Transgenní zvířata

Z WikiSkript

Transgenní organismus je typ geneticky modifikovaného organismu (GMO). Při jeho tvorbě jsou užity metody genetického inženýrství k předání určitých genů jednoho organismu na druhý. Takovéto organismy jsou následně využívány především ve výzkumu a medicíně. Podobným způsobem funguje též tzv. knock-out geny. První transgenní zvíře s lidskými geny se narodilo v Bělorusku v roce 2006 v rámci Běloruské národní akademie věd. Byla jimi tři kůzlata, z nichž ovšem jedno zemřelo krátce po porodu.

Příklady využití transgenních organismů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • Medicína – syntéza hormonů a faktorů jejichž deficiencí vznikají různá onemocnění (Faktor VIII, Insulin..). Geneticky modifikovaná kvasinka syntetizuje daný protein, jenž je následně odebrán, upraven a využit k léčbě pacientů. Některé proteiny nelze získat z jednoduchých organismů, neboť jsou k jejich správné funkci potřeba složité post-translační úpravy, kterých je schopná pouze eukaryotní buňka. K syntéze těchto faktorů jsou již dnes využívána dojná zvířata, protein je vyextrahován z jejich mléka.

Dále jsou provádění pokusy o pěstování orgánů pro transplantaci v rámci jiného organismu.

  • Věda – inkorporací lidského genu do organismu myši je možné sledovat například jeho mutace vlivem vnějších vlivů či genotoxicitu nejrůznějších látek. Lze také vypozorovat poměr genotypu vůči vnějším faktorům u některých fenotypových projevů.

Genový konstrukt[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Stěžejním bodem celé modifikace je přenášená modifikovaná DNA neboli genový konstrukt. Jde většinou o synteticky vyrobenou DNA požadovaného genu, opatřenou adekvátním promotorem. Takovýto konstrukt je v laboratoři pomnožen a několika různými postupy vpraven do cílového organismu.

Metody přenosu genetické informace[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Lze využít dva základní postupy a to in vitro přenos, kdy je konstrukt vpraven do izolovaných buněk mimo hostitelský organismus a následně jsou tyto buňky přeneseny zpět hostiteli, nebo in vivo přenos, kdy jsou modifikovány přímo buňky hostitelského organismu.

Genový konstrukt lze vpravit do těla dospělého jedince (=“transkaryotní organismus“; využíváno v genové terapii i u člověka), do zárodku nebo do konkrétní buněčné linie. Pro konkrétní přenos genetické informace jsou využívány následující postupy:

  • Mikroinjekce – vstříknutí genového konstruktu do jednobuněčného zárodku. Nejčastěji do mužského prvojádra. Úspěšnost metody je přibližně 25%, neboť závisí na náhodě kam se požadovaná DNA zabuduje. Může docházet k náhodným inzerčním mutacím nebo zabudování na místa s nízkou expresivitou. V 75 % se DNA nezabuduje a je degradována.
  • Retrovirové přenosy – gen DNA je vpraven do RNA zneškodněné, modifikované virové částice. Je nutno zajistit, aby virus pouze zabudoval DNA ale již nevytvářel nové částice. Dalším problémem této metody je přirozená obrana organismu proti částicím.
  • Spermiový přenos – genový konstrukt je inkorporován do spermie. Následně je spermie využita k in vitro oplodnění vajíčka. Velice nespolehlivá technika.
  • Přenos jader (klonování) – přenos jádra buňky již ověřeného transgenního organismu do enukleovaného oocytu.
  • Kmenové buňky – princip metody spočívá v modifikaci embryonálních kmenových buněk a následné vpravení zpět do vyvíjejícího se zárodku. Získáme tak chiméru složenou z buněk původních a modifikovaných.
  • LipozomyDNA je uzavřena ve váčku tvořeném fosfolipidovou dvojvrstvou, který je schopen interagovat s membránami buněk a tím umožňuje vpravení genu do jádra buňky. Modifikací membránových proteinů lze naprogramovat typ buňky, která bude modifikována.

Následné křížení a získání jedinců s požadovanými vlastnostmi[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Výše uvedenými metodami je zpravidla získán jedinec s jednou modifikovanou alelou, na druhém chromozomu se gen vůbec nenachází (hemizygot) a také je většinou mozaikou buněk nezměněných a buněk modifikovaných. Dále je také otázkou, zda-li modifikované buňky jsou pouze somatického typu, nebo modifikace zasáhla též buňky germinální.

Pro získání linie s kompletně modifikovaným genomem v homozygotním stavu je třeba dalšího křížení. Většina genů v tomto případě následuje Mendelovský typ dědičnosti.

V první fázi jsou chiméričtí jedinci kříženi s netransgenními jedinci. Modifikovanou a nemodifikovanou linii od sebe rozeznáváme podle některého fenotypově vysledovatelného dominantního znaku, např. barvy srsti (modifikace = černá barva srsti; divoká alela = bílá barva srsti) Podle Mendelovské dědičnosti, modifikovaná alela přechází do cca 50 % potomků. Vybereme jedince s fenotypovým projevem a provedeme u nich kontrolu pomocí PCR či Southern blotting. Tito jedinci by měli být heterozygoty pro modifikovaný gen. Následným křížením heterozygotních jedinců získáme homozygotní generaci, se kterou lze dále pracovat.

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Externí odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použité zdroje[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]