1. Definieren Sie genetisch veränderte Organismen (GVO) als transgene Organismen, erklären Sie, wie Wissenschaftler gentechnische Techniken zu ihrer Herstellung verwendeten, und geben Sie einige Beispiele.
2. Erklären Sie, warum die Transgene in gentechnisch veränderten Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr unbedenklich sind.Wenden Sie Ihr Wissen über die Pflanzenreproduktion an, um zu erklären, wie GVO hypothetisch Transgene in Wildpopulationen freisetzen könnten, und geben Sie einige Beispiele für die bekannten Risiken für die Ausbreitung von Transgenen.
3. Listen Sie verschiedene Anwendungen und Verwendungen für genetische Veränderungen auf, die Menschen, anderen Arten und / oder der Umwelt direkt nützen oder schaden.

Transgene Organismen enthalten ein oder mehrere Gene eines anderen Organismus (nicht vererbt)

Genetisch veränderte Organismen (GVO) werden genauer transgene Organismen genannt, wobei trans bedeutet auf oder von „dem anderen.“ Ein Transgen ist ein Gen, das von außerhalb des Genoms stammt. Bakterien erwerben Transgene natürlich die ganze Zeit durch horizontalen Gentransfer. Die genaue Verwendung von Transgen bezieht sich jedoch auf ein Gen, das künstlich in ein Genom eingefügt wird. Wissenschaftler können das jetzt sehr genau tun, wie wir Insulin für Diabetiker herstellen, wie wir verhindern, dass Pflanzenarten anfällig für Insekten oder Pilze sind oder sogar an Herbiziden sterben.

Wir haben letztes Mal im Unterricht gelernt, wie Wissenschaftler mithilfe der Transformation das gewünschte Genom gentechnisch herstellen und dann Millionen von Kopien mithilfe des molekularen Klonens in Bakterien klonen. Diese Labortechnik kann funktionieren, wenn das gewünschte Ergebnis darin besteht, eine Menge eines bestimmten Proteins wie Insulin in einer kontrollierten Laborumgebung herzustellen. Wie wenden wir diese Idee auf Pflanzen an, die in der natürlichen Umgebung überleben und gedeihen müssen, wie auf einem Baumwollfeld? Transgene können es einer Baumwollpflanze ermöglichen, Gene für ein Toxin zu exprimieren, das das Überleben des rosa Bollworm-Insekts verhindert, aber dieses Gen wäre in einem Labor, in das sich Bollwürmer niemals wagen, nicht von großem Nutzen. Stattdessen muss das Gen in die Pflanze selbst übertragen werden, damit es in der Umgebung arbeiten kann, in der sich die Insekten befinden.Die gebräuchlichste Technik, um das Transgen oder das interessierende Gen in einen mehrzelligen Organismus zu bringen, besteht darin, einen Pflanzenpathogen namens Agrobacterium zu verwenden, ein Bakterium, das durch den Boden in eine geschädigte Pflanze eindringen kann (Showalter et al 2009 J. Sci. 9:22). Führen Sie ein Plasmid mit dem interessierenden Gen in Agrobacterium ein, lassen Sie das Agrobacterium eine Pflanze infizieren, und dann kann sich das interessierende Gen in das Genom der infizierten Pflanzenzelle integrieren. Die Forscher untersuchen Pflanzen auf das Vorhandensein des interessierenden Gens und züchten dann Pflanzen mit dem Gen, um die Häufigkeit des Transgens zu erhöhen und es homozygot zu machen.

Sehen Sie sich Hank Greens Erklärung an, warum transgene Organismen nicht schlecht sind:

Transgene in gentechnisch veränderten Lebensmitteln sind für den menschlichen Verzehr unbedenklich

Sie haben also eine neue Jeans gekauft und lieben sie. Du trägst sie jeden Tag … du schläfst sogar darin. Sie wurden mit transgener Baumwolle hergestellt, so dass Ihre Haut, das größte Organ in Ihrem Körper, in ständigem Kontakt mit den transgenen Fasern der Baumwolle steht. Sollten Sie sich Sorgen machen, dass Sie das Bollworm-Toxin aus der Baumwolle durch Ihre Haut aufnehmen und dadurch vergiftet werden? Die Antwort ist nein, und hier ist der Grund:

1. Die Baumwolle ist totes Pflanzengewebe. Seine Zellen exprimieren keine Gene mehr, einschließlich dieses toxischen Transgens.
2. Das Transgen war giftig für Bollwurmlarven, nicht für Säugetiere.

Okay, die transgene Baumwolle, die Sie tragen, kann Ihnen also nichts anhaben. Aber was ist mit den transgenen Lebensmitteln, die wir essen, wie Tomaten, Soja oder Mais? Der größte Teil des in den USA angebauten Mais und Sojas ist transgen. Warum sollten wir uns keine Sorgen machen, transgene (versus nicht-transgene) Pflanzen zu essen?

1. Wie bei Baumwolle befinden sich die DNA der Nahrungspflanzen und die darin enthaltenen Transgene in den Pflanzenzellen, die tot sind, wenn sie Ihren Tisch erreichen, geschweige denn in Ihr Verdauungssystem gelangen. Sie haben nicht die Fähigkeit, sich auszudrücken, und die Proteine, die diese Gene bilden, sind für Säugetiere nicht schädlich.
2. Ihr Körper nimmt Nährstoffe (Vitamine, Mineralstoffe) und Zucker aus der Nahrung im Darm auf. Das Pflanzenmaterial selbst, einschließlich der DNA, bleibt auf der „Außenseite“ Ihres Körpers, da das Verdauungssystem im Grunde nur eine lange Röhre ist, die durch Ihren Körper verläuft, sich aber niemals mit dem Inneren verbindet. Es hat nur zwei Öffnungen, den Mund und den Anus, und beide gehen an die Außenseite des Körpers.

Wie wirken sich Transgene auf die Umwelt aus?

Transgene in fruchtbaren Kulturpflanzen könnten in nahe gelegene Unkrautverwandte dieser Kulturpflanzen hybridisieren. Zum Beispiel kann Mais mit wildem Teosinte hybridisieren, Kulturraps (für Rapsöl angebaut) kann sich mit wilden Rapspflanzen paaren usw. So können GVO hypothetisch Transgene in Wildpopulationen freisetzen. Die Hybridisierung eines Transgens für Insektizidtoxin oder Herbizidresistenz könnte eine Insektenpopulation zerstören oder unkrautvernichtbar machen. Während Forscher Beweise dafür haben, dass einige Transgene in die Wildnis entkommen sind, insbesondere für Raps, eine Kultur, die immer noch dort angebaut wird, wo ihre natürlichen Verwandten in der Nähe leben. Das unmittelbare Ergebnis scheint nicht Super Unkraut oder Verlust von Insektenpopulationen zu sein. Möglicherweise verfügen wir jedoch noch nicht über genügend Daten, um die langfristigen Auswirkungen zu ermitteln.Eine andere Art von Umweltbelastung tritt auf, wenn die transgene Ernte so konstruiert wird, dass sie Herbizide wie Monsantos Roundup überlebt. Pflanzenkulturen, die transgen resistent gegen Herbizide sind, können mit Herbiziden behandelt werden, um die Unkräuter abzutöten, die mit ihnen um Nährstoffe und Wasser konkurrieren. Das überschüssige Herbizid sitzt dann im Boden und läuft in die Umgebung ab. Was ist die Halbwertszeit der herbiziden Chemikalien? Welche anderen Arten schädigen sie neben den gezielten Unkräutern?Schließlich laden Sie bitte diesen wissenschaftlich fundierten Blick auf gentechnisch veränderte Pflanzen herunter und lesen Sie ihn durch: Erfahrungen und Perspektiven, veröffentlicht in 2016 von den National Academies of Sciences, Engineering and Medicine. (Die Nationalen Akademien umfassen Experten auf diesen Gebieten und umfassen über 300 Nobelpreisträger.)

Im Unterricht werden wir die obigen Ideen diskutieren und die Bioremediation durch transgene Organismen in den Mix aufnehmen.