What is polymerase chain reaction and how does it detect genetically modified foods?

Polymerase chain reaction (PCR) amplifies specific DNA sequences from food samples to identify genetically modified markers. The process uses repetitive heating and cooling cycles in a thermal cycler to denature DNA strands, allow primers to anneal, and enable Taq polymerase to extend and duplicate target regions. This amplification makes modified DNA sequences detectable even in highly processed foods like corn chips or vegetable burgers.

How does gel electrophoresis separate and identify genetically modified DNA?

Gel electrophoresis pulls amplified DNA through a 3% agarose gel matrix using electrical current. DNA is negatively charged and migrates toward the anode, with larger fragments moving slowly and remaining near the cathode, while smaller sequences travel farther. This separation creates distinct bands corresponding to modified or non-modified markers that are compared to known control bands.

What are the 35S promoter and nopaline synthase terminator genes?

The 35S promoter and nopaline synthase (NOS) terminator are regulatory DNA sequences commonly used in genetically modified crops. The 35S sequence is a strong promoter that drives constant, high-level expression of inserted genes. The NOS terminator stops transcription of the inserted gene at the desired endpoint. PCR testing identifies these two sequences as indicators of genetic modification.

Why are control samples essential in GMO detection testing?

Control samples validate PCR and electrophoresis results. Plant primers confirm successful DNA extraction from test samples. A certified non-GMO control detects false positives, indicating PCR contamination if it shows unexpected bands. A GMO-positive template control identifies false negatives; if it fails to amplify, the PCR reaction is compromised and test results cannot be trusted.

How can genetically modified DNA spread to wild plant populations?

Transgenic DNA from genetically modified crops can become introgressed into wild crop genomes through mechanisms like pollination. Pollinators may transfer pollen from genetically modified sources to wild-type plants, introducing inserted genes into natural populations. PCR testing of wild populations provides data on the potential spread or successful containment of genetic inserts in ecosystems, similar to how carbon and nitrogen analysis of environmental samples helps assess ecosystem health.

What are super-weeds and how does GMO testing help track them?

Super-weeds are plants that acquire pesticide resistance through introgression or hybridization with genetically modified crops. These plants may spread more successfully and become harder to control than non-resistant varieties. PCR testing for genetic modification helps identify and track potential super-weed populations to determine if resistance spread could become problematic for agriculture.

Why is GMO testing important for food labeling and consumer safety?

Some countries require genetically modified ingredients to be listed on food packaging. Lack of accurate labeling raises consumer concerns about health, environmental safety, and potential allergens introduced during genetic modification. Regulatory boards use PCR testing to verify the accuracy of food labels and ensure consumers receive truthful information about GMO content in their food products.

בדיקה למזונות מהונדסים גנטית

0 views12:45 min

1. הפקת דנ"א מדגימות מזון

הוסף 500 μL של מטריצת תערובת PCR שנרכשה לכל אחד מ-2 צינורות מכסה הברגים באמצעות צינור העברה או 200-1,000 מיקרופיפט בנפח מתכוונן של 200-1,000 μL. פיפטה למעלה ולמטה עם הצינור בין כל aliquot לערבב באופן שווה את מטריצת PCR.
תייג צינור בורג אחד "ללא רכיבים מהונדסים גנטית" והשני "בדיקה".
יש לשקול 0.5 גרם של מזון מוסמך ללא רכיבים מהונדסים גנטית ולשים אותו במרגמה.
מוסיפים 2.5 מ"ל של מים מזוקקים וטוחנים עם עלה במשך 2 דקות כדי ליצור רפש.
מוסיפים עוד 2.5 מ"ל של מים מזוקקים וממשיכים לטחון עם עלה עד שההתרפסות הופכת לחלקה מספיק כדי להזרים.
Pipet 50 μL של תרחיף הקרקע לצינור בורג-cap המכיל 500 μL של PREMIX PCR שכותרתו "ללא מהונדס גנטית" באמצעות סימן 50-μL על צינור מדורג. צינור סיכום.
חזור על שלבים 1.3-1.6 כדי להכין את דגימת המזון לבדיקה.
Pipet 50 μL של מזון מבחן הקרקע slurry לצינור בורג-cap שכותרתו "מבחן". צינור סיכום.
מערבולת מזון ללא GMO וצינורות PCR מזון מבחן במשך 1 דקות ומניחים צינורות באמבט מים 95 מעלות צלזיוס במשך 5 דקות. אם אין מערבולת זמינה, להקפל את הצינור מספר פעמים לערבב לפני הצבה באמבט מים.
מניחים צינורות בצנטריפוגה למשך 5 דקות. גלולה מוצקה צריכה להיווצר בתחתית הצינור. אם הכדור אינו נוצר לאחר 5 דקות, צנטריפוגה שוב במשך 2 דקות מרווחים עד שנוצר גלולה.
צינורות יכולים לשמש באופן מיידי עבור PCR או מאוחסנים במקרר עד שבוע אחד.

2. הגדרת תגובות PCR

מספר צינורות PCR 1-6 וראשי תיבות אותם. המספרים אמורים להתאים לתוכן הצינור הבא המפורט בטבלה 1.
מניחים כל צינור PCR מסומן במחזיק microTube עם כובעים פתוחים.
באמצעות עצה חדשה עבור כל תוספת, להוסיף 20 μL של פריימר המצוין על טבלה 1 לכל צינור PCR. צינורות כובע.
באמצעות קצה טרי עבור כל צינור, להוסיף 20 μL של דגימת ה- DNA המצוין על שולחן 1 לכל צינור PCR, להיות בטוח pipette רק מן supernatant והימנעות גלולה מוצק בתחתית הצינורות.
לאחר כל דגימת DNA הוא pipetted לתוך צינור PCR המתאים, להשתמש pipette לערבב DNA פריימר על ידי צנרת בעדינות למעלה ולמטה; סיכום צינורות.
מקם צינורות PCR ב אופניים תרמי ולתכנת את רוכב האופניים עבור:
דנטורה ראשונית: מחזור אחד ב 94 °C (70 °F) במשך 2 דקות.
הגברה: 40 מחזורים ב 94 °C (74 °F) במשך 1 דקות (denature), 59 °C (חישול), ו 72 °C (72 °F) במשך 2 דקות (הארכה).
הארכה סופית: מחזור אחד ב 72 °C (72 °F) במשך 10 דקות.
החזקה: 4 °C ללא הגבלת זמן.

3. 3% הכנת ג'ל אגרוז

באמצעות מעבדה או סרט מיסוך, יש להדביק בבטחה את הקצוות הפתוחים של מגש הג'ל. ודא שהקלטת אטומה בשולי המגש כדי למנוע אגרוז מותך לדלוף החוצה.
לשקול 3 גרם של agarose לתוך בקבוקון 250 מ"ל או גדול יותר ארלנמאייר.
הוסף 100 מ"ל של מאגר 1x TAE (נרכש או מוכן מהתרכיז).
בעזרת צלחת חמה מגנטית עם מוט ערבוב, מחממים את הכוס עד שאגורז מומס לחלוטין במאגר והפתרון רותח ומתבהר. לחלופין, מיקרוגל יכול לשמש על ידי הצבת בתנור וחימום במשך 30 מרווחים, באמצעות מוט ערבוב לערבב כל 10 שניות, חוזר עד התערובת רותחת ומתבהר.
הפוך בקבוק ארלנמאייר 50 מ"ל לתוך הפתיחה של בקבוקון 250 מ"ל לשמש ריפלוקס, מניעת פתרון אגרוז מתאדה.
אפשר פתרון אגרוז להתקרר עד 60 °C (60 °F), ויוצקים 30-50 מ"ל לתוך כל מגש ג'ל מודבק.
מניחים מסרק ג'ל לתוך זוג החיצנים הראשונים כדי ליצור בארות ג'ל.
אפשר ג'ל להתקרר לחלוטין לפני הסרת סרט הדבקה ומסרק. הג'ל יתמצק ויהפוך בהיר לענן כאשר הוא מוכן, כ-10-20 דקות.

4. אלקטרופורזה של מוצרי PCR

מניחים ג'ל אגרוז 3% עשוי מראש על מגש ג'ל או משתמשים במגש ג'ל ששימש ליציקת ג'ל אגרוז 3% שנשפך.
החלק מגש ג'ל לתוך תא האלקטרופורזה עם בארות הקרובות ביותר לקצה הקתודה (שחור).
יוצקים 1x חיץ TAE לתוך התא, מספיק כדי לקבל 2 מ"מ של חוצץ מעל החלק העליון של מגש הג'ל.
להשיג צינורות PCR מן רוכב האופניים התרמי ומניחים מחזיק microTube.
באמצעות טיפ פיפטה טרי בכל פעם, להוסיף 10 μL של צבע טעינה תפוז G שנרכש (LD) לכל מדגם ומערבבים היטב.
טען 20 μl של סרגל המשקל המולקולרי ו 20 μL של כל דגימה לתוך הג'ל בסדר המצוין (טבלה 2).
הפעל אלקטרופורזה ג'ל במשך 30 דקות ב 100 V.
הסר מגש ג'ל מהתא וג'ל שקופית כדי להסיר מהמגש. מניחים ג'ל במגש כתמים.
יש לטבול ג'ל בכתם ג'ל DNA שנרכש במשך 5 דקות, ולנער בזהירות את המגש כדי לעזור להפיץ את הכתם לאורך הג'ל.
מעבירים את הג'ל למיכל כביסה ושוטפים במי ברז (40-55 מעלות צלזיוס) למשך כ-10 מעלות.
יש להקנות על ידי שטיפת 3x במי ברז חמים למשך 6 דקות כל אחד עם רעידות עדינות לקבלת התוצאות הטובות ביותר. במידת הצורך, יש להמשיך להתיר במים חמים עד להגעה לניגוד הרצוי.

מספר צינור	תחל	דגימת דנ"א
1	20 פריימר צמח μL (ירוק)	20 מיקרול DNA בקרת מזון ללא מהונדס גנטית
2	פריימר מהונדס גנטית 20 μL (אדום)	20 מיקרול DNA בקרת מזון ללא מהונדס גנטית
3	20 פריימר צמח μL (ירוק)	20 מיקרול בדיקת DNA מזון
4	פריימר מהונדס גנטית 20 μL (אדום)	20 מיקרול בדיקת DNA מזון
5	20 פריימר צמח μL (ירוק)	20 μL GMO שליטה חיובית DNA
6	פריימר מהונדס גנטית 20 μL (אדום)	20 μL GMO שליטה חיובית DNA

טבלה 1. רשימה של מספרי הצינור המתאימים, פריימרים, ודגימות DNA.

ובכן 1	מדגם 1 בקרת מזון ללא רכיבים מהונדסים גנטית עם פריימרים צמחיים 20 μL.
ובכן 2	דגימה 2 בקרת מזון ללא מהונדס גנטית עם פריימרים מהונדסים גנטית 20 μL.
ובכן 3	מדגם 3 מזון בדיקה עם פריימרים צמחיים 20 μL.
ובכן 4	מדגם 4 מזון בדיקה עם פריימרים GMO 20 μL.
ובכן 5	דגימת 5 GMO DNA חיובי עם פריימרים צמחיים 20 μL.
ובכן 6	דגימת 6 GMO DNA חיובי עם פריימרים GMO 20 μL.
ובכן 7	סרגל משקל מולקולרי PCR 20 μL.
ובכן 8	תשאירו ריקים.