Biotecnologie ed OGM Seconda parte: piante geneticamente modificate.
frankenfood!
Come si costruisce il Frankenfood?
piante OGM
Gli organismi geneticamente modificati secondo la tecnologia del DNA ricombinante stanno trasformando l agricoltura. Ma gli OGM in agricoltura non sono una novità, hanno quasi un secolo di storia, attraverso i metodi di mutagenesi e di ibridazione interspecifica e reincrocio. Con queste tecniche la ricombinazione e modifica dei cromosomi è casuale e imprecisa, e viene affiancata alla classica selezione artificiale delle mutazioni.
selezione artificiale
selezione artificiale 9.000 anni fa Relazioni di discendenza del mais (Zea mays mays), dei teosinte e di Tripsacum. Brandolini, 2006 Il mais in Italia, CRF Bergamo
selezione artificiale Spiga di mais delle Ocampo Caves (Venezuela), datata circa 3900 anni fa. Lunghezza, 47 mm.
Gros Michel Cavendish Musa balbisiana mutazione
mutagenesi Tecnica utilizzata dagli anni 50. Negli organismi sono indotte mutazioni casuali mediante raggi UV, raggi X, raggi gamma o mutageni chimici. I mutanti vengono selezionati.
ibridazione interspecifica L'ibridazione consiste nell'incrociare piante di varietà o di specie diverse per ottenere individui che, se con i caratteri desiderati, saranno selezionati..
Citrus clementina
Rosa rubiginosa
Dna ricombinante Le tecniche del DNA ricombinante invece permettono un preciso inserto di un gene nei cromosomi.
La tecnologia rdna nelle piante grazie ad Agrobacterium tumefaciens. Agrobacterium tumefaciens è l agente del cancro del colletto, malattia che si manifesta con la formazione di neoplasie sulla pianta infettata. L instaurarsi della malattia richiede che nel genoma della pianta si inserisca una parte del plasmide batterico (T-DNA) induttore di tumore (Tumor inducing).
Agrobacterium tumefaciens
tumore del colletto Malattia delle piante causata dall'infezione da parte di ceppi di Agrobacterium tumefaciens. Si presenta con una crescita neoplastica di tessuto vegetale simile a callo indotta dal passaggio nelle cellule vegetali di un plasmide (plasmide Ti) prodotto dal batterio.
Utilizzo del plasmide Ti (un plasmide che proviene dal batterio del suolo Agrobacterium tumefaciens) come vettore per modificare geneticamente le piante: Agrobacterium tumefaciens DNA contenente il gene prescelto Cellula vegetale T DNA Plasmide Ti Sito di restrizione 1 Inserimento del gene di un plasmide mediante l enzima di restrizione e la DNA-ligasi Plasmide Ti ricombinante 2 Inserimento in cellule vegetali in coltura Il T DNA inserito porta il nuovo gene 3 Crescita della pianta Pianta con caratteristiche nuove
particle gun
Piante OGM Principali specie di piante geneticamente modificate coltivate: Mais bt, resistente al lepidottero Ostrinia nubilalis. Soia, Cotone, Colza e Tabacco tollerante agli erbicidi. Golden rice (riso con vitamina A, non in commercio). Patata Amflora Il Flavr Savr, un pomodoro modificato per maturare lentamente, è stato il primo prodotto vegetale OGM messo in vendita in USA nel 1994.Il Mais Bt è stato immesso in commercio dal 1996.
Flavr Savr (Calgene 1994)
Le piante transgeniche Insetticide Grazie all ingegneria genetica, è possibile dare alle piante la possibilità di difendersi da sole contro gli insetti. Non vi sarebbe più il problema del rischio di dilavamento dell insetticida dovuto alla pioggia; infatti verrebbero distrutti solo gli insetti che attaccano la pianta e questa sarebbe protetta fino alle radici. Il mais Bt (Syngenta BT Maize 1996) contiene un gene estratto dal Bacillus thuringensis che produce una proteina che uccide la larva del parassita Ostrinia nubilalis (Piralide).
Mais Bt
Ostrinia nubilalis
Ostrinia nubilalis
Bacillus thuringiensis
mais Bt
Le piante transgeniche resistenti ai diserbanti. Il 60% delle piante transgeniche create finora sono tutte resistenti ai diserbanti (fenoli, triazzine) che bruciano i tessuti vegetali e distruggono le piante infestanti, vengono sintetizzati in modo da agire su alcuni tipi di piante e non su altre.
soia
colza
Le piante transgeniche con additivi o nutrafarmaci Una frontiera interessante delle biotecnologie è la possibilità di produrre cibo che presenti, oltre a aggiunti valori nutrizionali, un valore farmaceutico incorporando vaccini o sostanze medicinali.
golden rice
GOLDEN RICE Nel 2000 Ingo Potrycus del politecnico di zurigo e Peter Beyer dell università di friburgo avevano annunciato la creazione del primo riso OGM il Golden Rice, contenente un alta quantità di betacarotene ed altri precursori della vitamina A, che danno al riso una colorazione gialloarancio da cui il soprannome. Secondo i critici la quantità giornaliera di riso da consumare per combattere la carenza di vitamina A era di qualche chilogrammo, decisamente troppo elevata per poter essere consumata da un bambino. A queste stime pessimistiche gli ideatori del riso dorato opponevano la loro, che più ottimisticamente parlavano di qualche ettogrammo al giorno (una bella differenza). Nonostante le motivazioni umanitarie, diverse organizzazioni ambientalistiche sospettarono che venisse utilizzato come cavallo di troia per convincere l opinione pubblica ad accettare gli OGM. Ora gli scienziati della Syngenta sono riusciti a produrre una nuova varietà di Golden Rice che contiene una quantità di carotenoidi 23 volte superiore a quella del riso sviluppato da Potrycus e Beyer. Il gene responsabile della produzione di carotenoidi è stato prelevato dal mais,e gli scienziati stimano che 70 grammi di riso dovrebbero essere sufficienti per fornire la metà del fabbisogno giornaliero di vitamina A.
Patata Amflora
Mostarda indiana per la rimozione del Selenio
pomodori viola