Rośliny transgeniczne
1. Jak powstają rośliny transgeniczne.
a) metoda wektorowa: wykorzystuje się bakterie z rodzaju Rhizobium, które posiadają
plazmidy Ti. Metodę tą wykorzystuje się tylko do roślin dwuliściennych.
b) metody bezwektorowe: bezpośrednie wprowadzenie DNA do komórek. Zanim fragment
DNA wprowadzi się do komórki musi ona być pozbawiona ściany komórkowej.
- elektroporacja
- mikrowstrzeliwanie
- wykorzystanie PEG- glikolu polietylenowego
- fuzja liposomów
- mikroiniekcja
c) nowe metody
- transformowanie tylko genomu chloroplastów
- MeGa-PharM system wytwarzania białek w roślinach. Polega na użyciu indukowanych
Promotorów;
2. Zastosowanie roślin transgenicznych w farmaceutyce.
Medyczna gospodarka molekularna (molecular forming)- hodowanie i zbieranie genetycznie zmodyfikowanych plonów transgenicznych roślin, które wytwarzają biofarmaceutyki. Ideą jest wykorzystanie roślin jako biologicznych fabryk produkujących leki, które przy użyciu innych metod jest ciężko uzyskać, lub ich produkcja jest nieopłacalna.
Plantigenes - (roślinne antygeny) są substancjami roślinnymi, które powodują produkcję ludzkich lub zwierzęcych przeciwciał (jadalne szczepionki). Np. projektuje się pomidory i banany, zawierające odpowiednio szczepionki przeciw wściekliźnie i malarii. Preparat antygenu uzyskany z roślin może być wykorzystany do testów diagnostycznych wykrywających obecność we krwi zakażonego człowieka określonego patogenu.
Plantybodies - (roślinne przeciwciała) są ludzkimi lub zwierzęcymi przeciwciałami wyprodukowanymi przez i w roślinach transgenicznych.
Przykłady przeciwciał wytwarzanych w roślinach transgenicznych:
- Przeciwnowotworowe - kukurydza
- Przeciwko wirusowi Herpes simplex 2- soja
- Przeciwko bakterią powodującym próchnicę zębów - tytoń
W roślinach można ekspresjonować nie tylko antygeny i przeciwciała, ale także np. enzymy i inne białka. Przykłady białek terapeutycznych otrzymywanych z transgenicznych roślin:
- ludzka erytropoetyna - tytoń - (anemia)
- ludzki interferon alfa- ryż, rzepak (leczenie WZW B i C)
- ludzka aprotynina - kukurydza (inhibitor trypsyny; transplantacje)
- ludzka laktoferryna - ziemniak (przeciwbakteryjna)
3. Inne zastosowania roślin transgenicznych.
a) biopolimery z rośli np.
Rzodkiewnik(Arabidopsis thaliana) transformowany dwoma genami
pochodzącymi z bakterii Alcaligenes eutrophus wytwarza granulki
polihydroksymaślanu (PHB), poliestru do produkcji biodegradowalnych
opakowań.
b) słodkie białka
Wiele roślin tropikalnych wytwarza słodkie w smaku białka takie jak:
taumatyna - znajdująca się w sprzedaży jako środek słodzący
kurkulina
manibilina
pentadyna
monellina
mirakulina - nie jest słodkim białkiem, lecz modyfikatorem smaku: zamienia
smak kwaśny w słodki, np. cytryny z mirakuliną smakują jak pomarańcze.
Rośliny w których owocach występują słodkie białka, mogą rosnąć w innych
środowiskach niż lasy tropikalne, ale wtedy nie owocują. Dlatego próbuje się ekspresjonować je w innych roślinasz.
c) inne przykłady zastosowań roślin transgenicznych
• W roślinach można ekspresjonować enzymy degradujące celulozę - np.
celulazy. Stanowią one ważną klasę enzymów przemysłowych używanych
miedzy innymi w browarnictwie, przemyśle tekstylnym, produkcji biomasy.
• Produkcja przy użyciu glonów magnezo-zależnej peroksydazy ligniny (Mn-P)
pochodzącej z grzyba Phanerochaete chrysosporium. Enzym ten może być
używany do degradowania ligniny lub jako środek wybielający w produkcji
papieru, ma także znaczenie w zwiększeniu strawności włókien spożywanych
przez przeżuwacze.
• Słonecznik można zmodyfikować tak, aby wytwarzał olej o kreślonym składzie
np.: duża zawartość kwasu oleinowego, a minimalna zawartość kwasu
stearynowego; produkcja określonej długości kwasów tłuszczowych.
• Drzewa, które szybciej rosną, jednocześnie produkując mniej ligniny, a więcej
celulozy mogą być bardzo użyteczne dla przemysłu papierniczego. Separacja
celulozy i ligniny przy użyciu żrących środków alkalicznych jest nieprzyjazna
dla środowiska. Hodowla tych transgenicznych drzew może stanowić ratunek
dla lasów, które są wycinane, by pozyskać materiał na papier.