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 a e b, raggi g) 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
garofano comune X Dianthus barbatus producendo seme, le
strutture fiorali si
conservano più a lungo
1717 Thomas Fairchild
L’opinione comune ACCETTA tutte queste tecniche,
ma DEMONIZZA...
Il TRASFERIMENTO GENICO
DIRETTO
??????
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
Isolamento gene di
interesse
cDNA
Trascrittasi inversa
(1969)
Utilizzo di sonde
(eterologhe e
sintetiche)
Clonazione del gene in
un vettore sanno trasportare e
inserire nel DNA
dell’organismo recettore i
geni che vogliamo
Inserimento di gene in un
piccolo cromosoma
autoreplicante, es PLASMIDE
Amplificazione del plasmide
ricombinante mediante la sua
replicazione in una cellula
ospite
Plasmide
nei batteri sono piccole molecole circolari di DNA a duplice filamento,
capaci di replicazione autonoma ed indipendente dal cromosoma batterico
Agrobacterium tumefaciens
Agente 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)
Il segmento di DNA di interesse non può
“andarsene in giro” da solo
Preparazione del
costrutto
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
monitoragg
io
Gene
artificiale
BISOGNA INDURRE L’INTEGRAZIONE DEL
GENE CHE VOGLIO
Inserimento nel ricevente
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?
E’ IL PROBLEMA CHE L’UOMO SI PONE DA 10.000 ANNI
AUMENTO LE
AREE COLTIVATE
Colture estensive
AUMENTO LA
PRODUTTIVITA’
DELLE AREE
ATTUALMETE
COLTIVATE
Colture intensive
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 ma questo è un
problema di tutte le
-allergie
I controlli sulle piante
transgeniche
piante
selezionate per la
sono
rigidi ieproblemi
fatticoltivazione:
a più
livelli
(ad
-stabilità dei
genimolto
ridurre
della
diffusione
es. 1 Ha
esempio in Europa a livello
dell’Uea emais
dei produce
di resistenze
coltivato
singoli Paesi)
1000
volte di hanno
più di 1 Ha
Studi
accreditati
-creazione di resistenze Come
indiogni
cosa i controlli
e
teosinte,
ma
il
mais
Tossine (es. lel’utilizzo
aflatossinedimostrato
nei campi
mais
in modoche
ponderato
e sudibasi
-riduzione della
biodiversitàrigorosamente
coltivato
non ènumero
potenzialmente
cancerogene)
sono
Bt vivono
un
maggior
di
scientifiche
è
competitivo
rispetto
alle
insetti,
grazie
al
minor
uso
di
normalmente
presenti
nei
raccolti
di
mais
indispensabile
-scarsa isolabilità delle colture contaminazione
piante
selvatiche.
antiparassitari!
e di arachide, inDal
quanto
prodotte
da non possono
2004
nei
paesi
Ue
devono
essere
presenti specie
funghi necessità
di
corretto
essere
coltivate piante
OGM con geni
Attraverso
le piante
affini
di resistenza
ad antibiotici
come
immagazzinamento
transgeniche
si avranno
nuove
marcatori
possibilità alimentari
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
MA SEI SICURO DI SAPERE COSA SONO?
O LA TUA OPINIONE E’ STATA INFLUENZATA DA UNA CATTIVA
INFORMAZIONE?
Gli Ogm fanno male
a chi non sta
troppo bene
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)
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)
