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