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Transcript
Chemistry Focus
di Belmonte, Bruni, Foglia,
Rega, Speranza, Zhang
OGM
May 2020
Sulla salubrità o meno di questi prodotti
non ci sono evidenze scientifiche, anche
perché l’intervallo di tempo osservato è
tale che non consente di vedere effetti
a lungo termine sulla salute.
Sicuramente non fanno bene alla
biodiversità perché la loro diffusione va
a soppiantare tante specie vegetali autoctone
che vengono progressivamente abbandonate.
Con l'acronimo OGM
si intendono quegli
organismi viventi i cui
DNA hanno subito
variazioni artificiali
attraverso tecniche di
ingegneria genetica.
Le piante che hanno subito
il processo di OGM sono essenzialmente di 4 tipi:
L'ingegneria genetica, più
propriamente detta
tecnologia del DNA
ricombinante è
una branca delle
biotecnologie che consiste
in un insieme molto eterogeneo di tecniche che permettono di isolare geni,clonarli ed introdurli in un organismo esologo.
Soia (il 78% della soia mondiale è da OGM)
Cotone (70%)
Mais (32%)
Colza (24%)
Che cosa sono gli OGM?
Tecniche per ottenere gli OGM
Prima di introdurre le diverse tecniche del DNA ricombinante per la produzione di OGM, bisogna sottolineare la differenza tra OGM e organismi transgenici.
Gli organismi transgenici sono un sottoinsieme degli OGM caratterizzati dall'inserimento di geni provenienti da un organismo di specie diversa nel genoma di un dato
organismo.
Gli OGM sono anche quegli organismi a cui sono stati tolti dei geni o in cui il materiale genetico inserito proviene da un organismo "donatore" della stessa specie.
Per ottenere organismi geneticamente modificati si inserisce un frammento di DNA in un vettore, formando il DNA ricombinante, e si introduce questo prodotto in una cellula ospite. Per inserire il DNA nel vettore si utilizzano le endonucleasi di restrizione, enzimi prodotti naturalmente dai batteri in grado di riconoscere delle sequenze di DNA e tagliare le molecole di acido nucleico. Nella fase di ligazione, i frammenti di DNA vengono saldati tra loro per mezzo dell'enzima DNA ligasi che catalizza la formazione di legami fosfodiesterici tra le estremità 3'-5' delle due molecole.
Tecniche
Tecniche
Minaccia alla biodiversità
Minaccia alla biodiversità
L’introduzione di specie esotiche negli habitat, i cambiamenti climatici o il sovra sfruttamento delle risorse naturali sono alcune delle concrete minacce alla biodiversità che devono spingere tutti verso un’attenzione sempre maggiore al nostro ambiente
Perché un basso livello di biodiversità porta con sé disastrose conseguenze
per la natura stessa e per l’uomo.
Esistono diversi fattori di perdita di biodiversità. Il principale fattore di perdita di biodiversità animale e vegetale è la distruzione degli ecosistemi, a loro volta causate sia da calamità naturali, sia, e soprattutto, da profondi cambiamenti del territorio e del clima causati dall’uomo.
A livello agricolo le sementi geneticamente modificate (OGM) sono l’emblema di questo modello; semi coperti da brevetto, venduti insieme al pesticida a cui sono resistenti, grazie all’introduzione di un filamento di gene estraneo alla specie, che la natura è capace di superare nel breve periodo.È invece la biodiversità il cuore del sistema agricolo; questa va tutelata, sia con le pratiche agronomiche proprie dell’agricoltura biologica e biodinamica, sia lavorando sui semi del futuro.
Gli Ogm non sono una minaccia per la biodiversità, infatti i sostenitori degli OGM affermano che la tecnologia transgenica è innovativa e non presenta minacce per gli equilibri ambientali e la biodiversità. Si dice che Il rischio maggiore della coltivazione di piante OGM è la perdita di biodiversità a causa della contaminazione di piante selvatiche attraverso l’incrocio e dell’uso di diserbanti che sono associati alla coltivazione di OGM e che provocano la moria di insetti e l’inquinamento delle acque.
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Gli organismi geneticamente modificati sono una risorsa per la biodiversità.
Tuttavia, bisogna evidenziare che oltre ad una biodiversità economicamente conveniente, l’uso di coltivazioni OGM può generare una biodiversità vegetale contrastabile attraverso un uso progressivamente più massiccio di fitofarmaci potenzialmente dannosi per l’ambiente. Alla luce di questo, gli OGM non devono essere condannati.
Perché l’applicazione dell’ingegneria genetica all’agricoltura si inserisce nell’ambito di quella che è stata dichiarata in precedenza come “agricoltura sostenibile”.
In altre parole, gli OGM devono essere pensati come complementari ai prodotti dell’agricoltura tradizionale (intensiva o meno) in modo da consentire la salvaguardia sia dei prodotti tipici che di tutte le risorse ambientali non rinnovabili dalla cui “distruzione”, alla luce dei meccanismi che avvengono in natura, gli unici ad uscire sconfitti, sono solo gli esseri umani.
Produzione
Insulina
L’ormone insulina viene prodotto da cellule specializzate (cellule beta) che si trovano in particolari aree del pancreas.
Il pancreas è una voluminosa ghiandola del nostro organismo che svolge una duplice funzione: produrre enzimi digestivi ed ormoni. Tra questi l’insulina, ormone chiave del controllo del metabolismo. La maggior parte dei tessuti pancreatici produce enzimi digestivi; all’interno di questi tessuti si trovano piccoli gruppi di cellule produttrici di ormoni: insulina e glucagone.
Le molecole di insulina in soluzione hanno la tendenza a formare dimeri (immagine 1) perché vi sono legami a idrogeno tra i residui C-terminali delle catene B e, in presenza di ioni zinco, questi dimeri di insulina tendono ad associarsi formando degli esameri. Queste interazioni hanno importanti conseguenze cliniche perché i monomeri e i dimeri diffondono rapidamente nel sangue, mentre gli esameri lo fanno meno efficacemente. Le preparazioni di insulina usate per il trattamento dei diabetici hanno un’ elevata percentuale di esameri e solo ogni singola molecola di insulina è biologicamente attiva, cosicché, per renderla attiva, l'organismo deve prima interrompere i legami tra le sei molecole di insulina. Per questo, l’industria farmaceutica ha deciso di utilizzare l’insulina ricombinante cambiando i risvolti di lisina e prolina C-terminali delle catene B: questo riduce la tendenza a costituire dimeri ed esameri ma non altera il legame insulina-recettore e l’insulina inizia ad agire appena iniettata (immagine 2). Questa insulina è un’analoga che prende il nome di ultrarapida ed un esempio è l’insulina Lispro.
Lo scopo della ricerca è di sviluppare dei preparati insulinici che presentino una migliore efficacia fisiologica e che mirino a un migliore controllo della glicemia. Questo ha portato allo sviluppo degli analoghi dell’insulina umana. Per fare agire l’insulina in modo che riproduca al meglio l’azione propria dell’organismo, vengono modificate alcune parti della struttura proteica dell’insulina umana prodotta. Questi analoghi si basano sulla durata e sulla
velocità di azione dell’insulina in grado di riportare più facilmente la glicemia di una persona con un metabolismo degli zuccheri a concentrazioni normali.
Ingegneria genetica
La manipolazione genetica
Con la capacità di manipolare il DNA in vitro, cioè in laboratorio, i biotecnologi sono in grado di intervenire direttamente sul materiale genetico dei microrganismi al fine di migliorare il loro rendimento produttivo e approfondire le
conoscenze sulla struttura dei geni e sui loro meccanismi di regolazione. Queste tecniche sperimentali detti di “manipolazione genetica”
hanno raggiunto la massima espressione nell’ingegneria genetica o tecnica del DNA ricombinante.
DNA
DNA: composizione e struttura
Il DNA, o anche detto acido desossiribonucleico, è una macromolecola biologica la quale contiene l’informazione genetica della maggior parte degli organismi. Questa macromolecola fa parte della categoria degli acidi nucleici che sono, macromolecole formata da monomeri chiamati nucleotidi, i quali sono formati da:
- Basi azotate, le quali si dividono in due classi: pirimidine e purine. Le due basi azotate appartenenti alla classe delle pirimidine sono la citosina(C) e la timina(T), caratterizzate dalla presenza di un singolo anello a 6 atomi mentre le basi azotate appartenenti alle purine sono l’adenina(A) e la guanina(G), caratterizzate dalla presenza di due anelli, uno a 5 atomi e l’altro a 6 atomi.
- Zucchero ciclopentoso: il desossiribosio, nel caso del DNA.
- Gruppo fosfato.