiatach żeńskich, wybieramy te rośliny, które mają takie ładne główki. A jeżeli chodzi nam np. o to, żeby wypromować roślinę, która będzie miała rozbudowaną łodygę, tak jak np. w kalarepce, to do tego krzyżowania wybieramy takie rośliny. Jak to wygląda na przykładzie pszenicy, opowiedziała nam jedna z pań, której koleżanki pracują w takim instytucie, które zajmuje się wyprowadzaniem tych nowych odmiotów. Tutaj pokazywałam Państwu także przykład naturalnych procesów, które pozwalają na wytworzenie odmian, bo tutaj nie tworzymy nowego gatunku, które będą miały jakieś cechy, które w tej roślinie wcześniej nie występują.

I tu na tym slajdzie po lewej stronie macie dziką marchew, po prawej stronie mamy marchewki, które są Państwu bardziej znane, czyli pomarańczowo-żółte. Mówiłam również o tym, tutaj mamy o tych różnych biotechnologiach, to chyba będzie w miarę proste, mówiłam również o tym, że przykładem takiej naturalnej selekcji jest współczesna pszenica, która wywodzi się od już pradawnej pszenicy zwanej samopszą. Później pojawiła się płaskórka, one miały różną liczbę chromosomów. I tutaj znowu w wyniku krzyżowania z dzikimi trawami pojawiła się m. in. pszenica durum, orkisz czy znana obecnie pszenica zwyczajna. Również mamy na rynku obecne takie naturalne mieszańce jak np.

truskawki, które pojawiły się jako mieszaniec dwóch gatunków poziomek, czy grejpfrut, który jest mieszancem pomarańczy olbrzymi i chińskiej, ale również nektarynka, która jest również takim naturalnie zmodyfikowanym w wyniku krzyżowania organizmem. Czyli tutaj do takiego mieszania się pól genowych w warunkach naturalnych może dochodzić. Akurat w przypadku nektarynki pojawiła się mutacja, czyli zmiana w materiale genetycznym. To są przykłady takich naturalnych zmian. Oczywiście nie każda taka krzyżówka międzygatunkowa da nam taką roślinę, która będzie pożądana. Próbowano m. in. stworzyć taką hybrydę międzygatunkową, która miałaby jadalne np. zarówno korzeń jak i łodygę. Do takich krzyżówek wzięto rzodkiew jako potencjalnie źródło tego korzenia spichrzowego i kapustę, która teoretycznie powinna dać nam zmodyfikowaną część nadziemną.

Założenie było takie, że nowa roślina powinna mieć tę część nadziemną jak kapusta, a część podziemną jak rzodkiew. Niestety ta hybryda, która tutaj powstała, była hybrydą, o której mówi się, że to jest rewers. Czyli miała te cechy, które chciano wyeliminować w wyniku tego krzyżowania, czyli miała część nadziemną jak rzodkiewka i podziemną jak kapusta. Także takie metody naturalne nie zawsze się sprawdzają. Ale proszę też pamiętać, że takie mieszańce międzygatunkowe, one w warunkach naturalnych mogą się również tworzyć spontanicznie. I tak się dzieje, bo tak właśnie ewoluują organizmy. To, z czym często takie mieszańce mają problem, to zdolność do rozmnażania. Bo często takie mieszańce są po prostu niepłodne. Natomiast część oczywiście płodnych jest.

Takie mieszańce międzygatunkowe, to tak na marginesie, one się również zdarzają w świecie zwierząt. To nie jest tak, że tylko i wyłącznie w świecie roślin. Przykładem są niektóre rasy psów, które powstały w wyniku skrzyżowania wilka i owczarka niemieckiego. Są na pewno dwie takie rasy. Tej jednej nazwy nie pamiętam. Ta druga to jest wilczak czechosłowacki. I to są psy, które powstały w wyniku skrzyżowania takiego międzygatunkowego. W tym przypadku akurat ten mieszaniec jest płodny. Także pamiętajcie Państwo, są to metody naturalne i tak skonstruowane nowe odmiany, czy też czasami nowe gatunki. Jeżeli mówimy o mieszańcach międzygatunkowych, to tutaj będziemy mieć nowe gatunki, bo taka hybryda jest zupełnie nowa.

One są, można je uprawiać. Ale one posiadają zazwyczaj cechy będące mieszaniną tych cech, które występowały u organizmów rodzicielskich. Musimy teraz, Szanowni Państwo, wrócić jeszcze do tych zagadnień genetycznych. Bo dzisiaj będziemy mówić o tej inżynierii genetycznej. Nie sposób mówić przy okazji o biotechnologii, nie wspominając o zagadnieniach związanych z genetyką. Także wracamy do tego, ze względu na to, że takie pytania na tym teście końcowym mogą się pojawić. Dlatego, że ja takie pytania tutaj przekazałam. W ramach przypomnienia, że informacja genetyczna w większości organizmów, za wyjątkiem niektórych wirusów, zapisana jest w postaci kwasu nukleinowego, zwanego DNA. U niektórych wirusów jest to RNA.

DNA występuje w postaci dwuniciowej, czyli to są takie dwie nitki połączone ze sobą. Za chwilkę powiemy sobie jak to wygląda. One w organizmie nie występują w postaci takiej prostej, luźnej, tylko występują w postaci tak zwanej upakowanej. Co to znaczy? To znaczy, że one występują na przykład nawinięte na białka. Takie pierwsze skrócenie, na marginesie, długość DNA występujące w każdej naszej ludzkiej komórce to jest 2 metry. Więc jeżeli weźmiemy pod uwagę, że komórka ma kilkadziesiąt mikrometrów, to gdyby to DNA było takie luźne, to wnętrze komórki byłoby całkowicie niewypełnione.

Więc tutaj mamy mocne takie skręcenie, czyli pierwsze to jest nawinięcie między innymi na tak zwane białka histonowe, później taka gruba nitka jest jeszcze bardziej skręcona. Ale jeżeli konieczne jest na przykład powielenie materiału genetycznego, czyli tutaj całej nici DNA, ewentualnie jeżeli jest konieczne przepisanie tej informacji z DNA na RNA i później na białko, czyli wtedy kiedy ta informacja jest odczytywana, to musi nastąpić tutaj rozplecenie. w określonych miejscach na chromosomie. Chromosom to jest fragment tej długiej nici DNA i on zawsze występuje w określonym miejscu na chromosomie, dzięki czemu na przykład możemy analizując tak zwane prążki chromosomalne po odpowiednim wybarwieniu, sprawdzić czy struktura tego chromosomu jest prawidłowa, czy też nie.

Czy nastąpiło na przykład przeniesienie fragmentu jednego chromosomu na drugi, ewentualnie jeżeli mamy do czynienia z komórkami tak zwanymi diploidalnymi, gdzie mamy materiał genetyczny od matki i od ojca, mamy komórki tak zwane diploidalne, czy na przykład każdy chromosom występuje w dwóch kopiach. Przypominam też, że o tym jakie aminokwasy będą występować w białkach decyduje zapis informacji genetycznej, na który składa się kombinacja czterech różnych nukleotydów. Kwas DNA zbudowany jest z czterech nukleotydów adeninowego, tyminowego, guaninowego i cytazynowego. O jednym aminokwasie decyduje trójka takich nukleotydów. Z takiego dużego przypomnienia to już by było większość. Wspominałam Państwu dzisiaj w ramach przypomnienia naszego, że próbowano skrzyżować rzodkiew i kapustę, ale się nie udało.

Musimy pamiętać, że jeżeli tworzą się gamety, czyli komórki rozrodcze, u człowieka są to komórki jajowe i plemniki, w świecie roślin też mamy odpowiedniki, czyli mamy pyłek, to jest ta męska część i w uroślin. W większości mamy kwiaty żeńskie, gdzie mamy słupek, ten pyłek przenosi się na słupek, łączy się gameta męska z żeńską. Ale w momencie, kiedy te gamety nam się łączą, to dochodzi do połączenia materiału genetycznego, które pochodzi od matki i od ojca. Czyli, jeżeli byśmy mieli w komórce rozrodczej wyjściowej 23 chromosomy, to po połączeniu mamy 46. Ale gdyby taka komórka w takiej wersji łączyła się z kolejną, to następnie byśmy mieli 92 i tak dalej.

Dlatego, jak tworzą się gamety, następuje tak zwany podział redukcyjny, czyli z tych 46 rozdzielają się one przypadkowo do komórek potomnych. Każda para rozchodzi się do jednej z gamet. Jeżeli mamy do czynienia z cechą, która jest kodowana przez jeden gen, to jeżeli wrócimy znowu do tego mieszańca, czyli do rzodkwi i kapusty, jeżeli założymy, że ta zmodyfikowana łodyga jest kodowana przez gen. Oznaczony jako małą literkę B, a łodyga prosta jako duża literka B, no to jeżeli tworzą się gamety, to w jednej ta cecha będzie warunkowała powstanie tej łodygi, o którą nam chodzi, czyli główkę kapusty, a w drugiej będzie prosta łodyga. I dlatego w tym przypadku nie udała się ta krzyżówka.

Ale od tego też zależy pojawienie się mieszanki cech organizmów rodzicielskich. No bo może być, to przepraszam, to wrócimy tutaj do krzyżówek Mętla, o których też mówiliśmy, który analizował na przykład kształt ziarna, kolor ziarna, kolor kwiatu, kształt strączka, pozycję kwiatu i wysokość łodygi. I w organizmach rodzicielskich, tych pierwotnych, do krzyżowania na przykład wziął roślinę wysoką i roślinę niską. W kolorze nasion i o kształcie. Jeżeli skrzyżował roślinę o nasionach okrągłych i żółtych oraz pomarszczonych i zielonych, to w pokoleniu drugim miał mieszankę. Były nasiona okrągłe, ale żółte i zielone, czyli takie były cechy, których tutaj w tym organizmie wyjściowym nie było i były też pomarszczone w kolorze żółtym i w kolorze zielonym.

Ale to właśnie wynika z tego, że te cechy są uwarunkowane przez różne geny. Aha, jeszcze mutacje. Oczywiście te nowe cechy, szanowni Państwo, one się tworzą w wyniku zmian materiału genetycznego, czyli tego naszego DNA. Te zmiany materiału genetycznego mogą być zmianami spontanicznymi, czyli takimi, które pojawiają się po prostu nagle w komórce, ale oczywiście każda komórka ma mechanizmy naprawcze. Mamy bardzo duży wachlarz mechanizmów, które te zmiany usuwają. Natomiast oczywiście niektóre z tych zmian mogą nie zostać usunięte. Komórka z taką zmianą może obumrzeć, bo na przykład zmiana, która się pojawi, będzie zmianą tak zwaną letalną, czyli śmiertelną, albo taką, która będzie na przykład obniżała odporność, która będzie sprawiała, że roślina będzie wrażliwa na działanie czynników zewnętrznych.

Ale niektóre z nich mogą właśnie nadać nowych cech. Będą to cechy pożądane i taka cecha zostanie utrwalona. Ale tak jak wspomniałam, takie mutacje mogą się pojawić spontanicznie, bo proces powielania materiału genetycznego jest procesem niedokładnym i mechanizmy kontrolne mogą nie działać prawidłowo. Mogło się zdarzyć, że zadziałał jakiś czynnik zewnętrzny, który spowodował jakieś zaburzenie. Zbliża się lato, takim czynnikiem mutagennym jest promieniowanie ultrafioletowe słoneczne. Ale czy promieniowanie jonizujące, czy na przykład promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie, które jest obecne w izotopach. Ale również takie zmiany można spowodować działaniem czynników sztucznych. Czyli specjalnie będziemy naświetlać komórki, żeby doprowadzić do takich zmian. Albo będziemy podawać odczynniki chemiczne, które będą te zmiany indukować.

I tutaj też wrócę do tego, o czym mówiliśmy na poprzednim naszym spotkaniu, czyli do tego, czy rzeczywiście wszystkie te organizmy tworzone w wyniku działań biotechnologicznych są w pełni naturalne. Otóż nie mówimy o inżynierii genetycznej, gdzie GMO, przypominam, w Polsce jest zakazane. Natomiast organizmy tworzone w wyniku działań biotechnologicznych, innych, jak najbardziej. I tutaj podawałam przykład m. in. takich mutacji, które tworzą się w wyniku działania kolchicyną. To jest taki bardzo silny związek powodujący mutacje. Ale tworzenie roślin w wyniku działania tych mutagenów jest jak najbardziej dozwolone i takie organizmy tworzone tymi sposobami jak najbardziej są w Polsce dozwolone. Jeżeli tworzymy takie zmienione geny w warunkach laboratoryjnych, to najlepiej, jeżeli one są tzw.

mutacjami generatywnymi, tzn. pojawiają się w komórkach rozrodczych. Bo tylko w ten sposób taka zaindukowana zmiana może być przekazana do organizmów potomnych. Natomiast w momencie, kiedy taka zmiana pojawia się w tzw. komórkach somatycznych, czyli komórkach budujących organizm, nie jest przekazana organizmom potomnym, ta zmiana zaniknie wraz ze śmiercią tego organizmu. Innym elementem tej mutażnej zmiany jest nektarynka. A czemu mówiłam o niej przy okazji tego krzyżowania międzygatunkowego? Dlatego, że do momentu przeprowadzenia badań genetycznych, przypuszczano, że nektarynka pojawiła się jako hybryda międzygatunkowa migdałów i śliwki, brzoskwini i migdałów, czy brzoskwini i śliwki. Dopiero analiza genetyczna wykazała, że jest to wynik mutacji w genie, który powodował to omszenie.

Początkowo taka roślina była dosyć niesmaczna, ale działania głównie amerykańskich sadowników doprowadziły do powstania tych odmian, które znamy teraz, czyli soczystych i słodkich. To podsumowanie tego, o czym mówiliśmy poprzednio. To była ta troszkę prostsza część w tych zagadnieniach. Teraz przejdziemy już do zagadnień z dziedziny inżynierii genetycznej, o której nie sposób nie mówić przy okazji biotechnologii roślin. Zdaję sobie sprawę z tego, że te zagadnienia mogą być dla Państwa trudne, więc możemy się tak umówić, że w momencie kiedy będziecie Państwo mieli pytania na egzamin, możemy je omówić. Przygotujecie Państwo swoje odpowiedzi i tak szybko przeanalizujemy to, co Państwo przygotowaliście. Mamy już te pytania i dzisiaj są nasze ostatnie zajęcia.

Czy moglibyśmy to zrobić po zajęciach? Tak, tak, tak. Ja mówię teraz do tej grupy, która dopiero zaczyna. Tak, tak. Tak jak najbardziej. Zrobimy tak, bo nie wiem czy Pani była też na tym spotkaniu tej grupy, która w lutym zdawała egzamin. Tak, tak. Też zrobimy dokładnie tak samo, więc jak Państwo przygotujecie, to zrobimy to sprawnie. A teraz mówię do tej drugiej części naszej grupy. Żaden problem. Ja tylko mogę zapewnić, że pytania wszystkie, które układam, to są pytania przygotowywane w oparciu o prezentacje, które Państwu udostępniam. Czyli przeglądam prezentacje i układam pytania na bieżąco. Te rzeczy, które mogą się pojawić na egzaminie, macie Państwo tutaj w prezentacjach.

A później sobie je po prostu omówimy. Dobrze. To teraz zaczynamy tę część genetyczną. Jeśli chodzi o tworzenie organizmów modyfikowanych genetycznie, bo takie uprawy w Polsce są zabronione. Nie ma upraw modyfikowanych genetycznie. Natomiast to nie jest tak, że takich upraw na świecie nie ma. Oczywiście one są. Poza tym też takie organizmy tworzy się w warunkach laboratoryjnych. Bo takie opracowane organizmy mogą podlegać patentowaniu i później firmom biotechnologicznym można takie organizmy sprzedać. Na poprzednich naszych spotkaniach ktoś z Państwa pytał, czy jeżeli taki organizm genetycznie modyfikowany byłby w środowisku naturalnym, co by się mogło stać.

Tak jak powiedziałam, ja się upewniałam, rozmawiałam z osobami, które takie organizmy tworzą, bo ja się zajmuję bardziej wpływem substancji aktywnych niż tworzeniem roślin biotechnologicznych. Okazuje się, że taki organizm zazwyczaj w warunkach naturalnych dosyć łatwo może zginąć, jeżeli nie będzie traktowany odpowiednimi pożywkami, nie będzie miał odpowiednich warunków. Ale jeżeli jednak mimo to przeżyje, oczywiście istnieje ryzyko, że on będzie się krzyżował z organizmami naturalnymi. To jest jedno z tych zagrożeń, o których mówiliśmy. Ale jeżeli będzie posiadał jakieś cechy, które będą w jakikolwiek sposób niekorzystne, nawet jeżeli wytworzą się te mieszańce międzygatunkowe, to ten organizm po pewnym czasie, może to być np. w drugim, trzecim pokoleniu, on może wyginąć.

Ale oczywiście może się zdarzyć, że taka roślina wejdzie już na stałe do jakiejś populacji roślinnej, do jakiegoś środowiska. Ale też próbowałam się dowiedzieć, czy znane są, przynajmniej u nas w Polsce, takie przypadki. Niestety nikt nie był w stanie mi odpowiedzieć na to pytanie. Nie ma żadnych takich raportów. Ale też później pokażę Państwu jeszcze przykłady tych modyfikacji. Rzeczywiście niektóre z nich nadają tym roślinom unikatowe właściwości, które będą zwiększać ich siłę przeżycia. A teraz jakie mogą być te unikatowe właściwości? A na przykład takie, które będą warunkować np. większą odporność roślin na suszę. Teraz bardzo dużo projektów takich z dziedziny badawczo-rozwojowej, czyli takich nienaukowych, tylko już takich, które mają zakończyć się wdrożeniem np.

do produkcji, do aplikacji takiej praktycznej. Bardzo dużo takich projektów jest z dziedziny tworzenia roślin odpornych właśnie na suszę. Bo przecież mamy obniżenie się poziomów wodnokrętowych, mamy to pustynienie wielu środowisk, więc jest to cecha, która jest jak najbardziej pożądana. Oczywiście oprócz tych technik, o których tutaj mówimy, stosowanie w roślinach, które później wprowadzamy na pola w Polsce jest oprócz tych technik zakazanych, są też takie modyfikacje, które są dozwolone. Bo może to być połączenie roślin np. z niektórymi bakteriami czy poznanie mechanizmów i wtedy odpowiednie sterowanie. To jako ciekawostka jeszcze do tych organizmów, które pojawiają się w warunkach naturalnych, nie są to organizmy GMO, do oczyszczania terenów zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Używa się np.

niektórych odmian czy gatunków wierzb, które współżyją ze specyficznymi bakteriami żyjącymi w glebie. Bakterie te metale ciężkie metabolizują i wiążą, unieczyniają i w ten sposób można doprowadzać do odnowy takiego środowiska. I właśnie w ten sam sposób próbuje się także zwiększać np. odporność na zasolenie czy na suszę. Mówimy o organizmach modyfikowanych genetycznie, czyli organizmach, które mają w swoim materiale genetycznym zapisaną informację, która w danym gatunku w sposób naturalny nigdy się nie pojawiła i nie pojawi. Jeżeli wprowadzamy taki obcy gen do rośliny czy do jakiegoś organizmu, mówimy wówczas o tzw. transgenezie, czyli o przenoszeniu genów pomiędzy różnymi gatunkami. A ten gen, który ulega przeniesieniu to jest tzw. transgen.

O tej transgenezie, o której mówiliśmy dotychczas, czyli o krzyżowaniu, to jest tzw. transgeneza naturalna. Ona jest powolna, jest mało wydajna, natomiast to, o czym za chwilkę będziemy mówić, to jest tzw. transgeneza indukowana, czyli ukierunkowana, która zachodzi szybciej, ale może doprowadzić do organizmów, które mogą stanowić swego rodzaju zagrożenie. Oczywiście możemy mówić o tym, że metody inżynierii genetycznej są bezpieczne, że one są kontrolowane, natomiast musimy też spojrzeć na takie organizmy w warunkach naturalnych i w warunkach, w których mogą stanowić istotne zagrożenie. To znaczy, musimy zobaczyć, czy taki organizm nie zagraża naturalnym populacjom roślin.

Jeżeli mówimy, że on będzie bardziej odporny na zasolenie, na susze, na działanie czynników zewnętrznych, bo może być bardziej odporny na, może mieć mocniejszą łodygę, może się nie łamać, czyli będzie na działanie wiatru, to musimy zobaczyć, czy nie jest za bardzo ekspansywny i nie doprowadzi do wyparcia naturalnych organizmów. Czyli tutaj w przypadku tych organizmów modyfikowanych genetycznie rozważa się zarówno bezpieczeństwo stosowania danej metody, jak i tego, jaki efekt dany organizm będzie wywierał w środowisku. Bo tak jak powiedziałam też, one mogą być całkowicie niepłodne, czyli tutaj nie będzie stanowić dużego zagrożenia, ale mogą to być rośliny, które będą bardzo ekspansywne i mogą rozmnażać się wegetatywnie, czyli nie przez nasiona, ale przez korzenie, kłącza i mogą się rozrastać.

I mogą także wypierać rośliny. Takim zagrożeniem jest rydest, już teraz dokładnie nie pamiętam gatunek, ale to taki rydest bardzo wysoki, który sprowadzono do Polski, a on jest dużym problemem na północy Polski w tych rejonach kurortów nadmorskich. Jest bardzo ekspansywny, jest to roślina zupełnie naturalna. Natomiast niestety w wyniku szybkiego wzrostu i tego, że w jej otoczeniu wszystkie rośliny są słabsze, no to niestety ale ona wypiera też te inne. I nawet u nas kilka dni temu zauważyłam, że też takich kilka kępek tego rydestu się pojawi. Jeśli chodzi o te rośliny transgeniczne, czyli te modyfikowane genetycznie, to jest roślina, która ma zmieniony w stosunku do organizmów rodzicielskich materiał genetyczny.

Ale to może być roślina, która będzie miała zmutowany gen, który normalnie w komórkach występuje. Może być gen wyciszony, może być wycięty, bo będzie na przykład gen, który będzie warunkował większą atrakcyjność rośliny dla jakichś owadów. Czyli można doprowadzić do wycięcia. Natomiast w tej grupie organizmów modyfikowanych genetycznie są także rośliny transgeniczne, czyli rośliny z obcym DNA. Rośliny, które zawierają DNA, które pochodzi od innych organizmów. I w takich pierwszych założeniach te rośliny modyfikowane miały na celu poprawienie wartości użytkowej i potencjału produkcyjnego. Mamy teraz załóżmy pszenicę, która ma to zdziwienie niskie, kłos duży, ciężki, więc z jednego hektara może być większy plon.

Wartość użytkowa, czyli może być inny smak, może być inny kolor, który będzie bardziej atrakcyjny albo który będzie zupełnie inny. Natomiast obecnie, to też później sobie o tym powiemy, te rośliny transgeniczne to są rośliny, które wykorzystuje się do produkcji substancji biologicznie aktywnych. Mogą to być, tak uprzedzając trochę, mogą to być na przykład szczepionki, mogą to być leki. I to niekoniecznie takie, które są charakterystyczne dla roślin, bo oczywiście rośliny są źródłem leków. Ale mogą to być leki, które nie są lekami roślinnymi, a rośliny wykorzystuje się wtedy jako takie naturalne bioreaktory do produkcji. Także tutaj jest bardzo duże możliwość wykorzystania roślin.

I tak jak powiedziałam, szanowni Państwo, możemy tworzyć rośliny, które będą odporne na warunki zewnętrzne, mogą wytwarzać substancje aktywne, które później służą produkcji leków. I chociaż w Polsce GMO jest zakazane, to na świecie jest obserwowany mimo wszystko wzrost tych powierzchni upraw GMO. Na przykład w Ameryce Południowej, tamten areał upraw GMO się zwiększa. Poza tym w Stanach GMO również jest, zresztą Stany są liderem, jeśli chodzi o uprawę roślin modyfikowanych. Oczywiście są rośliny, które są modyfikowane częściej, ale są też takie, które są modyfikowane rzadko albo w ogóle. Oczywiście te, które będą modyfikowane częściej to te, na które jest największy popyt, czyli będzie tutaj na przykład kukurydza, soja, ale także bawełna.

Natomiast jeśli chodzi o to, na czym polegają te modyfikacje, to najczęstsza tego typu modyfikacja dotyczy odporności na herbicydy. Bo niestety, ale w uprawie bardzo często, tak naprawdę nawet w uprawach ekologicznych stosowanie tych środków jest dozwolone. Różnice dotyczą na przykład ilości, częstości czy terminów stosowania, ale one są. I te organizmy, które się tworzy, one mają być bardziej odporne na stosowanie tych herbicydów. Więc po zastosowaniu herbicydu roślin, która jest uprawiana, ona ma przeżyć, natomiast chwasty mają ulec zniszczeniu. I tutaj kilka takich przykładów, szanowni Państwo, bo powiedziałam, że najczęściej tam stosowana jest kukurydza, soja, ale także bawełna. Roślin, które, gdyby my częściej tutaj w Polsce używamy, rzepak, ziemniak czy burak cukrowy.

I jeżeli byśmy sobie przeanalizowali, tutaj tak naprawdę najbardziej interesuje nas ta trzecia kolumna, to zobaczcie Państwo, bo tutaj w drugiej mamy nazwy genów, a w pierwszej mamy odmiany i mamy nazwy firm. Zobaczcie Państwo, że z tych nowych cech, które się pojawiają, tutaj mamy tolerancję na glifos, czyli mamy na randaw, która na pewno Państwo wiecie, jeśli nie, to miejcie na uwadze, że randaw jest substancją zawierającą właśnie glifosat mający właściwości rakotwórcze. On pozostaje w glebie przez minimum 7 lat. Owszem, Monsanto zostało oskarżone i zapadł wyrok, jeśli chodzi o glifosat.

Pan, który stosował, o ile dobrze pamiętam, jakiś nowotwór układu chłonnego się rozwinął, wygrał proces, ale do tej pory Monsanto niczego nie zmodyfikowało w randawie i randaw niestety jest dalej używany w takiej formie, w jakiej jest. Też o tym się nie mówi, więc nie mam absolutnie żadnych opracowań pisemnych. Natomiast z rozmów z plantatorami różnych roślin w Polsce mogę Państwu powiedzieć, że randaw jest używany na różnych etapach uprawy, również na etapie zbiorów. Randapem na przykład spryskiwane są te części zielone w ziemniakach przed zbiorem, bo one po prostu zaplątują się w maszyny, które wykorzystuje się do zbierania ziemniaków.

Również randapem spryskuje się grykę, bo te maszyny zbierają rośliny suche, więc po potraktowaniu glifosatem ta część nadziemna, zielona zasycha i wtedy zbiór jest szybszy, łatwiejszy. Można go zastosować szybciej niż naturalnie ta roślina, gdyby uległa zasuszeniu. Próbowałam kiedyś znaleźć jakieś takie naukowe opracowanie, niestety nie mam, natomiast właściciele dużych gospodarstw mających po kilkaset hektarów niestety takie praktyki stosują. To jest informacja przekazana ustnie. Tutaj mamy także odporność na szkodniki, odporność na insekty, tolerancję na herbicydy, ochronę przed szkodnikami, kolejna tolerancja na herbicyd, mamy znowu szkodniki i glifosat. W rzepaku mamy tolerancję na glifosat i na inne herbicydy. Tutaj akurat w tej odmianie mamy również sterylność męską, to znaczy, że ta odmiana się nie krzyżuje z żadną inną.

W ziemniaku, zobaczcie Państwo, mamy zmianę w ilościach amylazy, to jest taki enzym, który rozkłada cukry, a w soj znowu mamy odporność na herbicydy. I to głównie jest glifosat. Takie szybkie przejrzenie też pokazuje, że ten glifosat jest rzeczywiście używany, bo jeżeli nie byłby używany, to nie byłoby sensu stosowanie takich modyfikacji, które by zwiększały odporność roślin na ten glifosat. To też pokazuje skalę stosowania glifosatu. Przepraszam, mam pytanie o glufosynat anonowy. Co to jest znaczaj? To bym musiała sprawdzić, jakie są handlowe nazwy, ale to ja sobie zapiszę i w przerwie sprawdzę. To to rozumie rada, tylko to jest inna. To jest inna, zaraz zobaczę. To po przerwie Państwu podam, dobrze? Dobrze.

Jeśli chodzi o inne modyfikacje, to tutaj też może być modyfikacja zwiększająca odporność na choroby grzybowe, wirusowe czy bakteryjne. Są to modyfikacje, które miałyby na celu ograniczenie stosowania pestycydów i insektycydów. W przypadku odporności na suszę, zasolenie, mróz czy wysoką temperaturę. Czyli ma to znaczenie w przypadku roślin, które są uprawiane w takich skrajnych warunkach. Ale poza rzepakiem, soją czy kukurydzą, zobaczcie Państwo, że także inne rośliny, także modyfikuje się. Tutaj na przykład puder pomidor, o którym mówiłam, czyli ten pierwszy modyfikowany GMO pomidor dopuszczony do handlu. Trzynica ze zwiększoną zawartością glutenu. Winogrona bezpestkowe. Ryż, który zawiera geny dla perkusoru, witaminy A. Ta modyfikacja miała na celu zmniejszenie zapadalności na choroby oczu.

Ziemniaki, w których na przykład będzie mniejsza zawartość solaniny, czyli tej szkodliwej substancji. Mamy seler, który jest bardziej kruchy niż niemodyfikowany. Mamy soję z obniżoną zawartością kwasu palmitynowego. Mamy kawa z obniżoną zawartością kofeiny. Czyli tutaj już z tej kawy pozbywamy się kofeiny nie metodami polegającymi na obróbce odpowiedniej po zbiorze, tylko tutaj od razu rośnie roślina, która jest rośliną o niskiej zawartości kofeiny. I tytoń o mniejszej zawartości nikotyny i innych substancji rakotwórczych niż tradycyjnie. Także tutaj widzicie Państwo, że pomysłów na te modyfikacje i na ulepszanie jest bardzo dużo. Ale teraz jak? Powiedzieliśmy sobie o tym, że były te metody naturalne. Powiedzieliśmy sobie o tym, że można tworzyć organizmy transgeniczne, czyli do takich, które wprowadzamy obce geny.

Jak to się dzieje? I to jest właśnie ten proces, który jest m. in. na tych filmach, do których za chwileczkę dojdziemy. Żeby móc przeprowadzić taką modyfikację, to musimy sobie odpowiedzieć najpierw na pytanie, o jaką konkretnie cechę nam chodzi. Czyli np. odporność. Jeżeli wiemy, że ma być odporna np. na zasolenie, to musimy wiedzieć, które geny warunkują taką cechę. Bo tutaj mówimy bardziej o takich cechach funkcjonalnych. Żeby Państwu pokazać, u nas grupę krwi także warunkują odpowiednie geny. Czyli jeżeli byśmy chcieli np. wybrać osobę, która załóżmy będzie uniwersalnym dawcą, czyli musiałaby mieć grupę krwi 0 Rh-. Czyli wiemy, że ma to być uniwersalny dawca. Wiemy, że musi mieć te dwie cechy.

Grupę w układzie AB0 i w układzie Rh o odpowiednich cechach. I musimy wiedzieć, gdzie te geny są zlokalizowane. Następnie, jeżeli już to wiemy, jak będzie kodowana, to teraz musimy stworzyć odpowiedni konstrukt. No bo gen to jest zapis informacji genetycznej. Natomiast odczyt tego genu jest odczytem dosyć skomplikowanym. Jest to odczyt, który wymaga nie tylko samego genu, ale również wymaga tzw. sekwencji regulatorowych. Wymaga tzw. promotora. To później sobie to omówimy. Jak mamy już taki konstrukt genetyczny przygotowany, to wówczas musimy doprowadzić do tego, żeby ten konstrukt w komórkach roślinnych się znalazł. To jest dosyć skomplikowane. Bardziej skomplikowane niż to przenoszenie pyłków i takie naturalne krzyżowanie.

Natomiast proces ten jest o wiele bardziej wydajny i nie musimy czekać na to, żeby ten kwiat się rozwinął. A pamiętajmy, że rośliny kwitną w określonym momencie. Czasami to kwitnienie jest bardzo krótkie. I tutaj mamy taki proces, który możemy prowadzić przez cały rok. Ale jeżeli uda nam się już ten gen czy nasz konstrukt genowy przygotować i wprowadzić do komórek roślinnych, to wówczas musimy doprowadzić do czegoś, co się nazywa regeneracją in vitro. Czyli musimy doprowadzić do tego, żeby z tych komórek, które zawierają nasz konstrukt, w ogóle musimy je najpierw oddzielić od tych, które nie zawierają. Jeżeli prowadzimy takie manipulacje, to część komórek zawiera nasz konstrukt, część nie, więc musimy doprowadzić jeszcze do tej selekcji.

Jeżeli mamy już tylko te komórki, które mają nasz konstrukt, to musimy doprowadzić do tej regeneracji. I ta regeneracja to jest właśnie coś, co się dzieje tylko i wyłącznie w warunkach laboratoryjnych. Bo te komórki hoduje się na specjalnych pożywkach. To zobaczycie Państwo na tych filmach. Wytwarza się na tych pożywkach tak zwana tkanka kalusowa, kalus czy system przeranny. To jest taka tkanka, która wytwarza się w warunkach naturalnych w momencie, kiedy dochodzi do zranienia rośliny. I ten proces zabliźniania się tej rany doprowadza właśnie do powstania tej tkanki kalusowej, tkanki regeneracyjnej. Ta tkanka regeneracyjna ma właściwości komórek embrionalnych. To znaczy, że z takiej tkanki może rozwinąć się każda część rośliny.

Dlaczego? No właśnie dlatego, że taka tkanka może pojawić się w warunkach naturalnych. Może się pojawić na liściach, łodydze, mogą się pojawić na korzeniach. Więc ona musi mieć takie właściwości komórek embrionalnych, które doprowadzają do tego, że może wytworzyć się każda część rośliny. I jeżeli prowadzi się odpowiednio taką hodowlę, to z tej tkanki kalusowej można wyprowadzić organy czy nawet całe rośliny. Bo ta tkanka jest tak zwaną tkanką totipotencjalną, czyli ma możliwość do regeneracji, do wytworzenia każdej komórki danego organizmu. I taką regenerację i później hodowanie tych organizmów prowadzi się w warunkach laboratoryjnych, w specjalnych komorach z odpowiednim naświetleniem, z odpowiednią wielokrotnością, temperaturą, ale ostatecznie umożliwia wytworzenie młodych roślin i później dorosłych roślin, tzw. roślin transgenicznych.

I teraz szanowni Państwo, ponieważ tu mam zaplanowane te filmy, ale te filmy trwają około 50 minut, to zróbmy może przerwę teraz. Dobrze, u mnie jest 9. 15, spotykamy się o 9. 25 i zaczniemy od tych filmów. A proszę też sprawdzić, czy uda Wam się pobrać tę prezentację, bo ta prezentacja z filmami jest dosyć duża, więc sprawdźcie, czy ona jest dla Was dostępna. I spotykamy się za 10 minut. Subtitles created by Skrybot. pl .

Dariusz Ciesielski

Fitoterapia 8 Biotechnologia roślin leczniczych cz 2 1

Opis wygenerowany przez Skrybot

Transkrypcja wygenerowana przez Skrybot

S K R Y B O T

Skrybot. 2023, Transkrypcje video z YouTube