NLT Genetische Transformatie

• NLT
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Genetische Transformatie 

inhoudsopgave 

• 
  

Inhoudsopgave 

• Even herhalen
• Begrippenlijst
• Verschil GM en GT
• Het isoleren van een gen
• Sequenceren
• Het kloneren met BAC 
• Methodes GT
• DuRPh
• Samengevat

Waar ligt het DNA

1. In de cel
2. In de celkern
3. In de mitochondriën
4. In de celwand

Waaruit is DNA uit opgebouwd

1. DNA
2. Cytoplasma
3. Ribosomen
4. Genen

Wat is genetische modificatie?
Leg in je eigen woorden uit

Even herhalen

Eerst is het belangrijk dat je snapt wat genetische modificatie is, dus even herhalen. 

Wat weet je al over
genetische transformatie?

Wat kan je met genetische modificatie?

Begrippenlijst 

Gesequenced = Het bepalen van de nucleotiden volgorde

BAC = Bacterial Artificial chromosomes

Plasmiden = Een cirkelvormige streng DNA die zich bevindt in   sommige eencellige organismen

Ti-DNA = Tumorinducerend DNA

Selectiemerker = Een gen dat wordt toegevoegd zodat getransformeerde cellen eenvoudig kunnen worden onderscheiden van niet-getransformeerde cellen

DuRPh = Duurzame Resistentie tegen Phytophthora infestans

Begrippenlijst

Cis-genese = Het  door genetische modificatie overbrengen van een gen naar een andere plant van dezelfde soort of van een ermee kruisbare soort 

Transgenese = Genetische modificatie (transformatie) waarbij een gen van een andere soortwordt ingebouwd

Verschil tussen Genetische Modificatie en Genetische Transformatie

Genetische transformatie: Verandering van het genoom van een cel door introductie, opname en het tot expressie komen van genetisch materiaal (DNA of RNA) van buiten de cel.

Genetische modificatie: Het door de mens handmatig en gericht veranderen van de genen van een organisme. 

Er is dus niet echt veel verschil.

Het isoleren van een gen

• In de voorgaande paragraaf heb je geleerd hoe je een gen aantoont.
• DNA-fragmenten worden in de buurt van het gen gesequenced om de exacte locatie te bepalen. 

• Met bepaalde start en stop codons kan worden aangegeven waar het gen stopt en begint. Hierdoor kan de computer herkennen waar het gen ligt. Deze informatie is belangrijk voor het kloneren van genen uit verwant soorten
  

Sequenceren 

Meestal worden DNA fragmenten in de buurt van de merker gesequenced om de exacte locatie van een gen te bepalen. Het sequencen van een DNA fragment is het bepalen van de nucleotidenvolgorde ervan. Bepaalde start- en stopcodes geven aan waar het gen begint en eindigt. Alle verschillende ‘brokjes’ van het plantengenoom worden in duizenden verschillende plasmiden geplakt. Vervolgens worden de plasmiden (BAC’s) en de E. coli-bacteriën met elkaar in contact gebracht. Als een stroomstoot aan dit mengsel wordt toegediend, nemen de E. coli bacteriën de plasmiden door het celmembraan heen op, 1 BAC per bacterie.

Wat is de betekenis van sequenceren?

1. Een signaal die alleen binnen de cel wordt gegeven
2. Een signaal dat wordt door gegeven zowel buiten als binnen de cel
3. Een techniek om de basenvolgorde van een RNA-streng te bepalen
4. Een techniek om de basenvolgorde van een DNA-streng te bepalen

Waarom wordt DNA van planten gesequenced?

Het kloneren van een resistente en met behulp van BAC

• Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van de darmbacterie Escherichia Coli waarin ieder gewenst stukje DNA makkelijk vermeerderd kan worden.
•  Met restrictie enzymen wordt het genoom in fragmenten van verschillende lengtes geknipt. In een van deze fragmenten bevindt zich het gewenste genoom. 
• De genoomfragmenten worden geplakt in plasmiden, ook wel BAC genoemd. Dit zijn cirkelvormige DNA-strengen in een bacterie. Als de bacterie zich vermenigvuldigt, wordt ook de plasmiden gekopieerd.  

E. coli bacterie

Aardappels aangetast door P. infestans

Hoe kan je zien dat een bepaalde DNA sequentie ook werkelijk codeert voor een bepaald gen?

Wat is de betekenis van selectiemerker?

1. Een gen dat wordt toegevoegd zodat cellen kunnen transformeren
2. Een gen dat wordt toegevoegd zodat getransformeerde cellen eenvoudig kunnen worden onderscheiden van niet-getransformeerde cellen
3. Iemand die selectie opmerkt
4. Een stukje van het DNA dat ervoor zorgt dan cellen eenvoudig kunnen worden onderscheiden van niet-getransformeerde cellen

Juiste genen vinden

De plasmide en de E.colibacterie in contact gebracht, nadat het genoom in verschillende plasmiden is geplakt. Door een stroomstoot nemen ze door het celmembraan heen op. 1 BAC per bacterie. Door delingen wordt er een gezond gen vermeerderd. de gewenste genen worden met behulp van restrictie enzymen uit het plasmide geknipt. 

Door transformatie worden de genen in de aardappelplant gebracht en als 1 van de hieruit voortkomende planten resistent is tegen P.infestans is het juiste resistentie gen gevonden.

Methodes genetische transformatie

2 methodes van genetische transformatie: d.m.v agrobacterium of door een genenkanon. 

Genenkanon:  het inschieten van DNA dat je in de plantencel wilt inbrengen  in plantenweefsel. 

Genetische transformatie d.m.v agrobacterium

Agrobacterium

Door gebruik te maken van de aanwezigheid van ‘left’ en ‘right borders’ konden de eerste mensen die aan genetische modificatie deden het stukje Ti-DNA in de plasmide van Agrobacterium vervangen door een ander stukje DNA voor een gewenste eigenschap. Zo konden zij planten gericht genetisch veranderen. 

Waarom zijn de virtuele genen in Agrobacterium tumefaciens essentieel voor het inbouwen voor Ti-DNA in de plantencel?

Wat is de betekenis van Ti-DNA?

1. Titanium DNA
2. Tumorintrigerend DNA
3. Tumorinducerend DNA
4. Tumorstoppend DNA

DuRPh project is op zoek naar een duurzame methode bij het ontwikkelen van resistente aardappelplanten d.m.v transformatie. Ze gebruiken hiervoor cis-genese principe, dit wil zeggen dat alleen genen uit kruisbare soorten worden ingebracht in de aardappelplant. D.m.v cis-genese willen de onderzoekers een resistentie-gen tegen P. infestans uit wilde soorten aardappelplanten of uit andere rassen inbrengen in onze huidige aardappelrassen.

DuRPh project is op zoek naar een duurzame methode bij het ontwikkelen van resistente aardappelplanten d.m.v transformatie. Ze gebruiken hiervoor cis-genese principe, dit wil zeggen dat alleen genen uit kruisbare soorten worden ingebracht in de aardappelplant. D.m.v cis-genese willen de onderzoekers een resistentie-gen tegen P. infestans uit wilde soorten aardappelplanten of uit andere rassen inbrengen in onze huidige aardappelrassen. Ze zoeken op diverse manieren om P. infestans een kleinere kans geven om resistentie te doorbreken.

Hoe behandeld men een bacterie om DNA in de vorm van een plasmide op te nemen?

Wat betekent BAC

1. Bacterial American chromosomes
2. Bacterial Artificial chromosomes
3. Bacterial Artificial consumer

Samengevat 

Onderzoekers kunnen van een plant een genetisch gemodificeerd organisme(GMO) maken door in het genoom van de plant een gen van buitenaf in te brengen. Om voldoende DNA te verkrijgen waarin het gen voor de gewenste eigenschap zich bevindt, kan men het gen eerst in een plasmide in de bacterie Escherichia colikloneren. Hierna wordt het gen uit de plasmide van E. coli geknipt en door middel van de bacterie Agrobacterium tumefaciens in het genoom van de plant gebracht. Deze bacterie bevat een plasmide met een Ti-DNAdat in het DNA van de plant kan integreren. De getransformeerdeplanten worden vervolgens zorgvuldig onderzocht op de veranderingen die zijn ontstaan door de transformatie. In het DuRPh-project gebruiken onderzoekers deze technieken om resistentiegenen tegen Phytophtora infestansafkomstig van kruisbare resistente aardappelsoorten in te brengen in de aardappelplant. Dit wordt cisgene genetische modificatie genoemd. Door een cassettemet meerdere resistentiegenen in te brengen hoopt men te komen tot duurzame resistentie tegen P. infestans.

Wat doet een restrictie-enzym?

1. Genen uit DNA knippen
2. BAC's uit DNA knippen
3. Genen uit plasmiden knippen
4. DNA uit BAC's knippen

Door wat worden de voedingsstoffen van de tumor gemaakt?

Wat weet je nu van genetische transformatie?