Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

История возникновения генной инженерии

Основные понятия

Области применения и достижения генной инженерии

Проблемы генной инженерии

Заключение

Список литературы

Введение

Важной составной частью биотехнологии является генная инженерия.

Генная инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Генная инженерия как отрасль биотехнологии обязана своему появлению бурному развитию генетики, биохимии, клеточных технологий и других направлений биологии во второй половине XX века. Сегодня практически нет сфер человеческой деятельности, куда бы ни вторгалась биотехнология.

Актуальность применения генной инженерии на сегодняшний день очевидна. Ведь она решает задачи, состоящие в создании условий для резкого подъёма продуктивности растений, животных и микроорганизмов; в овладении способами борьбы за здоровье, долголетие, длительную юность человека; в разработке методов управления генетическими процессами, лежащими в основе эволюции видов; в решении проблем, связанных с широким использованием атомной энергии, с химизацией народного хозяйства, с полётами космических кораблей.

Цель реферата - обзор достижений и проблем генной инженерии.

Объектом исследования является генная инженерия.

Предмет исследования - достижения и проблемы генной инженерии.

Исследование предопределило ряд задач: рассмотреть историю становления генной инженерии, проанализировать влияние достижений в этой отрасли на человека и окружающую среду.

В реферате затрагиваются такие темы, как: история развития; области применения; достижения, связанные с областью практического применения в различных областях; проблемы и научные факты ее опасности; перспективы дальнейшего развития.

История возникновения генной инженерии

генный инженерия биотехнология молекула

Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики.

На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году О.Эвери, К.Мак-Леод и М.Мак-Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год принято считать годом рождения молекулярной биологии.

На рубеже 50-60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали кишечная палочка, ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.

Историю развития генной инженерии можно условно разделить на три этапа:

Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование.

Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.

Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-реципиента) генов эукариот, главным образом, животных.

Формально датой рождения генной инженерии следует считать 1972 год, когда в Стэндфордском университете П. Берг и С. Коэн с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli[4].

Основные понятия

Под генной инженерией подразумевают целый комплекс технологий, методов, процессов, посредством которых получают рекомбинантные РНК и ДНК, а также гены из клеток организмов, осуществляют различные манипуляции с генами и вводят их в другие организмы. Генная инженерия не является наукой - это методы получения рекомбинантных ДНК, объединяющих последовательности равного происхождения, т.е. осуществляется перенос целых хромосом от клеток-доноров в клетки-реципиенты.

В основу генно-инженерных методов заложена способность ферментов, рестриктаз расщеплять ДНК на отделочные нуклеотидные последовательности, которые могут быть использованы для встраивания их в гены бактериальных клеток с целью получения гибридных или химерных форм, эти гибридные формы состоят из собственной ДНК и дополнительно встроенных фрагментов несвойственной им ДНК.

Это сложнейшие технологии: они не имеют аналогов в окружающем мире. Ведь ген, молекула ДНК, ядро клетки представляют собой микроскопические объекты, к которым невозможно подступиться со скальпелем, пинцетом или каким либо другим инструментом.

Всё это стало возможно благодаря ферментам - образованиям на основе белка, отвечающим за организацию работы клетки. В частности такие ферменты, как рестриктазы. Одна из их функций - защита клетки от инородных генов. Чужая ДНК разрезается на отдельные части, причём существует множество различных рестриктаз, каждая из которых наносит удар в строго определённом месте.

Подобрав набор таких ферментов, можно без труда расчленять молекулу на требуемые участки. Затем необходимо их соединить, но уже по- новому. Тут помогает природное свойство генетического материала воссоединяться друг с другом. Помощь в этом оказывают также ферменты лигазы, задача которых заключается именно в соединении двух молекул с образованием новой химической связи.

Непохожий ни на что гибрид создан. Представляет он из себя молекулу ДНК, несущую новую генетическую информации. Такое образование в генной инженерии называют вектором. Его главная задача - передача новой программы воспроизводства намеченному для этой цели живому организму. Но последний может её проигнорировать, отторгнуть и руководствоваться только родными генетическими программами.

Такое невозможно, благодаря явлению, которое носит название трансформация у бактерий и трансфекция у человека и животных. Суть его заключается в том, что если клетка организма поглотила свободную молекулу ДНК из окружающей среды, то она всегда встраивает её в геном. Это влечёт за собой появление у такой клетки новых наследственных признаков, запрограммированных в поглощённую ДНК.

Поэтому, чтобы новая генетическая программа начала работать, необходимо только одно, - чтобы она оказалась в нужной клетке. Это сделать не просто, так как такое сложное образование, как клетка, имеет множество защитных механизмов, препятствующих проникновению в неё чужеродных объектов.

Любые преграды можно обойти. Для начала маленькие - к примеру, введение чужеродных генов в бактерии. Здесь, в качестве вектора, вполне можно использовать плазмиду - кольцевую молекула ДНК малых размеров, располагающуюся в клетках вне хромосом и несущую дополнительные половые признаки. Бактерии постоянно обмениваются плазмидами, поэтому не составляет никакого труда перепрограммировать указанную молекулу и направить в клетку.

Значительно более трудно ввести готовый ген в наследственный аппарат клеток растений и животных. Здесь на помощь приходят вирусы - генетические элементы, одетые в белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Для такой работы прекрасно подходят молекулы ДНК вирусов - фаги. Их «переделывают» под нужные параметры и включают в генетический аппарат животного или растительного организма.

Внедрённый генетический код начинает работать. Иногда бывают сбои, если часть генов новой ДНК окажутся «молчащими». Таких много в каждом организме. У одних живых существ они прекрасно функционируют, у других же не проявляют себя никак. Видимо прекращают свою деятельность при утере той или иной особью каких-то качеств при процессе эволюции.

Накладки и недоработки учитываются и тщательно анализируются. Непрерывно идут работы, изучающие различные комбинации генов: удаление части их из молекулы или наоборот - добавление составляющих, совсем не свойственных данному живому организму.

Рассматриваются вопросы корректировки механизмов, отвечающих за процесс преобразования наследственной информации ДНК в такой функциональный продукт, как РНК или белок. Всё это обеспечивает высокую эффективность и качество конечных результатов по генетической модернизации окружающего мира.

Генная инженерия подразделяется на генную, геномную и хромосомную.

Сущность первой (генной) состоит в целенаправленном использовании перестроек естественного генома, для изменения генетических характеристик известных вирусов и клеток. В качестве примера можно привести перемещение в вирусные геномы некоторых клеточных генов, придающих вирусам свойства онкогенности.

Сущность геномной инженерии заключается в целенаправленной глубокой перестройке генома прокариот вплоть до создания новых видов. При геномной инженерии вносят большое количество дополнительной генетической информации и получают гибридный организм, который отличается от исходного по многим признакам.

Хромосомная инженерия - сеть генной инженерии, объектами ее является хромосомы клеток высших и низших микроорганизмов (прокариоты, эукариоты), благодаря хромосомной инженерии стало возможным лечение наследственных заболеваний, селекция пород животных, различных видов растений[3][6].

Области применения и достижения генной инженерии

В 1950_х годах выяснилось, что кроме клеточных генов в природе существуют и независимые гены - вирусы. Вирус - это упакованный в белковую оболочку генетический материал, природное биологическое оружие. Оболочка - лишь приспособление, упаковка, защита и механизм впрыскивания генов в клетку-хозяина. Там вирусные гены начинают воспроизводить на себе свои РНК и белки, постепенно переполняющие клетку. Она, лопаясь, гибнет, а тысячи копий вируса освобождаются, заражая новые клетки. Болезнь и даже смерть обычно вызывают чужеродные вирусные белки. В других случаях человек не умирает, но может болеть всю жизнь. Например, вирус герпеса присутствует в организме 90% людей, он обычно заражает человека в детстве и живет в нем постоянно.

И вот, роль вирусов попробовал сыграть сам человек. В 1944 году был создан первый прецедент получения трансгенного организма на уровне бактерий, несущего один или несколько генов другого организма. Затем научились делать подобные операции с животными. Вот один первых из опытов: раковая опухоль - это мутация гена, а значит, ее можно перенести в другой организм. Выделили ДНК опухоли человека, обработали ею живые клетки здоровой мыши, и через некоторое время у мыши появлялась человеческая опухоль. Генные инженеры пошли дальше, с целью извлечь практическую пользу из открытия.

Человечество испытывает трудности с белком интерфероном, обладающим противораковой и противовирусной активностью. Интерферон вырабатывается любым животным организмом, но нечеловеческий интерферон для лечения людей непригоден. Человек же вырабатывает слишком мало интерферона для его выделения с фармакологическими целями. Поэтому ген человеческого интерферона был введен в бактерию, которая размножаясь в больших количествах, вырабатывала человеческий интерферон. Сейчас эта техника применяется во всем мире. Так же производится и инсулин. Однако есть сложности при очистке нужного белка от бактериальных примесей. Поэтому родились методы введения нужных генов в высшие организмы. Принцип таков: извлекают яйцеклетки животного и вставляют под контроль генов белков молока чужеродные гены, определяющие выработку нужных белков (интерферона, инсулина, антител, специальных пищевых белков). Затем яйцеклетки оплодотворяют и возвращают в организм. Потомство начинает давать молоко, из которого можно дешево, чисто и безопасно выделить необходимый белок. Так были выведены и коровы, дающие молоко с необходимыми человеческими белками, пригодное для искусственного вскармливания младенцев.

Человечество научилось направленно, избирательно воздействовать на генетический аппарат различных организмов, продуцируя организмы с чужеродными генами. Возникли методы, с помощью которых можно резать ДНК в нужных местах и «клеить» с любым другим кусочком ДНК, причем не только с готовыми генами, но и с рекомбинантами - комбинациями разных, в т. ч. искусственно созданных, генов. Это направление получило название генной инженерии. На ее основе родились два больших практических направления. Одно - биотехнология. Второе связано с непосредственным вмешательством в самого человека.

В 1992 г. в США впервые была произведена генно-терапевтическая операция на человеке. С 16 лет девушка страдала инфарктами. У нее оказалось наследственное заболевание: отсутствие особого белка в печени, связывающего так называемые липопротеиды низкой плотности - вещества, ответственные за сужение сосудов, образование тромбов и непроходимости сосудов. Обычное лечение не помогло, и врачи решились на генную операцию. Ей отрезали часть печени, с помощью специальных приемов ввели в клетки печени нормальный ген, и клетки вживили обратно в печень. Вырос кусочек печени, который вырабатывал нужный белок, и больная избавилась от инфарктов. Это первый успешный пример излечения человека с помощью человеческого же гена. Генная терапия развивается, хотя и встречает этические и юридические трудности. В ближайшие годы многие сердечнососудистые, раковые и наследственные заболевания будут излечиваться таким способом.

В растениеводстве путем генетического модифицирования можно добиться устойчивости культурных растений к гербицидам, вредителям и болезням. Правда попытки привить невосприимчивость к стрессам (засухе, жаре, холоду, высокому содержанию алюминия и солей в почве) оставались безрезультатными. Если это удастся, раскроется возможность использовать новые земли для сельского хозяйства и даже морскую воду для полива. Способны генные инженеры и на улучшение пищевых и вкусовых качеств: большая часть работ в области генной инженерии растений направлена на улучшение баланса питательных веществ в кормах для животных и в пище, в целях исключения из рационов дорогостоящих добавок. Кукурузе и сое вводят гены, повышающие содержание незаменимой аминокислоты метионина. Ведутся исследования по увеличению содержания сахара или крахмала в картофеле, кукурузе, горошке, томатах. Удалось увеличить содержание крахмала в некоторых сортах картофеля до 40%. Контролируемое превращение крахмала в сахар в кукурузе и горошке способствует сохранению их сладости в течение длительного периода после уборки. Получен первый, генетически измененный томат с более длительным сроком хранения и вкусом созревшего винограда, а так же сорт моркови, который содержит 300 мг каротина в 1 кг, вместо обычных 70-90 мг. Чтобы ликвидировать дефицит витамина. А, наблюдающийся в развивающихся странах, исследователи пытаются ввести механизм образования этого витамина в зернах риса. Появляется и модифицированные масличные культуры рапс, соя, лен для производства разных мaсел: с повышенным уровнем лауриновой и миристиновой кислот (для производства шампуней и мыла); затвердевающих при комнатной температуре (для производства маргарина); пищевого с пониженным содержанием насыщенных жирных кислот; заменителя кокосового масла при производстве шоколада, жидкого воска для смазочных масел и косметических средств. Из сои уже получают качественные чернила. Ведутся разработки новых генетически модифицированных растений для производства бумаги, природной резины, этанола. Проводятся опыты по получению дизельного топлива из животных и растительных жиров. Используя новые технологии, можно производить из крахмала разлагающуюся на воздухе биопластиковую упаковку, абсорбенты.

Еще в 1975 г. ученые узнали, как производить отдельные антитела (защитные белки, продуцируемые иммунными системами растений и животных в ответ на внедрение чужеродных веществ). Возможность массового производства специфических антител улучшила диагностику в сельском хозяйстве. Фермеру, чтобы поставить диагноз, достаточно размолоть растительную ткань или взять образцы крови животных и, применив специальный окрашивающийся реактив, определить наличие заболевания.

Генетический материал микроорганизмов часто изменяют для того, чтобы получить в большом количестве специальные белки, в частности, для животноводства. Один из них - гормон роста (бычий соматотропин - БСТ). Использование БСТ в молочном скотоводстве повышает продуктивность коров на 5-20%. Основная проблема, которая теперь волнует население - это влияние БСТ на здоровье людей. Разработан и свиной соматотропин (ССТ) для использования при откорме свиней. ССТ увеличивает привесы на 10-16%, при снижении кормовых затрат. Уменьшается и толщина сала в туше животных. Большое достижение - метод трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота: эмбрион высокопродуктивной коровы пересаживают к другой и получают теленка с признаками первой матери и племенного быка-отца. Разработан и метод определения и управления полом на клеточной стадии, что позволяет получать выдающихся животных.

Ученые интенсивно работают над выявлением маркеров генов, которые контролируют важные функции у животных. Такое картирование генов помогает идентифицировать гены, отвечающие за рост, величину удоя, качество молока, соотношение жира и постного мяса, нежность мяса, устойчивость к болезням, к холоду, жаре. Введение генов с полезными признаками позволяет получать транс генных животных с новыми наследственными признаками. Так, козам введен ген, стимулирующий образование в их молоке фермента тромбокиназы. Фермент способствует рассасыванию тромбов в кровеносной системе человека, что позволит решить проблему профилактики тромбофлебита. Транс генные козы могут вырабатывать «Фактор VIII» (белок, контролирующий кровотечение у страдающих гемофилией) и «Фактор ТРА» (разрушает кровяные тромбы). Генетически измененные козы могут вырабатывать эти белки на порядок быстрее и дешевле, чем культуры человеческих клеток. Возможно применение биотехнологий и в технике: например, для создания диффузоров акустических систем, макромолекулярных биосенсоров. Активно разрабатывается идея о конструировании биологически возобновляемых источников энергии. С помощью биотехнологий возможно даже восстановление загрязненных бездумной деятельностью людей территорий (биоремедиация).

В 1996 году мир был потрясен: шотландскому генетику Яну Вильмуту и его коллегам впервые удалось клонировать высшее животное - овцу.

Ключевым моментом в процессе клонирования было получение в лаборатории культуры эмбриональных недифференцированных клеток организма. Они размножаются «в пробирке» неограниченно долгое время, и их в любой момент можно пересадить животному-реципиенту. Стволовые эмбриональные клетки овцы были получены в лаборатории за год до Долли. В такие клетки можно пересаживать разные гены, меняя их в нужном направлении, чтобы потом выращивать животных с запрограммированным генотипом. Далее были сделаны три серии генетических манипуляций. Вначале пересадили генетический материал недифференцированных клеток эмбриона в яйцеклетку овцы с удаленным ядром. Затем ее имплантировали овце-реципиенту и с ее участием получили потомство - 4 ягнят. Затем получили трех ягнят из дифференцированных клеток зародыша овцы, пересаженных в яйцеклетку. Наконец, используя клетку молочной железы беременной овцы, получили из нее культуру размножающихся клеток. Их генетический материал поместили в яйцеклетку, пересаженную овце-реципиенту. В результате и появилась на свет овца, названная именем Долли. Теперь Долли - пока единственное млекопитающее, у которого нет отца, но зато три матери: овца, давшая генетический материал, овца, от которой взяли яйцеклетку и овца-реципиент, которая вынашивала знаменитого ягненка.

Если техника клонирования животных будет детально разработана, специалисты научатся размножать таким способом сельскохозяйственных животных. Элитных коров, свиней, овец и других животных будут серийно производить на специальных фабриках.

Возможно, недалек час, когда клонированием удастся решить проблемы сохранения редких и исчезающих видов животных. Например, на Дальнем Востоке исчезли леопарды, а природные условия там уже таковы, что их естественное размножение практически невозможно. Очевидно, можно будет восстанавливать даже вымершие виды: ведь в ископаемых останках сохранилась их ДНК. Однако, первый кандидат в этом списке не динозавры, а исчезнувший спутник человека - мамонт. На I Международном мамонтовом совещании в Санкт-Петербурге (1995) прозвучала серия докладов отечественных и зарубежных генетиков и цитологов о перспективах восстановления мамонта, как вида путем молекулярно-генетических исследований и манипуляций с мамонтовой ДНК. Вслед за мамонтом могут вернуться на нашу планету стеллерова корова, дронт, странствующий голубь, тасманийский волк, моа, тарпан, зебра квагга - все биологические виды, варварски уничтоженные человеком в историческом прошлом.

Появление на свет овечки Долли поставило на повестку дня и этически неоднозначный вопрос о допустимости клонирования людей. Успех эксперимента с Долли говорит, что теоретическая возможность клонирования людей существует, но воспользуется ли ею человечество? Этот вопрос остается открытым. Впрочем, для чего делать свои копии в лаборатории, когда природой нам дан великолепный, апробированный миллионами лет способ производить себе подобных?

А вот выращивание «запасных органов» из человеческих стволовых клеток, способное уничтожить многотысячные очереди страждущих на трансплантацию внутренних органов - видимо вопрос почти решенный.

В настоящее время разработаны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологическими способами. Все отрасли, в которых может быть использована биотехнология, перечислить практически невозможно. [7][8].

Проблемы генной инженерии

В середине 1998 года английский ученый Арпад Пустаи на основании проведенных опытов впервые заявил о том, что употребление подопытными крысами генетически модифицированного картофеля привело к серьезным повреждениям их внутренних органов и иммунной системы. Это заявление вызвало противоречивую реакцию научной общественности. Однако независимая комиссия, созданная из 20 ученых из разных стран, признала, что выводы Пустаи правильны, а безвредность генетически модифицированных продуктов действительно подлежит существенной переоценке.

Ученый Джон Лузи в мае 1999 года сообщил о том, что пыльца генетически модифицированной пшеницы, изначально содержащая небольшую долю пестицидов, способна убивать личинок бабочки-данаиды. В то же время некоторые ученые опять высказали мнение о том, что лабораторные исследования не могут смоделировать условия живой природы, поэтому на них нельзя полностью полагаться.

При этом само существование подобных противоречий свидетельствует, что выведение генетически модифицированных видов растений и животных представляет определенную опасность, обусловленную непредсказуемостью их развития и поведения в естественной среде.

Риски, связанные с применением генной инженерии к продуктам питания, можно разделить на три категории: экологические, медицинские и социально-экономические.

Экологические риски

1. Появление супервредителей.

На Bt-кукурузе и хлопке уже живет коробочный (хлопковый) червь, которому наиболее ценный природный пестицид Bacillus thuringensis (Bt) не приносит вреда. Скорость мутаций растет, и неизвестно, сколько понадобится насекомым времени для того, чтобы приспособиться к новым условиям окружающей среды.

2. Нарушение природного баланса.

Уже доказано, что многие ГМ растения, такие, как ГМ табак или технический рис, применяемый для производства пластика и лекарственных веществ, смертельно опасны для живущих на поле или рядом с ним грызунов. Пока эти растения произрастают лишь на опытных полях, а что произойдет после полного вымирания грызунов в районах их массовых засевов - не берется предсказать никто.

3. Выход трансгенов из-под контроля.

На Гавайях весьма распространен дикий родственник хлопка Gossypium tomentosum, а в Южной Флориде -Gossypium hirsutum. Оба считаются в хлопководстве сорняками. Если генетически модифицированный хлопок опылит своего родственника-сорняка, то в результате получится устойчивый к действию пестицидов и гербицидов, не боящийся ни жары, ни холода, не угрызаемый жуками и паразитами и страшно плодовитый супер сорняк. Примерно то же может случиться и со многими другими видами культурных растений.

Медицинские риски

1. Повышенная аллергеноопасность.

По поводу аллергической опасности ГМ-продуктов известный британский ученый, доктор Мэй Ван Хо, сказал: «Нет никаких известных способов предсказать аллергию на ГМ-пищу. Аллергическая реакция обычно возникает спустя некоторое время после появления и развития чувствительности к аллергену».

2. Возможная токсичность и опасность для здоровья.

Британский ученый Арпад Пуштай, назвавший ГМ-продукты “пищей для зомби”, считает, что они наносят колоссальный вред здоровью. В 1989 году одна из крупнейших японских химических компаний Showa Denko поставила на американский рынок новый ГМ-вариант известной пищевой добавки L-tryptophan. В результате 37 человек погибли, а более 5000 стали инвалидами.

3. Устойчивость к действиям антибиотиков.

Для того чтобы понять, «встроился» ли нужный ген в цепочку ДНК, специалисты-генетики снабжают его специальным «флажком». Чаще всего в роли этого «флажка» выступает ген устойчивости к антибиотикам. Если целевая клетка после «опыления» новым геном выдерживает действие этого антибиотика, значит, цель достигнута, и ген успешно внедрен. Проблема состоит в том, что, единожды внедрив этот ген в ДНК, вывести его уже нельзя. В результате возникает двойная опасность. Во-первых, употребление в пищу устойчивых к антибиотикам продуктов неизбежно нейтрализует действие антибиотиков, принимаемых в качестве лекарства. А во-вторых, появление большого количества антибиотикоустойчивых растений может повлечь за собой появление антибиотикоустойчивых бактерий.

4. Могут возникнуть новые опасные вирусы

Экспериментально доказано, что встроенные в геном гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов. Такие новые вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. Они могут стать также менее видоспецифичными. Например, вирусы растений могут стать вредными для полезных насекомых, животных, а также людей.

Социально- экономические риски

Большинство социальных и экономических угроз, которые несет в себе развитие генной инженерии, подпадают под широкое определение «продовольственной безопасности», то есть способности людей обеспечить свои продовольственные потребности в здоровых, разнообразных и доступных по цене продуктах питания. Изучение экономического эффекта от использования генных технологий противоречивы. Так, в некоторых случаях урожайность генетических модифицированных культур была заметно ниже, чем традиционных. При этом лишь незначительная часть продуктов питания из генетически модифицированных сельскохозяйственных культур имеют более высокие питательные свойства. А иногда они оказывают даже отрицательное воздействие, что ставит под сомнение перспективу их распространения. Одно из самых опасных свойств модифицированных семян - это их "конечная технология". Ученые добились того, что растения, идущие на продажу, стали бесплодными, не способными производить семена. Это означает, что фермеры не могут собрать семена на следующий год, и должны покупать их снова. Понятно, что основная цель "конечной технологии" - повысить доходы компании, производящей семена.

Непредсказуемо возникшие, вышедшие из-под контроля, или сознательно изготовленные биологические агенты, способные поражать людей, животных, растения и даже техногенную сферу. В случае сознательного использования они становятся биологическим оружием. В отличие от ядерного, изготовление биологического оружия дешево, а значит доступно небольшим террористическим группам. Его можно сделать направленным, так, что оно даже не выявит нападающую сторону, позволив действовать без объявления войны. Пример тому - атака на США почтовыми посланиями со спорами антракса. К борьбе с этой опасностью тоже надо быть готовыми.

Научные факты опасности генной инженерии

1. Генная инженерия в корне отличается от выведения новых сортов и пород. Искусственное добавление чужеродных генов сильно нарушает точно отрегулированный генетический контроль нормальной клетки. Манипулирование генами коренным образом отличается от комбинирования материнских и отцовских хромосом, которое происходит при естественном скрещивании.

2. В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена. Поэтому невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. Даже в том случае, если местоположение гена окажется возможным установить после его встраивания в геном, имеющиеся сведения о ДНК очень неполны для того, чтобы предсказать результаты.

3. В результате искусственного добавления чужеродного гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества. В худшем случае это могут быть токсические вещества, аллергены или другие вредные для здоровья вещества. Сведения о таких возможностях ещё очень неполны.

4. Не существует совершенно надёжных методов проверки на безвредность. Более 10% серьёзных побочных эффектов новых лекарств невозможно выявить, несмотря на тщательно проводимые исследования на безвредность. Степень риска того, что опасные свойства новых, модифицированных с помощью генной инженерии продуктов питания, останутся незамеченными, вероятно, значительно больше, чем в случае лекарств.

5. Существующие в настоящее время требования по проверке на безвредность недостаточны. Они совершенно явно составлены таким образом, чтобы упростить процедуру утверждения. Они позволяют использовать крайне нечувствительные методы проверки на безвредность. Поэтому существует значительный риск того, что опасные для здоровья продукты питания смогут пройти проверку незамеченными.

6. Созданные до настоящего времени с помощью генной инженерии продукты питания не имеют сколько-нибудь значительной ценности для человечества. Эти продукты удовлетворяют, главным образом, лишь коммерческие интересы.

7. Знания о действии на окружающую среду модифицированных с помощью генной инженерии организмов, привнесённых туда, совершенно недостаточны. Не доказано ещё, что модифицированные с помощью генной инженерии организмы не окажут вредного воздействия на окружающую среду. Экологами высказаны предположения о различных потенциальных экологических осложнениях. Например, имеется много возможностей для неконтролируемого распространения потенциально опасных генов, используемых генной инженерией, в том числе передача генов бактериями и вирусами. Осложнения, вызванные в окружающей среде, вероятно, невозможно будет исправить, так как выпущенные гены невозможно взять обратно.

8. Могут возникнуть новые и опасные вирусы. Экспериментально показано, что встроенные в геном гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов (так называемая рекомбинация). Такие новые вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. Вирусы могут стать также менее видоспецифичными. Например, вирусы растений могут стать вредными для полезных насекомых, животных, а также людей.

9. Знания о наследственном веществе, ДНК, очень неполны. Известно о функции лишь трёх процентов ДНК, рискованно манипулировать сложными системами, знания о которых неполны. Обширный опыт в области биологии, экологии и медицины показывает, что это может вызвать серьёзные непредсказуемые проблемы и расстройства.

10. Генная инженерия не поможет решить проблему голода в мире. Утверждение, что генная инженерия может внести существенный вклад в разрешение проблемы голода в мире, является научно необоснованным мифом[1][2].

Заключение

Совершенно ясно, что главное при разработке правил и законов, регулирующих применение генных технологий это создать рациональные концепции оценки риска. Действительно, как оценить риск того, чего еще никогда не случалось?

Первый шаг в этом направлении - установить, какие именно опасности могут возникнуть и как их избежать. Следующий шаг - оценить степень риска. Уменьшить риск можно, если определить категории опасности патогенов и использовать для работы с ними соответствующее защитное оборудование. По мере накопления конкретных знаний о конкретных опасностях оценки следует уточнять.

Есть документы, регламентирующие применение генных технологий. Это директивы, касающиеся правил безопасной работы в лабораториях и в промышленности, а также правила внесения генетически модифицированных организмов в окружающую среду. В большинстве европейских стран, как и положено, подобные директивы включены в свод национальных законов, а это, согласимся, уже немало.

Общий вывод меморандума ФЕМО таков: “При осмотрительном применении генных технологий польза от них сильно перевесит риск отрицательных последствий; технологии конструирования рекомбинантных ДНК внесут существенный вклад в здравоохранение, в развитие устойчивого сельского хозяйства, в производство пищи, в очистку окружающей среды”.

Успех в этой отрасли науки сможет радикально поднять производительность труда и способствовать решению многих существующих проблем, прежде всего, подъему уровня жизни каждого человека, но, в то же время, и создать новые разрушительные средства.

Список литературы

1.Воронцов А.Г. «Генная инженерия, враг или друг»//www.ufatime.ru

2.Егоров Н.С. , Олексин А.В. «Биотехнология. Проблемы и перспективы перспективы»//www.rusbio.biz.ru

3.Келиндер Рейдмонд «Молекулярная генетика»// www.ecoportal.su

4.Кузьмина Н.А. «Биотехнология» (учебник)//www.biotechnolog.ru

5.Лисова Н.Д. «Общая биология» (учебное пособие)//издательство «Беларусь» 2002г.

6. Масленникова И.С., Шапошникова Т.А., Дыбов А.М. «Концепции современного естествознания»( Учебное пособие)// СПбГИЭА. - СПб., 1998г.

7.Чубур А.А. «Краткий курс истории естествознания»//meduniver.com

8.Щелкунов С.Н. «Генетическая инженерия» (учебно-справочное пособие)// Новосибирск, издательство Новосибирского университета, 1994 г.

Размещено на Allbest.ru