Γενετικά Τροποποιημένοι Οργανισμοί Βασικές τεχνολογικές προσεγγίσεις Κώστας Ματθιόπουλος Department of Biochemistry and Biotechnology University of Thessaly Laboratory of Molecular Biology and Genomics
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)
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
Βασική τεχνολογία GMOs4
Η τεχνολογία δεν είναι σημαντική Περιορισμοί στο πλαίσιο των ειδών Όλα τα γονίδια/χαρακτήρες αναμειγνύονται Παραδοσιακή εκτροφή ~45,000 γονίδια~25,000 γονίδια
Βασική τεχνολογία GMOs6
GMO Introgression
Βασική τεχνολογία GMOs8 Η εξέλιξη του καλαμποκιού
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
Βασική τεχνολογία GMOs10 Από την αγριομουστάρδα στα λαχανάκια Βρυξελλών
Βασική τεχνολογία GMOs11
Βασική τεχνολογία GMOs12 Τα άκρα στις ράτσες των σκύλων: Chihuahua και Great Dane
Βασική τεχνολογία GMOs13 Τα βελγικά μπλε βοοειδή έχουν εκτραφεί για αυξημένη παραγωγή κρέατος
Glofish Βασική τεχνολογία GMOs14
Τα ένζυμα περιορισμού: πέψη του DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες Πώς τροποποιούμε το DNA
ΠΙΝΑΚΑΣ: ΠΙΝΑΚΑΣ: Ορισμένα ένζυμα περιορισμού και οι αλληλουχίες που αναγνωρίζουν.
ΕΙΚΟΝΑ: ΕΙΚΟΝΑ: Διαχωρισμός μορίων DNA διαφορετικού μεγέθους με ηλεκτροφόρηση σε πήκτωμα.
Η DNA λιγάση ενώνει τα άκρα τμημάτων DNA που παράγονται από τα ένζυμα περιορισμού
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)
Βασική τεχνολογία GMOs20 Βασική οργάνωση ευακρυωτικού γονιδίου
Ρυθμιστική περιοχή Τερματιστής Επιλέξιμος γενετικός δείκτης Βασική τεχνολογία GMOs21 Βασικά στοιχεία των διαγονιδιακών κατασκευών
Ο υποκινητής καθορίζει την έκφραση General Promoter: all tissues, all the time.Vegetative Promoter: no flower, no fruit expression.Root Promoter: only root expression.
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
Βασική τεχνολογία GMOs24
Ανθεκτικότητα σε αντιβιοτικά Χρωματικοί δείκτες β-γαλακτοσιδάση/X-gal Green Fluorescent Protein β-γλυκουρονιδάση Βασική τεχνολογία GMOs25 Επιλέξιμοι γενετικοί δείκτες
Βασική τεχνολογία GMOs26 β-γαλακτοσιδάση Υποκινητής Γονίδιο αναφοράς +1
Green fluorescent protein Βασική τεχνολογία GMOs27
Βασική τεχνολογία GMOs28
Βασική τεχνολογία GMOs29
Προκαρυωτικά κύτταρα Σύζευξη Μεταγωγή Μετασχηματισμός Προκαρυωτικά / Ευκαρυωτικά κύτταρα Ηλεκτροδιάτρηση Μικροέγχυση Λιποσώματα Βιολιστική Ιοί και μεταθετά στοιχεία Βασική τεχνολογία GMOs30 Μέθοδοι μετασχηματισμού κυττάρων
Βασική τεχνολογία GMOs31 Βακτηριακή σύζευξη
Βασική τεχνολογία GMOs32
Βασική τεχνολογία GMOs33
Βασική τεχνολογία GMOs34 Βακτηριοφάγοι
Βασική τεχνολογία GMOs35 Ο κύκλος ζωής του φάγου
Βασική τεχνολογία GMOs36
Βασική τεχνολογία GMOs37 Γενικευμένη μεταγωγή
Βασική τεχνολογία GMOs38 Ειδικευμένη μεταγωγή
Βασική τεχνολογία GMOs39 Ηλεκτροδιάτρηση
Βασική τεχνολογία GMOs40 Χρήση λιποσωμάτων
Βασική τεχνολογία GMOs41 Άμεση μεταφορά DNA σε φυτικά κύτταρα με βομβαρδισμό μικροσφαιριδίων
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
Χρήση μεταθετών στοιχείων
Το μεταθετό στοιχείο P
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
Εμφύτευση των εμβρύων σε ορμονικά διεγερμένη θετή μητέρα
Δημιουργία διαγονιδιακών σκωλήκων Caenorhabditis elegans Βασική τεχνολογία GMOs47
Βασική τεχνολογία GMOs48
Δημιουργία διαγονιδιακών εντόμων Βασική τεχνολογία GMOs49 Κουνούπια χωρίς ελονοσία Φρουτόμυγες που δεν αρέσκονται στα φρούτα Χρωματιστά μετάξια
Έκφραση του δείκτη EGFP
Χ Χ