Stap 2

Gratis vervoer, bestemming bereikt?
Hoe krijg je een gen van de ene soort in de andere?
Gaat dat gen ter plaatse doen wat het doen moet?
In deze stap bekijk je aan de hand van vragen en opdrachten de techniek van genetische modificatie.
Maak bij elke stap aantekeningen. Vat de techniek daarna samen in een schema.
Bespreek je schema met een klasgenoot.

De overdracht van een DNA-fragment van een organisme naar een ander organisme komt ook in de natuur ook voor. Er zijn bacteriegeslachten die aan hun oppervlak receptoren hebben waarmee ze donor-DNA kunnen binden en opnemen, soms zelfs donor DNA van een andere soort. Dat proces heet transformatie.
Sommige soorten bacteriën kunnen via een proces dat conjugatie heet DNA-plasmiden uitwisselen, via een conjugatiebuis.
Bekijk hier deze beide processen.

Virussen kunnen ook een rol spelen bij de overdracht van DNA van de ene bacterie naar de andere.
Dat proces heet transductie. Bekijk het hier .

Opdracht 1 Genetische modificatie
Vat deze drie processen samen in een schematische tekening.
Zet de namen van de processen erbij.

Wanneer deze genoverdracht door mensen wordt uitgevoerd, noem je dat genetische modificatie. Plasmiden of virussen kunnen worden gebruikt om bepaald DNA in de cel te brengen, maar er zijn andere technieken ontwikkeld.

Opdracht 2 Transgene organismen
Bekijk deze technieken op bioplek en beschrijf ze kort.

Er is wel een probleem: een gen uit een vis zal niet werken in een tomaat, tenzij er een promotor aan zit die de tomaat herkent.
Virussen hebben een sterke promotor ontwikkeld, die de gastheer dwingt om de genen van het virus af te lezen. Daarom plakken onderzoekers aan het in te brengen gen een viruspromotor. Dit geheel wordt een genconstruct genoemd.

  1. Leg uit waarom virussen zo’n sterke promotor moeten hebben.
  2. Bedenk wat het nadeel is van het inbrengen van een viruspromotor in een cel.

Om te kunnen zien of de overdracht gelukt is, wordt niet alleen het gewenste gen ingebouwd, maar ook een merker-gen. Daarvoor werd vaak een gen voor antibiotica resistentie gebruikt, bijvoorbeeld voor neomycine. Planten zonder dit gen gaan dood als ze met neomycine worden behandeld. Antibioticaresistentie-merker-genen zijn in Nederland voor nieuwe toepassingen niet meer toegestaan. Men zoekt naar alternatieven bijvoorbeeld fluorescentie genen, zoals van de Glofish.

  1. Gebruik de afbeelding om uit te leggen hoe men met behulp van het gen voor antibiotica-resistentie die planten kan selecteren waarin de overdracht gelukt is.
  2. Maak de oefening "Gratis vervoer, bestemming bereikt?" onderaan deze pagina.

In Wageningen University werken biotechnologen aan de ontwikkeling van een aardappel die beter bestand is tegen de gevreesde schimmel Phytophtora.
Deze duRPh aardappel wordt ontwikkeld met behulp van cisgene merkervrije modificatie.

Opdracht 3 Cisgeen
Zoek uit wat cisgeen is en leg uit waarom men daarvoor kiest.
Waarom kiest men voor merkervrij?
Het nieuwe gen komt op een willekeurige plek in het DNA terecht. Het effect daarvan kan heel wisselend zijn.
Het kan het functioneren van een ander gen verstoren.

Opdracht 4 Effecten
Bekijk hier enkele voorbeelden van onverwachte bijwerkingen in verschillende organismen (halverwege de pagina, bij 'voorbeelden').
Noteer tenminste twee organismen waarin onverwachte effecten optraden en noteer ook deze effecten.

Bekijk de opdrachten 1 t/m 4 van deze stap nog eens en maak een inschatting van de kans dat genetische manipulatie experimenten opbrengen wat de onderzoeker wenst.