Transcript Document

‫הנדסה גנטית בצמחים‬
‫צמחים מהונדסים‬
‫• ‪ 6‬מיליארד אנשים בעולם‬
‫• מחסור במים וקרקע‬
‫צמחים טרנסגניים!‬
‫צמחים טרנסגניים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫פחות ריסוס‬
‫אמצעי זול ‪ -‬אור‪ ,‬מים ומינרלים‬
‫שיעור פוטוסינטיזה מוגבר‬
‫דחיית ההזדקנות‬
‫עמידות בפני מזיקים ומחלות‬
‫שימור הפרי אחרי הקטיף‬
‫הרכב אבות המזון‬
‫גודל‪ ,‬ריח‪ ,‬טעם‪...‬‬
‫חומרים רפואיים‪ ,‬חומרים תעשייתיים‬
‫בעד‬
‫להנדסה גנטית בצמחים יתרונות על השיטה הקלאסית של השבחה וטיפוח‬
‫• שינוי תכונות מבוקר יותר‬
‫• זמן קצר‬
‫• העברת תכונות בין צמחים שלא ניתן להכליא‬
‫נגד‬
‫‪ .1‬טיעון סביבתי‬
‫ הפרת שיווי משקל בטבע‬‫ העברת תכונות לצמחי בר (עמידויות)‬‫ התרבות חרקים עמידים‬‫‪ -‬פגיעה בבע"ח שאינם מזיקים לצמחים‬
‫הנדסה גנטית אינה שונה מחומרי הדברה‪,‬‬
‫כריתת יערות וסלילת כבישים‪.‬‬
‫החקלאות בבסיסה מפרה שיווי משקל בטבע!‬
‫נגד‬
‫‪ .2‬טיעון בריאותי‬
‫ סכנה בריאותית‬‫ העלאת רעלים >> אלרגיות‬‫‪ -‬עמידויות יגיעו מהחיידקים אל האדם‬
‫אין הוכחות לקיום רעלים‬
‫לא נמצאה העברת עמידות לחיידקים‪ ,‬ומראש מקורה מהטבע‪...‬‬
‫‪ .3‬טיעון מוסרי‬
‫‪ -‬עד כמה מותר להתערב בטבע‪ ,‬ובתורשת אורגניזמים?‬
‫גם במוצרי ההשבחה‪ ,‬עליהם מבוססת החקלאות הקלאסית‪,‬‬
‫קיימת התערבות!‬
‫צמחים טרנסגניים ‪ -‬כיום‬
‫• סויה וקנולה בעלי הרכב שומנים משופר‬
‫• כותנה ותירס בעלי עמידות לקוטלי עשבים ומזיקים‬
‫• תפו"א ודלעת העמידים לנגיפים‬
‫ועוד‪...‬‬
‫החדרת גנים לצמחי צמחים‬
‫• חיידק ה‪Agrobacterium tumefaciens -‬‬
‫•תוקף מעל ‪ 100‬צמחים דו‪-‬פסיגיים‬
‫• יצירת עפץ‪ -‬ע"י פלסמיד חיידקי המשרה מעבר גנים מהחיידק לצמח‬
‫‪ -1‬הדבקה בחיידק שמשתמש ‪Ti- plasmid‬‬
‫• רקמה פצועה מושכת חיידקים‬
‫• הפעלת גנים מפלסמיד ‪Ti‬‬
‫• החלבונים מעבירים את ‪ T-DNA‬לגנום הצמח‬
Ti plasmid
T-DNA
vir ‫איזור‬
‫• הגנים ב‪ T-DNA-‬אחראיים על יצירת העפץ ולא על ההעברה לצמח‬
‫• ניתן להחליף את הגנים ב‪T-DNA-‬‬
‫‪ -2‬השיטה הבינארית‬
‫• ‪ Ti‬הינו פלסמיד גדול מידי‬
‫• מעבירים את ה‪ T-DNA-‬לפלסמיד קטן‬
‫• ‪ Ti‬ללא ‪ T-DNA‬יהווה פלסמיד עזר‬
‫עקרון השיטה‬
‫‪ -3‬החדרת גנים בעזרת נגיפים‬
‫•‬
‫•‬
‫נגיפים מחדירים לתאים את הגנום שלהם >> מחלות‬
‫ניתן לשבט את הגן הרצוי בגנום וירוס‬
‫• ‪ DNA‬ויראלי יכול לגרום למחלות ולהזיק לצמח ולסביבה‬
‫• גדיל ‪ DNA‬אחד ‪ -‬קשה לעבודה‬
‫• אין השתלבות קבועה בגנום הצמח‬
‫החדרת גנים ללא נשאים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫חד פסיגיים (אורז‪ ,‬חיטה‪ ,‬תירס)‬
‫שילוב הגן בפלסמיד והחדרה לתאי צמח‬
‫לרב טרנספקציה זמנית‬
‫•‬
‫•‬
‫ירי חלקיקים‬
‫יצירת פרוטופלסטים (פירוק הדופן) >> העלאת‬
‫חדירות הממברנה‬
‫הזרקת ‪ DNA‬לפרוטופלסטים (מיקרוסקופ)‬
‫•‬
‫‪ -4‬החדרת הגן המהונדס לתא המאכסן‪intra injection -‬‬
‫שואבים את הגן לתוך פיפטת זכוכית נועצים את חוד הפיפטה בעובר‬
‫של בעלי חיים‪ ,‬כשהוא עדיין חד תאי‪ ,‬כ‪ 12-‬שעות לאחר ההפרייה‪,‬‬
‫ומזריקים את הגן לאחד משני הגרעינים בתא‬
‫‪ -5‬רובה גנים‬
‫• רובה גנים‪ -‬החדרת כדורים זעירים של‬
‫מתכת שנושאים את הגן המבוקש‪,‬‬
‫לתוך קנה של רובה‪.‬‬
‫• יורים את הכדורים לרקמה הצמחית‬
‫במהירות גבוהה וממרחק קצר‬
‫• חלק מן התאים יקלטו את הכדורים עם‬
‫הדנ"א הזר‬
‫• בתנאים מתאימים התאים המהונדסים‬
‫האלה יוצרים צמח חדש כשהגן הזר‬
‫בתאיו‪.‬‬
‫• רק חלק מהתאים קולטים את הגן הזר‪ ,‬לכן משתמשים בסמני סלקציה‬
‫• יש צורך לבדוק שהפלסמיד שנכנס אכן מכיל את הגן הזר‬
‫גן מדווח‬
‫• גנים המקודדים לרב לאנזימים שניתן לראות‬
‫את תוצרי הריאקציות שלהם‬
‫• גן מדווח מחובר למחדר‪ ,‬ואנו נוסיף‬
‫סובסטראט‬
‫• מחיידק‪ :‬אנזים ‪ GUS‬פירוק ‪ S‬צובע בכחול‬
‫• ממדוזה‪ :‬אנזים ‪GFP‬‬
‫(מאירים ב‪ UV-‬מתקבלת פלואורסנציה ירוקה)‬
‫• מגחלילית‪ :‬לוציפראז‪ ,‬פירוק ‪ S‬נותן אור‬
‫גן מדווח‬