BETA — stella workbook kompletteras successivt. Concept Cartoons, Let's Map It, Key Ideas och Cool Careers är under utveckling och matchar ännu inte Chemistry Matters-kvaliteten.
Stella · Biologi · Genteknik Insulin, CRISPR & evolution
Fråga 8

Forskare jämförde två metoder för att ge bakterier förmågan att producera mänskligt insulin: Metod A (Genteknik år 1982) - bakterier fick insulingenen inopererad via plasmider och restriktionsenzymer, Metod B (Teoretisk naturlig evolution) - bakterier exponerades för insulinmolekyler i miljön under många generationer för att "utveckla" förmågan naturligt. Diagrammet visar resultaten efter olika tidsperioder.

100% 80% 60% 40% 0% Bakterier som producerar insulin (%) 1 dag 1 år 100 år 10 000 år 1 miljon år Tid (logaritmisk skala) 95% framgång efter 1 dag! Ingen insulinproduktion observerad Plasmid med insulingen Metod A: Genteknik (restriktionsenzymer + plasmider) Metod B: Naturlig evolution (exponering för insulin) *Genteknik använder CRISPR/Cas9 eller restriktionsenzymer för direkt DNA-modifiering
Tid Metod A
Genteknik (%)
Metod B
Naturlig evolution (%)
Antal
generationer
Insulinmängd
(mg/L)
Metod
1 dag 95 0 ~70 850 Restriktionsenzym + plasmid
1 år 96 0 ~25 000 920 Stabil genöverföring
100 år 96 0 ~2,5 miljoner 930 Klon-populationer
10 000 år 96 0 ~250 miljoner 935 -
1 miljon år 96 0 ~25 miljarder 940 Teoretisk extrapolering

Bedöm följande påståenden om genteknik jämfört med naturlig evolution:

A. Genteknik med restriktionsenzymer och plasmider möjliggör direkt överföring av komplexa gener (som insulingenen med hundratals tripletter) mellan helt olika arter (människa→bakterie) på 1 dag, vilket aldrig skulle kunna ske genom naturlig evolution eftersom bakterier inte har någon evolutionär mekanism för att spontant utveckla en mänsklig gen genom mutationer.

B. Naturlig evolution kräver redan existerande genetisk variation och naturligt urval över många generationer, och även efter 25 miljarder bakteriegenerationer (1 miljon år) kan bakterier inte utveckla förmågan att producera mänskligt insulin eftersom den genetiska informationen för detta protein helt enkelt inte finns i bakteriens DNA och inte kan uppstå genom slumpmässiga mutationer.

C. Moderna gentekniska verktyg som CRISPR/Cas9 (gensaxen, Nobelpris 2020) och restriktionsenzymer (Nobelpris 1978) representerar en fundamental skillnad från alla naturliga evolutionära processer eftersom de tillåter målstyrd, omedelbar DNA-modifiering som bypass:ar både mutationer, naturligt urval och tidskravet på hundratusentals generationer.

D. Användningen av antibiotikaresistensgenen i plasmiden (för att selektera fram bakterier som tagit upp insulingenen) visar hur genteknik kan kombinera olika gener från olika källor, vilket demonstrerar genteknikens förmåga att skapa genetiska kombinationer som aldrig skulle uppstå naturligt eftersom de tre generna (insulin, antibiotikaresistens, plasmid-DNA) kommer från olika organismer.

Vilket eller vilka av följande påståenden är sanna?

1) Endast A och B
2) Alla påståenden A, B, C och D
3) Endast B och C
4) Endast A, C och D
Stella Workbook — baserad på Stella Kemi med singaporiansk pedagogik. Skapad av Albin Holmqvist.