Методы создания ГМО

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Что такое генетически модифицированные продукты (ГМО)

2. Цели создания ГМО

3. Методы создания ГМО

4. Угроза и последствия употребления генетически модифицированных продуктов для здоровья населения

Заключение

Список используемой литературы

Введение модифицированный ген растение

Число жителей Земли за последнее столетие увеличилось с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., таким образом возникает огромная проблема, стоящая перед человечеством.

Эта проблема заключается в огромном увеличение производства продуктов питания, несмотря на то, что за последние 40 лет производство увеличилось в 2.5 раза, все равно этого не достаточно. И в мире в связи с этим наблюдается социальный застой, который становится все более настоятельным. Другая проблема возникла с медицинским лечением. Несмотря на огромные достижение современной медицины, производимые сегодня лекарственные препараты столь дороги, что населения земли сейчас полностью полагаются на традиционные донаучные методы лечения , прежде всего на неочищенные препараты растительного происхождения.

В развитых странах лекарственные средства на 25% состоят из природных веществ, выделенных из растений. Открытия последних лет (противоопухолевые препараты: таксол, подофиллотоксин) свидетельствуют о том, что растения еще долго будут оставаться источником полезных биологически-активных веществ (БТА), и что способности растительной клетки к синтезу сложных БТА все еще значительно превосходят синтетические способности инженера-химика. Вот почему ученые взялись за проблему создания трансгенных растений.

Создание генетически модифицированных (ГМ) продуктов является сейчас ее самой главной и самой противоречивой задачей.

Преимущества ГМ - продуктов очевидны: они не подвержены вредному влиянию бактерий, вирусов, отличаются высокой плодовитостью и длительным сроком хранения . Есть так же ряд определенных минусов этих генномодифицированных продуктов . Неочевидны последствия их употребления: учёные-генетики пока не могут ответить на вопрос, безвредны ли генетически модифицированные продукты для человека.

1. Что такое генетически модифицированные продукты (ГМО)

Генетически модифицированные организмы - это организмы, в которых генетический материал (ДНК) изменен невозможным в природе способом. ГМО могут содержать фрагменты ДНК из любых других живых организмов.

Цель получения генетически измененных организмов - улучшение полезных характеристик исходного организма-донора (устойчивость к вредителям, морозостойкость, урожайность, калорийность и другие) для снижения себестоимости продуктов. В результате сейчас существует картофель, который содержит гены земляной бактерии, убивающей колорадского жука, стойкая к засухам пшеница, в которую вживили ген скорпиона, помидоры с генами морской камбалы, соя и клубника с генами бактерий.

Трансгенными (генномодифицированными) могут называться те виды растений, в которых успешно функционирует ген (или гены) пересаженные из других видов растений или животных. Делается это для того, чтобы растение реципиент получило новые удобные для человека свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генноизмененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться.

Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги.

Генетически измененный продукт - это когда выделенный в лаборатории ген одного организма пересаживается в клетку другого. Вот примеры из американской практики: чтобы помидоры и клубника были морозоустойчивее, им "вживляют" гены северных рыб; чтобы кукурузу не пожирали вредители, ей могут "привить" очень активный ген, полученный из яда змеи; чтобы скот быстрее набирал вес, ему вкалывают измененный гормон роста (но при этом молоко наполняется гормонами, вызывающими рак); чтобы соя не боялась гербицидов, в нее внедряют гены ??тунии, а также некото?ы? бактерий и вирусов. Соя - один из основных компонентов многих кормов для скота и почти 60% продуктов питания. К счастью, в России, как и во многих странах Европы, генетически измененные сельхозкультуры (в мире их создано больше 30-ти видов) пока не распространяются такими бешеными темпами, как в США, где официально закреплена идентичность "натуральных" и "трансгенных" продуктов питания. В связи с этим у нас только самые "продвинутые" покупатели с подозрением относятся к импортным чипсам, томатным соусам, консервированной кукурузе .

Надзор за генетически модифицированными продуктами осуществляется Научно-исследовательским институтом питания РАМН и также учреждениями-соисполнителями: Институтом вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова РАМН, Московским научно-исследовательским институтом гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России.

Последнее десятилетие ученые строят неутешительные прогнозы относительно быстрорастущего потребления сельскохозяйственных продуктов на фоне снижения площади посевных земель. Решение данной проблемы возможно с помощью технологий получения трансгенных растений, направленных на эффективную защиту сельскохозяйственных культур и увеличение урожайности.

Получение трансгенных растений является на данный момент одной из ??рс??ктивных и наиболее развивающихся направлений агропроизводства. Существуют проблемы, которые не могут быть решены такими традиционными направлениями как селекция, кроме того, что на подобные разработки требуются годы, а иногда и десятилетия. Создание трансгенных растений, обладающих нужными свойствами, требует гораздо меньшего времени и позволяет получать растения с заданными хозяйственно ценными признаками, а также обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе. Примером последнего могут служить полученные методами генной инженерии сорта растений, обладающих повышенной устойчивостью к засухе.

2. Цели создания ГМО

Разработка ГМО некоторыми учеными рассматривается как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считают генную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО -- это не продукт искусственного отбора, то есть постепенного выведения нового сорта организмов путем естественного размножения, а, фактически, искусственно синтезированный в лаборатории новый вид.

Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путем, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием.

В аграрногом бизнесе свое мнение о целях создания ГМО. Удовлетворить спрос в посадочном материале с устойчивостью к отрицательным факторам. ГМО создано для зарабатывания денег, а не для того, чтобы накормить голодающее население дешёвыми продуктами.

Большую часть ГМО семян (98%) производит корпорация Монсанто, особенностью которых является устойчивость к высокотоксичному гербициду Раунд-Ап, который убивает все растения. Для этого разработан метод внедрения чужеродных генов, которые придают необходимые свойства растениям. Эти ГМО семена содержат чужеродный ген, который делает растения не восприимчивыми к гербициду, благодаря чему, на фермерских полях не растёт ни одного сорняка.

Купить ГМО семена не так просто, нужно заключить договор, который разрешит выращивать эти семена на конкретном участке в конкретное время. Если фермера уличат в выращивании ГМО растений без заключения лицензионного договора, то его ждут долгие суды и полное разорение. Такова политика корпорации Монсанто, желающей стать мировым монополистом по продаже семян.

К радости, в России официально запрещено выращивание ГМО, но разрешён импорт ГМО продукции из других стран, среди них 2 сорта кукурузы, 2 сорта картофеля и ещё несколько промышленных овощей. Ещё одна радость -- почти вся ГМО продукция идёт на корм скоту или для переработки и производства второсортных продуктов: кетчупов, сникерсов и прочего мусора. Купить ГМО свежие фрукты, овощи или злаки обычному человеку в магазине просто нереально. Зато встретить ГМО в переработанном виде -- обычное дело.

3. Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100--120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты -- рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекации.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных.

В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

4. Угроза и последствия употребления генетически модифицированных продуктов для здоровья населения

Ожидается, что XXI столетие станет веком биотехнологий. Но модернизация в этой области не всегда идёт на пользу человеку. Так, члены старейшей в США Академии экологической медицины недавно потребовали объявить в стране мораторий на использование трансгенов и призвали коллег отслеживать влияние ГМО на здоровье пациентов. Эксперты во всём мире бьют тревогу: дальнейшее подчинение науки корыстным интересам транснациональных корпораций может поставить под угрозу здоровье миллионов людей. В том числе и в России…

Россия пошла по пути рыночной экономики, при которой бизнес играет основную роль. К сожалению, недобросовестные предприниматели для получения прибыли часто проталкивают некачественную продукцию. Особенно это опасно, когда на рынок идут товары, основанные на применении плохо изученных технологий. Чтобы избежать ошибок, необходим жёсткий контроль на государственном уровне за их производством и распространением. Отсутствие должного контроля может привести к серьёзным ошибкам и тяжёлым последствиям, что и произошло при применении генетически модифицированных организмов (ГМО) в продуктах питания. К ГМО относятся ГМ-бактерии, ГМ-растения и ГМ-животные.

Специалисты-противники ГМО утверждают, что они несут три основных угрозы:

1. Угроза организму человека - аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, появление желудочной микрофлоры, стойкой к антибиотикам, канцерогенный и мутагенный эффекты , ведёт к бесплодию, всплеску онкологических заболеваний, генетических уродств и к увеличению уровня смертности людей и животных.

2. Угроза окружающей среде - появление вегетирующих сорняков, загрязнение исследовательских участков, химическое загрязнение, уменьшение генетической плазмы и др.

3. Глобальные риски - активизация критических вирусов, экономическая безопасность.

Учёные отмечают многочисленные опасности, связанные с продуктами генной инженерии.

1. Пищевой вред

Ослабление иммунитета, возникновение аллергических реакций в результате непосредственного воздействия трансгенных белков. Влияние новых белков, которые продуцируют встроенные гены, неизвестно. Нарушения здоровья, связанные с накоплением в организме гербицидов, так как ГМ-расте-ния имеют свойство их аккумулировать. Возможность отдалённых канцерогенных эффектов (развитие онкологических заболеваний).

2. Экологический вред

Использование генетически модифицированных растений негативно сказывается на сортовом разнообразии. Для генных модификаций берутся один-два сорта, с которыми и работают. Существует опасность вымирания многих видов растений.

Некоторые радикальные экологи предупреждают, что воздействие биотехнологий может превзойти последствия ядерного взрыва: употребление генномодифицированных продуктов ведёт к расшатыванию генофонда, в результате чего возникнут мутантные гены и их носители-мутанты.

Медики считают, что влияние генномодифицированных продуктов на человека станет явным лишь через полвека, когда сменится как минимум одно поколение людей, вскормленных трансгенной едой.

Получение ГМО связано со «встраиванием» чужого гена в ДНК других растений или животных с целью изменения свойств или параметров последних. Например, ставится задача получения растений, устойчивых к заморозкам, к насекомым, к пестицидам и др. В результате такой модификации происходит искусственное внедрение новых генов в геном организма, то есть в тот аппарат, от которого зависит строение и развитие самого организма и следующих поколений.

Мы остановимся на ситуации, связанной с ГМ-растениями.

Первые трансгенные продукты были разработаны ещё в конце 80-х годов. С 1996 года общая площадь посевных площадей под трансгенными культурами выросла во много раз и в 2009 году составила 20% от общей площади. 96% всех посевных площадей принадлежит США. В мире допущено к производству более 140 линий генетически модифицированных растений.

О непредсказуемости действия ГМ-организмов и их опасности предупреждали учёные многих стран. Ещё в 2000 году было опубликовано Мировое заявление учёных об опасности генной инженерии, а затем и Открытое письмо учёных правительствам всех стран о введении моратория на распространение ГМО, которое подписали 828 учёных из 84 стран мира. Сейчас этих подписей во много раз больше.

Экспериментальные исследования показали патологические изменения в органах животных и их потомства при добавлении в корм разных ГМ-культур. Так, британские исследователи выявили опасность для животных ГМ-картофеля, итальянские и российские ученые -- ГМ-сои, австралийские учёные -- ГМ-гороха, французские -- ГМ-кукурузы.

Но компаниям-производителям невыгодна публикация отрицательных результатов. По данным, опубликованным в приложении к британской газете Times, из 500 учёных, работающих в биотехнологической отрасли в Великобритании, 30% сообщили, что были вынуждены изменить данные своих результатов по просьбе спонсоров. Из них 17% согласились исказить свои данные, чтобы показать результат, предпочтительный для заказчика, 10% заявили, что их «попросили» об этом, пригрозив лишением дальнейших контрактов, а 3% сообщили, что вынуждены были внести изменения, делающие невозможным открытую публикацию работ.

В 2008 году ООН и Всемирный банк впервые выступили против крупного бизнеса и генетически модифицированных технологий. В докладе, в подготовке которого участвовало около 400 учёных, говорится о том, что в мире производится больше еды, чем необходимо для того, чтобы прокормить всё население планеты.

Эксперты ООН убеждены, что в голоде сотен миллионов людей заинтересован крупный бизнес, который строит свою политику на создании искусственного дефицита продовольствия. Впервые ООН фактически осудила и использование в сельском хозяйстве генетически модифицированных технологий, поскольку они, во-первых, не решают проблемы голода, а во-вторых, представляют угрозу здоровью населения и будущему планеты.

На российском рынке ГМ-продукция появилась в 90-е годы. Сегодня в России разрешёнными являются 16 линий ГМ-культур (6 линий кукурузы, 3 линии сои, 3 линии картофеля, 2 линии риса, 2 линии свеклы) и 5 видов микроорганизмов. Вроде бы разрешённых сортов немного, но добавляются они во многие продукты. ГМ-компоненты встречаются в хлебобулочных изделиях, в мясных и молочных продуктах. Много их в детском питании, особенно для самых маленьких.

Комиссия Государственной экологической экспертизы по оценке безопасности ГМ-культур, работающая в рамках Закона РФ «Об экологической экспертизе», не признала ни одну из представленных для утверждения линий безопасной. Членами этой комиссии являются представители трёх основных российских академий: РАН, РАМН и РАСХН. Благодаря этому в России выращивание ГМ-культур официально запрещено, а вот импорт ГМ-продуктов почему-то разрешён. Сейчас в стране много продуктов, которые содержат ГМ-компоненты, но все они без соответствующих маркировок, несмотря на подписанное Владимиром Путиным в конце 2005 года дополнение к Закону о защите прав потребителей об обязательной маркировке ГМ-компонентов.

Проводимая Институтом питания РАМН проверка не соответствовала Методическим указаниям по проверке ГМО, подписанным Г. Онищенко, а в некоторых случаях полученные данные полностью расходились с выводам. Так, при экспериментальной проверке на крысах сортов американского ГМ-картофеля Рассет Бурбанк у животных наблюдались серьёзные морфологические изменения в печени, почках, толстой кишке; понижение гемоглобина; усиление диуреза; изменение массы сердца и предстательной железы. В научной литературе появились статьи о взаимосвязи ГМО с онкологией. Возможно, что увеличение в последнее время в России числа онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта, особенно прямой кишки, связано с использованием ГМ-продуктов.

Действие ГМ-продуктов на человека совершенно не изучено, последствия непредсказуемы. В нашей стране по непонятным причинам практически не проводятся научные и клинические исследования и испытания влияния ГМО на животных и человека. Попытки провести такие исследования наталкиваются на огромное сопротивление.

ГМО оказывают негативное влияние не только на человека, но и на растения, животных, полезные бактерии (например, бактерии желудочно-кишечного тракта (дисбактериоз), почвенные бактерии, бактерии гниения и др.), приводя к быстрому сокращению их численности и последующему исчезновению. Например, исчезновение почвенных бактерий приводит к деградации почвы, льдообразующих бактерий -- к резкому уменьшению осадков. К чему может привести исчезновение живых организмов, нетрудно догадаться -- к ухудшению состояния окружающей среды, изменению климата, быстрому и необратимому разрушению биосферы.

Опасность ГМО может быть обусловлена несколькими причинами. Большое значение имеет, какие именно гены встраиваются. При этом в процессе внедрения гены могут как сами мутировать, то есть изменяться, так и оказывать негативное воздействие на геном организма-хозяина. В результате активности внедрённых генов могут образовываться неизвестные токсичные белки, вызывающие токсикозы или аллергию у человека и животных. К тому же растения могут аккумулировать гербициды и пестициды, к которым они устойчивы, и вместе с растением мы будем поглощать токсичные химикаты.

Особое внимание надо обратить на сами способы встраивания гена, которые ещё очень несовершенны и не гарантируют безопасности растений, созданных с их помощью. Дело в том, что для встраивания гена в основном используют вирусы, транспозоны или плазмиды (кольцевые ДНК опухолеобразующей почвенной бактерии), способные проникнуть в клетку организма и затем использовать клеточные ресурсы для создания множества собственных копий или внедриться в клеточный геном (как и «выпрыгнуть» из него).

О непредсказуемости действия генетически модифицированных организмов неоднократно выступал научный советник правительства Норвегии, профессор Терье Траавик, который занимается генной инженерией более 20 лет. Он заявил, что возможная опасность от ГМ конструкций выше, чем от химических соединений, так как они совершенно «незнакомы» окружающей среде, они не распадаются, а, наоборот, принимаются клеткой, где могут бесконтрольно размножаться и мутировать. Он считает, что необходимы независимые исследования, которые проводились бы не на корпоративные средства.

Применение новейших технологий без ясного понимания последствий их действия может привести к самым трагическим результатам. Масштабное распространение трансгенных организмов и постепенное внедрение чужеродного генетического материала в клетки растений, животных и человека может привести к возникновению необратимых патологических изменений в организмах живых существ и к их вымиранию.

По мнению российских учёных: «Снижение или исключение рисков при выращивании трансгенных растений предполагает значительное совершенствование технологии получения ГМО, создание трансгенных растений нового поколения, всестороннее изучение биологии ГМ растений и фундаментальных основ регуляции экспрессии генома» (В. Кузнецов и А. Куликов, 2005). В связи с этим возникает необходимость в проведении тщательных научных исследований влияния ГМО на живые организмы и их потомство, а также в разработке безопасных для живых организмов и окружающей среды биотехнологических методов.

Для защиты населения и окружающей среды от плохо изученных ГМ-культур необходимо ввести обязательную маркировку ГМ-компонентов в продуктах питания, организовывать зоны, свободные от ГМО, закупать продукты в тех странах, которые не выращивают ГМ-культуры и не производят ГМ-продукты, активно развивать своё сельское хозяйство без химикатов и ГМО, запретить использование и распространение уже разрешёенных ГМ-культур до тех пор, пока не будет доказана и научно обоснована учёными разных стран мира их безопасность.

Развитие экологически чистой и безопасной продукции должно стать приоритетным направлением для России, важным для сохранения населения нашей страны, природы и жизни на планете.

Заключение

Для анализа ситуации с ГМО в России и мире введём условные оценки уровня безопасности от ГМО.

Если использовать эти оценки, то наилучшая ситуация по отсутствию ГМО в Швейцарии, Австрии, Греции, Польше, Венесуэле, Франции, Германии и в ряде европейских стран; наихудшая - в США, Канаде, Бразилии, Аргентине, Великобритании, Украине и в ряде развивающихся стран. Остальные страны, в том числе и Россия, занимают промежуточное положение, что тоже не очень хорошо, поскольку опасных ГМО просто не должно быть.

Решить проблему, связанную с распространением и использованием ГМ-культур, полученных с помощью несовершенных технологий, силами одной страны и даже нескольких стран невозможно. Трудно спастись в помещении, которое находится в объятом пламенем здании. Необходимо объединить усилия всех стран для спасения планеты от опасных генетически модифицированных организмов, которые из-за несовершенства применяемых технологий превратились в ОМП, т.е. оружие массового поражения, и могут уничтожить всё живое на планете.

Список используемой литературы

1. Чемерис А. В. Новая старая ДНК. Уфа. 2005 г.

2. И.В. Ермакова. Генетически модифицированные организмы. Борьба миров. Белые альвы, 2010 г.

3. Биологический энциклопедический словарь. М. 1989 г.

4. Егоров Н. С., Олескин А. В. Биотехнология: Проблемы и перспективы. М. 1999 г.

5. Маниатис Т. Методы генетической инженерии. М. 2001 г.

Размещено на Allbest.ru