Aktualne wyzwania biotechnologii, Prezentacje z Biotecnologia

Pobierz Aktualne wyzwania biotechnologii i więcej Prezentacje w PDF z Biotecnologia tylko na Docsity!

Renata Szymańska

Od kapusty do mamuta –

wyzwania biotechnologii

Biotechnologia

 Biotechnologia świadczy dobra i usługi z wykorzystaniem metod

biologicznych (definicja wg OECD)

 Towarzyszy człowiekowi od dawna (tzw. biotechnologia tradycyjna)

 Rozwój biotechnologii obserwujemy głównie w trzech obszarach: 1)

rolnictwo z przetwórstwem rolno-spożywczym, 2) przemysł, 3)

farmacja, medycyna i weterynaria

 Produkty biotechnologii są obecne w codziennym życiu, np.

farmaceutyki, środki piorące, wyroby z bawełny, bioetanol czy pasze

Techniki w biotechnologii

 DNA/RNA : genomika, farmakogenomika, sondy DNA, inżynieria genetyczna, sekwencjonowanie/synteza/amplifikacja DNA/RNA, ekspresja genów, technologia antysensowna.

 Białka i inne cząsteczki : sekwencjonowanie/synteza/ inżynieria białek i peptydów, poprawa metod transportu dużych cząsteczek leków, proteomika, izolacja i oczyszczanie, przekazywanie sygnałów, identyfikacja receptorów komórkowych.

 Komórki, kultury komórkowe i inżynieria komórkowa : kultury komórkowe i tkankowe, inżynieria tkankowa, fuzja komórkowa, szczepionki i immunizacja, manipulacje na zarodkach.

 Geny i wektory RNA : terapia genowa, wektory wirusowe.

 Techniki procesów biotechnologicznych : biosynteza z wykorzystaniem bioreaktorów, bioinżynieria, biokataliza, bioporcesowanie, bioługowanie, biospulchnianie, wybielanie za pomocą środków biologicznych, bioodsiarczanie, bioremediacja, biofiltracja.

 Bioinformatyka : tworzenie genomowych/białkowych baz danych, modelowanie złożonych procesów biologicznych, biologia systemowa.

 Nanobiotechnologia : zastosowanie narzędzi i procesów nano/mikroproduktów do konstrukcji urządzeń do badań biosystemów oraz w transporcie leków, udoskonalania diagnostyki etc.

Kolory biotechnologii

 Zielona biotechnologia (biotechnologia związana z

rolnictwem i przemysłem spożywczym)

 Czerwona biotechnologia (biotechnologia wykorzystywana

w ochronie zdrowia, medycynie)

(biotechnologia na rzecz przemysłu i

ochrony środowiska)

 Niebieska biotechnologia (biotechnologia wód)

 Fioletowa biotechnologia (związana z uregulowaniami

prawnymi, etycznymi, odbiorem społecznym)

Biotechnologia tradycyjna

Marchew

Krótka

historia

genetycznych

modyfikacji

10 000 la temu Ludzie zaczęli udomawiać rośliny i zwierzęta poprzez sztuczną selekcję

Wiek XVIII Rolnicy i naukowcy zaczęli krzyżować między sobą różne gatunki roślin i zwierząt

Poszukiwanie metod wprowadzania nowych genów (mutacji) do puli genowej organizmów

Ok. 1980 Inżynieria genetyczna w hodowli roślin; uzyskiwanie roślin o pożądanych cechach

Ok. 1990 Pierwsze GMO wprowadzone na rynek (pomidor FlavrSavr; 1994)

Biotechnologia nowoczesna

Jak powstaje GMO?

Krok 1. Identyfikacja pożądanej cechy w naturze (np. odporności na suszę czy owady)

Krok 2. Gen warunkujący pożądaną cechę jest wprowadzany do nasion roślin

Krok 3. Rośliny są testowane pod względem ich bezpieczeństwa dla ludzi, zwierząt i środowiska

Krok 4. Po latach rygorystycznych badań nasiona są dostępne dla rolników

Technika Dobór sztuczny

Krzyżowanie międzygatunkowe

Mutageneza GMO (transgeneza)

Przykłady Wszystko co jemy (kapusta, kukurydza, pszenica)

Tangenrynki, niektóre jabłka, ryż, pszenica

Gruszki, jabłka, ryż, śliwki, mięta, banany

Rzepak, kukurydza, bawełna, papaja, ziemniaki, lucerna

Liczba zmienionych genów

10 000- 300 000 Przypadkowe, ok. 1000

Czy wiemy, które geny są zmienione?

NIE NIE NIE TAK

Czas badań i wprowadzania na rynek

5 – 30 lat 5 – 30 lat < 5 lat 5 – 10 lat

Testy bezpieczeństwa

NIE NIE NIE TAK

Dopuszczone przez rolnictwo organiczne?

TAK TAK TAK NIE

Czy wymagane są oznaczenia?

NIE NIE NIE TAK

Tradycja a nowoczesność …

Jakie organizmy są modyfikowane?

 Najczęściej modyfikowane są organizmy o dużym znaczeniu gospodarczym

 Mikroorganizmy (bakterie) ( E. coli w 1973)

 Grzyby (grzyb infekujący komary)

 Zwierzęta : szybszy wzrost (np. świnie, ryby), produkcja białek, enzymów i

substancji wykorzystanych w przemyśle farmaceutycznym, uodpornienie

na choroby (w 1974 roku zmodyfikowano mysi embrion); terapia genowa;

ksenotransplantacja

 Rośliny : zwiększenie odporności na herbicydy i szkodniki, infekcje

wirusowe, bakteryjne i grzybicze; zwiększenie tolerancji na stres

abiotyczny; przedłużenie trwałości owoców; poprawa składu kwasów

tłuszczowych oraz białek; zwiększenie zawartości suchej masy; zmiana

zawartości węglowodanów, karotenoidów i witamin; usunięcie toksyn

 Listę zgłoszonych do rejestracji w UE genetycznie zmodyfikowanych roślin

można znaleźć na stronach http://biotech.jrc.it

Światowy areał upraw GMO (1996-2015)

„Biotech mega-countries”

• GMO uprawia się w 28 krajach
• W 2015 całkowita powierzchnia upraw

GMO wyniosła 179,7 mln ha (spadek o

1% w porównaniu do 2014)