Ég heiti Hekla, ef ég set DNA úr mér í plöntu verður þá plantan Hekluplanta?

Afkvæmi líkjast foreldrum sínum því þau fá erfðaefni (DNA) frá þeim. Þetta á við um öll afkvæmi, hvort sem þau eru börn, dýr, plöntur eða aðrar lífverur enda er DNA erfðaefni allra lífvera á jörðinni. Í náttúrunni getur DNA flust á milli einstaklinga, en það er frekar sjaldgæft. Dæmi eru um að DNA og gen flytjist á milli ólíkra tegunda baktería, og nokkur dæmi eru um flutning inn í dýr eða plöntur.

Með erfðatækni geta menn flutt gen á milli ólíkra tegunda, til dæmis úr krossfiski inn í bakteríu eða úr manneskju inn í plöntu. Þetta er aðallega gert í rannsóknarskyni, til dæmis til að reyna að skilja starfsemi gena og líffræði sjúkdóma. Einnig eru gen flutt inn í gerla og plöntur til að gefa þeim nýja eiginleika, eða nýta þær sem verksmiðjur. Slík gen geta því til dæmis gefið plöntum nýja eiginleika, til að mynda gert hana ónæmari fyrir sjúkdómum, en þau breyta ekki plöntunni sem slíkri.

Lítum betur á spurninguna, og segjum að DNA-bútur úr Heklu hafi verið settu í brennisóley (Ranunculus acris).

Þótt DNA úr Heklu sé flutt í brennisóley með erfðatækni, mun ekki verða til Heklusóley. Gen brennisóleyjarinnar verða ennþá óskert ef tilraunin er rétt gerð. Einn DNA bútur úr stúlku eða annarri manneskju dugar ekki til að gefa plöntunni mannlegt yfirbragð. Manneskjur hafa um 25.000 ólík gen, sem nær öll eru nauðsynleg til að við þroskumst úr egginu og lifum. Erfðamengi brennisóleyjar hefur ekki verið raðgreint, en margar plöntur (til dæmis maís) eru með fleiri en 30.000 gen. Nær öll þeirra eru nauðsynleg fyrir þroska og líf plöntunnar.

Genin ein og sér eru ekki næg, heldur þurfa þau að vera í réttu umhverfi. Mannagenin þurfa að vera í kjarna í mannafrumu, til dæmis eins og eggi, til að virka eðlilega. Kjarni úr mannafrumu mun ekki virka í frumu úr brennisóley. Á sama hátt mun sóleyjarkjarni ekki virka í mannafrumu.

Hvað mundi gerast ef blandað væri saman erfðamengi manns og plöntu og sett inn í mannafrumu? Akkúrat, það mun ekki virka. Slíkir blendingar eru ólífvænlegir. Því er ómögulegt að búa til skrímsli ævintýranna, hvort sem það er vængjaði hesturinn Pegasus eða furðuplantan Triffid, með svona tilraunum. Ástæðan er sú að 25.000 gen mannsins eru vön að vinna saman – þau hafa starfað saman í öllum mönnum frá því að við hættum að vera apar. Líta má á samstarf gena tegundar eins og tannhjól í stórri klukku. Ef fjöldi gena er tekinn út eða mörgum genum úr annarri tegund bætt við, þá passa tannhjólin ekki saman og allt fer í steik.

En sum gen úr manneskju geta virkað eðlilega í plöntufrumu. Orf-líftækni notar til dæmis erfðatækni til að framleiða mennska vaxtarþætti í byggfræi (vaxtarþættir eru prótín sem stjórna frumuskiptingum og frumusérhæfingu). Þá er eitt gen úr manni, sett inn í byggið og þannig fyrir komið að vaxtarþátturinn er framleiddur í fræinu. Síðan er hægt að einangra vaxtarþáttinn úr fræinu, og nota til dæmis við tilraunir eða í snyrtivörur.

Það getur þess vegna skipt máli hvaða gen er flutt inn í brennisóleyna. Einhver gen gætu virkað venjulega í plöntunni og gefið henni örlítinn mennskan blæ. En hún verður aldrei alvöru Heklusóley.

Samantekt:

• Ef DNA úr stúlkunni Heklu er flutt með erfðatækni í brennisóley, mun ekki verða til Heklusóley.
• Blendingar brennisóleyjar og manna eru ekki lífvænlegir, því gen hverrar tegundar eru vön að vinna saman.
• Einhver gen gætu virkað venjulega í plöntunni, og gefið henni örlítinn mennskan blæ.

„Ég heiti Hekla, ef ég set DNA úr mér í plöntu verður þá plantan Hekluplanta?“. Vísindavefurinn 20.2.2015. http://visindavefur.is/?id=68497. (Skoðað 20.2.2015).

Frekara lesefni á Vísindavefnum

Hvað er erfðafræði?

 

Hvernig eru gen flutt milli lífvera, óháð skyldleika þeirra, samanber erfðabreytt matvæli?

 

Hvað felst í því að skrá erfðamengi mannsins og hvað hefur það í för með sér?