Γενετικά Τροποποιημένοι Οργανισμοί Βασικές τεχνολογικές προσεγγίσεις Κώστας Ματθιόπουλος Department of Biochemistry and Biotechnology University of Thessaly.

Παρουσίαση με θέμα: "Γενετικά Τροποποιημένοι Οργανισμοί Βασικές τεχνολογικές προσεγγίσεις Κώστας Ματθιόπουλος Department of Biochemistry and Biotechnology University of Thessaly."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Γενετικά Τροποποιημένοι Οργανισμοί Βασικές τεχνολογικές προσεγγίσεις Κώστας Ματθιόπουλος Department of Biochemistry and Biotechnology University of Thessaly Laboratory of Molecular Biology and Genomics

2  Εισαγωγή εξωγενούς γενετικού υλικού στους οργανισμούς  Νέες ιδιότητες  Όμως:  Επιλεγμένες διασταυρώσεις και τεχνητή επιλογή  Γενικευμένη μεταλλαξιγένεση  Δημιουργία στοχευμένων μεταλλάξεων Βασική τεχνολογία GMOs2 Genetically Modified Organisms (GMOs)

3 Άνθρωπος: ~30,000 χρόνια Άνθρωπος: ~20 χρόνια Φύση: ~30,000 χρόνια Άνθρωπος: ~15 χρόνια Φύση: ~30,000 χρόνια Άνθρωπος: ~20 χρόνια Φύση: ποτέ (??) Άνθρωπος: ~20 χρόνια Φύση: ~30,000 χρόνια

4 Βασική τεχνολογία GMOs4

5  Η τεχνολογία δεν είναι σημαντική  Περιορισμοί στο πλαίσιο των ειδών  Όλα τα γονίδια/χαρακτήρες αναμειγνύονται Παραδοσιακή εκτροφή ~45,000 γονίδια~25,000 γονίδια

6 Βασική τεχνολογία GMOs6

7 GMO Introgression

8 Βασική τεχνολογία GMOs8 Η εξέλιξη του καλαμποκιού

9 Βασική τεχνολογία GMOs9 A cascade of arabinosyltransferases controls shoot meristem size in tomato Cao Xu et al, Nature Genetics (2015) Published online 25 May 2015

10 Βασική τεχνολογία GMOs10 Από την αγριομουστάρδα στα λαχανάκια Βρυξελλών

11 Βασική τεχνολογία GMOs11

12 Βασική τεχνολογία GMOs12 Τα άκρα στις ράτσες των σκύλων: Chihuahua και Great Dane

13 Βασική τεχνολογία GMOs13 Τα βελγικά μπλε βοοειδή έχουν εκτραφεί για αυξημένη παραγωγή κρέατος

14 Glofish Βασική τεχνολογία GMOs14

15 Τα ένζυμα περιορισμού: πέψη του DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες Πώς τροποποιούμε το DNA

16 ΠΙΝΑΚΑΣ: ΠΙΝΑΚΑΣ: Ορισμένα ένζυμα περιορισμού και οι αλληλουχίες που αναγνωρίζουν.

17 ΕΙΚΟΝΑ: ΕΙΚΟΝΑ: Διαχωρισμός μορίων DNA διαφορετικού μεγέθους με ηλεκτροφόρηση σε πήκτωμα.

18 Η DNA λιγάση ενώνει τα άκρα τμημάτων DNA που παράγονται από τα ένζυμα περιορισμού

19 Πλασμίδια και ιοί χρησιμοποιούνται ως φορείς αλληλουχιών DNA  Στόχος της κλωνοποίησης:  απομόνωση γονιδίου  παραγωγή σε μεγάλες ποσότητες  Προφανώς: βακτήρια  Πλασμίδια:  pSC101 (1 EcoRI, tet)  pSC102 (3 EcoRI, kan)

20 Βασική τεχνολογία GMOs20 Βασική οργάνωση ευακρυωτικού γονιδίου

21  Ρυθμιστική περιοχή  Τερματιστής  Επιλέξιμος γενετικός δείκτης Βασική τεχνολογία GMOs21 Βασικά στοιχεία των διαγονιδιακών κατασκευών

22 Ο υποκινητής καθορίζει την έκφραση General Promoter: all tissues, all the time.Vegetative Promoter: no flower, no fruit expression.Root Promoter: only root expression.

23 Έκφραση = παραγωγή πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες και οι πρωτεϊνικές λειτουργίες είναι παρούσες μόνο στους ιστούς που είναι ενεργοί οι υποκινητές Tissue Specific Expression “Suicide” Promoters, etc. Time Specific Expression

24 Βασική τεχνολογία GMOs24

25  Ανθεκτικότητα σε αντιβιοτικά  Χρωματικοί δείκτες  β-γαλακτοσιδάση/X-gal  Green Fluorescent Protein  β-γλυκουρονιδάση Βασική τεχνολογία GMOs25 Επιλέξιμοι γενετικοί δείκτες

26 Βασική τεχνολογία GMOs26 β-γαλακτοσιδάση Υποκινητής Γονίδιο αναφοράς +1

27 Green fluorescent protein Βασική τεχνολογία GMOs27

28 Βασική τεχνολογία GMOs28

29 Βασική τεχνολογία GMOs29

30  Προκαρυωτικά κύτταρα  Σύζευξη  Μεταγωγή  Μετασχηματισμός  Προκαρυωτικά / Ευκαρυωτικά κύτταρα  Ηλεκτροδιάτρηση  Μικροέγχυση  Λιποσώματα  Βιολιστική  Ιοί και μεταθετά στοιχεία Βασική τεχνολογία GMOs30 Μέθοδοι μετασχηματισμού κυττάρων

31 Βασική τεχνολογία GMOs31 Βακτηριακή σύζευξη

32 Βασική τεχνολογία GMOs32

33 Βασική τεχνολογία GMOs33

34 Βασική τεχνολογία GMOs34 Βακτηριοφάγοι

35 Βασική τεχνολογία GMOs35 Ο κύκλος ζωής του φάγου

36 Βασική τεχνολογία GMOs36

37 Βασική τεχνολογία GMOs37 Γενικευμένη μεταγωγή

38 Βασική τεχνολογία GMOs38 Ειδικευμένη μεταγωγή

39 Βασική τεχνολογία GMOs39 Ηλεκτροδιάτρηση

40 Βασική τεχνολογία GMOs40 Χρήση λιποσωμάτων

41 Βασική τεχνολογία GMOs41 Άμεση μεταφορά DNA σε φυτικά κύτταρα με βομβαρδισμό μικροσφαιριδίων

42 Βασική τεχνολογία GMOs Αναγέννηση φυτών από πρωτοπλάστες Μετά από 2-3 εβδομάδες οι πρωτο- πλάστες σχηματίζουν αποικίες οι οποίες μεταφέρονται σε θρεπτικό μέσο που επάγει το σχηματισμό βλαστών

43 Χρήση μεταθετών στοιχείων

44 Το μεταθετό στοιχείο P

45 Βασική τεχνολογία GMOs45 Χρήση ρετροϊικού φορέα Τα κύτταρα εκφράζουν τις πρωτεΐνες συσκευασίας και το RNA που παράγεται από τον ανασυνδυασμένο φορέα συσκευάζεται σε μολυσματικά ιικά σωματίδια

46 Εμφύτευση των εμβρύων σε ορμονικά διεγερμένη θετή μητέρα

47 Δημιουργία διαγονιδιακών σκωλήκων Caenorhabditis elegans Βασική τεχνολογία GMOs47

48 Βασική τεχνολογία GMOs48

49 Δημιουργία διαγονιδιακών εντόμων Βασική τεχνολογία GMOs49  Κουνούπια χωρίς ελονοσία  Φρουτόμυγες που δεν αρέσκονται στα φρούτα  Χρωματιστά μετάξια

50 Έκφραση του δείκτη EGFP

51 Χ Χ

52

53