כיצד יכולה הגנטיקה להועיל לאדם?

1. כיצד יכולה הגנטיקה להועיל לאדם?

2. מתי החלו בני האדם להשתמש בגנטיקה לתועלתם? • בני האדם עוסקים בהשבחה גנטית כבר מאות שנים. • השבחה גנטית היא מבוצעת ע"י ברירה של צאצאים בעלי פנוטיפים רצויים והכלה מבוקרת ביניהם.

3. דוגמאות להשבחה גנטית • בערך 8000 שנה לפני הספירה בוית ותורבת צמח החיטה. • בחיטה המתורבתת הגרעינים כבדים ואינם מופצים ע"י הרוח. • מה היתרון בכך לדעתכם? • במהלך השנים "אבד" מין הבר של החיטה עד שנתגלה מחדש ע"י אהרון אהרונסון.לשם מה אנו זקוקים ל"אם החיטה"? מדוע תגלית זאת חשובה?

4. מי היה אהרון אהרונסון? • מדען בעל שם עולמי. • ראש מחתרת ניל"י ואחיה של שרה גיבורת ניל"י. • ממייסדי זיכרון יעקוב • כפי הנראה היהודי הראשון בארץ ישראל שהיההבעלים של מכונית פרטית...

5. הנדסה גנטית • הנדסה גנטית- מכלול השיטות הגורמות לשינויים מכוונים ב DNA . • DNA רקומביננטי – DNA שנוצר מחיבור של קטעי DNA ממקורות שונים. • הטכנולוגיה של ההנדסה הגנטית מסירה את מחסום המינים, כיוון שמעבירה גנים מיצור ליצור אחר שיכול להיות מרוחק מבחינה אבולוציונית. • אורגניזם שלתוכו הוכנס גן זר נקרא אורגניזם טרנסגני.

6. הנדסה גנטית אפשרית הודות לכך ש DNAמולקולה משותפת לכולם bioteach.ubc.ca/TeachingResources/Applications/GMOpkgJKloseGLampard3a.ppt

7. להנדסה הגנטית תועלת לאדם בשלושה תחומים: א. ייצור מסחרי של חלבונים נדירים רצויים בעיקר תרופות (אינסולין, אינטרפרון,הורמון גדילה, חיסונים) לשם מה הנדסה גנטית? יצירת נוגדנים בצמחים

8. ב. השבחת יצורים חיים (צמחים ובעלי חיים) ע"י החדרת גן שיקנה להם תכונה רצויה. מהונדס לא מהונדס

9. העברת החלבון קזאין לחלבוני תשמורת של חמנית

10. ג. ריפוי גני- כולל החלפת גנים פגומים בגנים בריאים ריפוי מחלה תורשתית שפוגעת בתאי T ובמערכת החיסון (ילדי בועה) ע"י החדרת גן תקין לתאי מוח העצם

11. הנדסה גנטית בחיידקים איך זה נעשה? • הרעיון: לזהות גן של חלבון רצוי. • להוציא את הגן ולהעביר אותו ל DNA של חיידק. • החיידק ייצר את החלבון הרצוי. • החיידק ישכפל את הגן ויעביר אותו לדורות הבאים.

12. שלבי התהליך:א. בידוד הגן המבוקש - • מפיקים את ה DNA מן האורגניזם התורם. • מבודדים את הגן: • על ידי חיתוכו עם אנזים הגבלה. • או שיוצרים את הגןבאמצעות תעתוק הפוך מ RNA שליח.

13. אנזים הגבלה עם קצוות דביקים CIVIC, Madam AATTC G GAATTC AATTC G GAATTC G AATTC AATTC G Get An Apple To The Class Arber, Nathans, Smith (1978) קצוות דביקים (Cohesive Ends) EcoRI Juang RH (2004) BCbasics

14. mRNA באמצעות תעתוק הפוך מ cDNA יצירת 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ Baltimore, Dulbecco, Temin (1975) לאחר שחבורmRNA poly A tail אנזים מתעתק הפוך TTTT 3’ 5’ RNA ניתוק DNA פולימראז יצירת גדיל נוסף של DNA 3’ CCC 5’ GGG 3’ Juang RH (2004) BCbasics

15. ב. קישור הגן לנשא • הנשא של הגן יהיה פלסמיד/וירוס • פלסמיד – DNA מעגלי בתא החיידק בעל יכולת לחדור לחיידק באופן עצמאי ולהתרבות בלי תלות בכרומוזום החיידק. • חותכים את ה DNA של הפלסמיד עם אותו אנזים הגבלה שחתכו את הגן, ומחברים עם אנזים אחר הנקרא ליגאז.

16. פלסמיד

17. פעולת האנזים המגביל EcoR1

18. קישור הגן לנשא • נשא של הגן שהוא נגיף. • נגיף (וירוס) הוא טפיל של תא, המתרבה בתוכו ע"י שעבוד מערכות התא אליו החדיר את החומר התורשתי שלו. • בקטריופאג' – נגיף שמתרבה בתוך חיידקים ומשמש בהנדסה גנטית. • נוהגים עם הנגיף כמו שנוהגים עם הפלסמיד -חיתוך באמצעות אנזים הגבלה וחיבור הגן באמצעות אנזים ליגאז.

19. ג. החדרת הגן לאורגניזם • הנשא -הפלסמיד -עם הגן המבוקש חודר אל החיידק שם הגן מתבטא בתכונה החדשה. • הבקטריופאג' שבו הגן המבוקש מחדיר את החומר התורשתילחיידק.

20. שיבוט ואיתור מושבת החיידקים עם הגן הרצוי 1 זריעה תא אחד יוצר מושבה אחת ריבוי הפלסמיד X100 ריבוי החיידק X1,000 המושבה המכילה את הגן הרצוי =100,000 Juang RH (2004) BCbasics

21. זיהוי חיידקים הנושאים את הגן המשובט - גן בורר גן בורר – גן המקודד לתכונה שמאפשרת להפריד בין תאים המכילים את הגן לאלה שאינם מכילים אותו. הגן מקנהבדר"כ לתאים תכונה שמאפשרת לו לשרוד בתנאים מסוימים. לדוגמא: פלסמיד הנושא גנים לעמידות בפני אנטיביוטיקה. פלסמיד המכיל גן לעמידותבטטרציקלין וגן לעמידותבאמפיציקלין. אם אחד מהגנים יפגע, תפגע גם העמידות .

22. זיהוי חיידקים הנושאים את הגן המשובט - גן מדווח • גן מדווח – גן המקודד לתכונה המאפשרת להבדיל את התא המכיל את הגן מתאים שאינם מכילים אותו. דוגמאות – • ריאקציות צבע של גלאי הנקשר לגן או לחלבון. • זהירה או הארה בתאים המכילים את הגן.

23. שימוש בגן מדווח ובגן בורר לזיהוי מושבות שעברו טרנספורמציה

24. שיבוט • החיידקים מתחלקים ויחד איתם מתחלקים גם הפלסמידים הרקומביטננטים. • מולקולת הבקטריופאג' משכפלת עצמה בתוך תא החיידק.החלקיקים החדשים יוצאים מהתא ומדביקים תאים נוספים.

25. אתר אנימציות • http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter16/animations.html# האתר מדגים שיטות עבודה שונות בהנדסה גנטית

26. מקורות • צוות הביולוגיה מכון וויצמן, מאלפי הגנים • http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.biotech/itu2.ppt#1 • גנטיקה מולקולארית והנדסה גנטית, עמלנט • http://www.amalnet.k12.il/sites/genetic/frm_articles.htm • אתר שיקופיות http://juang.bst.ntu.edu.tw/BCbasics/Animation.htm