HEMOM PROJEKTET

Genmodifiering av växter - hur gör man?

UNDERVISNING OM GM-VÄXTER

Kopplingar till skolans styrdokument

Samhällsfrågor med naturvetenskapligt innehåll - om SNI i undervisningen

Lärarhandledning

GM-VÄXTER

Historiskt perspektiv

Hur gör man?

Tema-sidor om olika GM-grödor

Hållbart jordbruk

Om attityder: Vad styr våra val?

Lagar och regler

Genmodifiering av växter - hur gör man?

Genmodifiering av växter innebär att gener förändras, tas bort eller läggs till för att växterna ska få vissa egenskaper. Skillnaden mot konventionell växtförädling är att detta kan göras med metoder som innebär att man har kontroll över de genetiska förändringarna.

Sammanfattning av hur det går till att genmodifiera en växt:

1. En växt har en gen som ger växten en viktig egenskap, t.ex. ökad tålighet mot torka. Denna gen vill man flytta till en annan växt.
2. Genen klipps ut från växtens kromosom.
3. Genen sätts in i små ringformade DNA-molekyler, plasmider. Plasmiderna förs in i bakterier.
4. Bakterierna medverkar till att föra in den ursprungliga växtgenen i en ny växt. Den nya växten har fått samma gen som den ursprungliga växten.

Bilden till vänster visar en genmodifierad, fluorescerande groddplanta av backtrav, Arabidopsis thaliana. Backtrav är genetikernas älsklingsväxt och mycket välundersökt.
Foto: Henrik Johannesson

 

 

 

 

 

Översiktlig beskrivning av hur genmodifiering går till

På Gentekniknämndens sida beskrivs utförligt hur momenten nedan går till.

1. Den önskade genen tas fram
   DNA från en växt som innehåller den önskade genen tas fram och renas. (Se hur det går till med DNA från kindceller i en interaktiv övning.)

2. Genen klipps ut
   Genen klipps ut från växt-DNA-molekylen med restriktionsenzym. (Hur restriktionsenzym fungerar visas i detta videoklipp.)

3. Växtgener sätts in i bakterier
   Plasmider fungerar som hjälpmedel för att flytta in gener i bakterier. En plasmid är en liten ringformad DNA-molekyl. Plasmiderna öppnas med samma restriktionsenzym som använts för att klippa ut genen från växt-DNA (violett färg).

Både växt-DNA och plasmiderna har nu enkelsträngade ändar på molekylerna som är komplementära och därför passar ihop.

Plasmiden och växtgenen fogas samman med enzymet ligas till en ring. Processen där plasmiderna binder till växtgenen fungerar inte alltid, vissa plasmider kommer inte att innehålla växtgenen.

Plasmider (se bild nedan) som används vid genmodifiering består av:

• den gen (t.ex. en växtgen) som ska överföras till bakterier (violett).
• en gen som kan användas för att skilja ut celler som tagit upp plasmiden, t.ex. en gen för en viss sorts antibiotikaresistens (orange).
• ställen där restriktionsenzym passar in och kan klippa upp plasmiden.
• ett ställe på plasmiden där enzym (DNA-polymeras) kan binda och kopiera plasmiden (grön).

Bakterier får nu ta upp den nya plasmiden. Bakterierna förökas sedan på ett näringsrikt odlingsmedium i en petriskål. I näringsmediet finns antibiotika. Endast bakterier som tagit upp plasmider överlever. Alla plasmider innehåller inte växtgenen och man måste använda ytterligare metoder för att skilja ut bakterier med växtgener. Metoderna kan variera beroende på vilka egenskaper genen har.

Se videoklipp med beskrivning av ovanstående process.

Växtgenen som massförökats (klonats) i bakterierna ska nu sättas in i en ny växt. För att växtcellernas RNA-polymeras ska kunna läsa av informationen från den nya växtgenen måste den först omvandlas till en fungerande växtgen. Det innebär att genen ska ha specifika DNA-sekvenser före och efter genen så att växtcellernas RNA-polymeras känner igen var start och stopp finns. Se video (1:04 min) med Stefan Jansson, Umeå universitet.

Genen kan nu tas upp av en ny växt. Detta kallas att man transformerar växten.

En metod är att använda en genkanon och skjuta in partiklar täckta med gener i växtcellerna.

En annan metod innebär att bakterier av släktet Agrobacterium används. Växten får bada i en lösning med bakterier vilket gör att vissa växtceller tar upp den del av plasmiden som innehåller växtgenen (se video, 1:43 min).

Hur agrobakterier fungerar förklaras i två videoklipp: video (1:48 min, engelska), video (5:49 min, engelska/tyska).

För att kontrollera att den nya genen kommit in i växtcellerna så kan man utsätta växtcellerna för antibiotika. Endast celler som tagit upp plasmider med resistensgenen för denna antibiotikasort överlever. Bidrar användningen av antibiotika inom gentekniken till problemet med ökad antibiotikaresistens? (Se video med Stefan Jansson, Umeå universitet.)

En annan metod för att skilja ut växtceller som tagit upp den nya genen är att koppla den till en gen som bildar självlysande/fluorescerande ämnen. Läs mer om hur man för in gener i växter.