W celu wywołania odporności na drobnoustroje chorobotwórcze lekarze zalecają szczepienia ochronne. Tradycyjna szczepionka zawiera martwe lub żywe drobnoustroje chorobotwórcze, o osłabionej zjadliwości. Najczęściej podawana jest przez iniekcję (w zastrzyku). Rozwój technik inżynierii genetycznej umożliwia zastąpienie szczepionek tradycyjnych, szczepionkami wytwarzanymi w zmodyfikowanych genetycznie roślinach, co ilustruje schemat.
a)
Uzasadnij, uwzględniając zawartość szczepionki i sposób jej podawania, że opisana szczepionka „biotechnologiczna” jest bezpieczniejsza od szczepionki tradycyjnej.
Zawartość szczepionki
Sposób podawania
b)
Podkreśl trzy cechy odporności organizmu, która zostanie wywołana podaniem opisanej szczepionki.
Poniżej przedstawiono dwie metody postępowania, którego celem jest wprowadzenie do komórki bakterii nowego genu. W obydwu metodach wektorem jest zrekombinowany plazmid, który dodawany jest do pożywki, na której są hodowane bakterie. W ten sposób bakterie mogą ulec transformacji. Różnica w obydwu metodach polega na sposobie otrzymywania zrekombinowanego plazmidu.
Metoda I – polega na wycięciu odpowiedniego fragmentu DNA dawcy, zawierającego interesujący nas gen, i połączeniu go z plazmidem.
Metoda II – polega na wyizolowaniu z komórki dawcy odpowiedniego mRNA, syntezie komplementarnej do mRNA nici DNA i po uzyskaniu dwuniciowej struktury DNA połączeniu jej z plazmidem.
Na podstawie: E. Solomon, L. Berg, D. Martin, C. Vilee, Biologia, wyd VII, Warszawa 2011.
Wyjaśnij, dlaczego w przypadku, gdy do komórki bakteryjnej wprowadzany jest ludzki gen w celu uzyskania ludzkiego białka, można zastosować tylko II metodę.
Skrobia ziemniaczana jest stosowana na szeroką skalę w przemyśle papierniczym i włókienniczym, ale aby móc ją wykorzystać, należy ze skrobi usunąć amylozę. Ten proces wymaga dużych ilości energii i wody, jest więc kosztowny, jednak uzyskane produkty są jakościowo lepsze i trwalsze. Jednym z osiągnięć biotechnologii jest zmodyfikowany genetycznie ziemniak, zwany amflorą, do którego wprowadzono jedynie dodatkową kopię
jego własnego genu, co spowodowało zahamowanie ekspresji białka GBSS, odpowiedzialnego za biosyntezę amylozy – dlatego jego skrobia składa się wyłącznie z amylopektyny. Amflora została dopuszczona przez Komisję Europejską do uprawy w krajach Europy jedynie dla celów przemysłowych. Rolnicy, którzy uprawiają amflorę, są zobowiązani do przestrzegania wielu zasad, m.in. do zbioru plonów przed
wyprodukowaniem nasion przez rośliny oraz zapobiegania pozostawianiu bulw ziemniaków na polu po zbiorach.
Na podstawie: GMO dla opornych, Wiedza i Życie, wrzesień 2010.
a)
Określ, czy ziemniak amflora jest organizmem transgenicznym. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Wyjaśnij, dlaczego rolnicy są zobowiązani do zbierania z uprawy bulw amflory przed wyprodukowaniem nasion.
c)
Biorąc pod uwagę możliwe skutki dla środowiska przyrodniczego, podaj jeden argument „za” uprawą amflory.
Mukowiscydoza jest chorobą genetyczną wywoływaną przez autosomalny allel recesywny (a).
Dwie pary małżeńskie poddały się badaniu genetycznemu na obecność alleli warunkujących
tę chorobę. W wyniku badania ustalono następujące genotypy:
I para: mężczyzna – Aa, kobieta – AA
II para: mężczyzna – Aa, kobieta – Aa
Określ, której parze, może urodzić się dziecko chore na mukowiscydozę. Odpowiedź uzasadnij.
Komórki pluripotentne to komórki, które mogą dać początek każdemu typowi komórek
dorosłego organizmu. W 2006 r. otrzymano indukowane komórki macierzyste (iPSC) myszy.
Dokonano tego w następujący sposób: do komórek somatycznych myszy wprowadzono
cztery geny, które są aktywne tylko w zarodku. W wyniku eksperymentu uzyskano komórki
reprogramowane o właściwościach komórek macierzystych, które wprowadzone
do organizmu myszy mogą różnicować się na wiele różnych typów komórek. Na podstawie: K. Hochedlinger, Lekarstwo z wnętrza ciała, Świat nauki nr 6, 2010.
Na podstawie tekstu oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących możliwości zastosowania pluripotentnych komórek reprogramowanych w medycynie. Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli literę P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli stwierdzenie jest fałszywe.
P/F
1.
Uzyskane w ten sposób komórki reprogramowane (iPSC) myszy mogą być wykorzystane w przeszczepach u chorego człowieka.
2.
Hodowla iPSC pacjenta i przekształcenie ich w uszkodzony rodzaj tkanki pozwoli na badanie w tych komórkach rozwoju choroby i reakcji na stosowane lekarstwa.
3.
Uzyskane iPSC od chorego pacjenta mogą być przekształcone w zdrowe komórki, które można wszczepić do jego organizmu, by otrzymać prawidłowo rozwijające się tkanki.
Badania przesiewowe to zorganizowane masowe badania diagnostyczne osób bez objawów
określonej choroby. Celem badania jest wykrycie choroby w okresie bezobjawowym,
co umożliwia skuteczne jej leczenie. Badania przesiewowe są szeroko stosowane
w programach zdrowia publicznego i prewencji nowotworów.
Zaznacz poniżej opis, który dotyczy badania przesiewowego.
Badanie poziomu cukru wykonywane trzy razy dziennie u pacjentów z cukrzycą.
USG wykonywane u kobiet, u których lekarz stwierdził zmiany w piersiach.
Kontrolne prześwietlenia klatki piersiowej u pacjentów po przebytym zapaleniu płuc.
Badanie mammograficzne obejmujące wszystkie kobiety w określonym przedziale
wiekowym.
Informacja do zadań 9. i 10.
W tabeli przedstawiono wyniki badania zależności aktywności kinazy pirogronianowej
(kluczowego enzymu w procesie glikolizy) od pH w komórkach mięśni szkieletowych oraz
ściany żołądka pewnego kręgowca.
Na podstawie danych z tabeli wykonaj w jednym układzie współrzędnych wykres liniowy dla każdej z tkanek przedstawiający zależność aktywności kinazy pirogronianowej od pH.
Informacja do zadań 9. i 10.
W tabeli przedstawiono wyniki badania zależności aktywności kinazy pirogronianowej
(kluczowego enzymu w procesie glikolizy) od pH w komórkach mięśni szkieletowych oraz
ściany żołądka pewnego kręgowca.
