Генетически модифицированные продукты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Есть такая детская шутка про то, что получается от скрещивания ежа со змеей? Ответ звучит так - колючая проволока. Но, как известно, в каждой шутке есть доля правды. Оказывается, такое почти возможно, и что это в прямом смысле дело техники.

Что такое ГМО? Wikipedia нам на это отвечает следующее: Генетически модифицированный организм (ГМО) -- организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов.

Каждое растение и животное, в том числе и человек, имеет тысячи различных признаков. Например, у растений это цвет листьев, количество семян, количество и виды витаминов в плодах и т.п. За каждый признак отвечает определённый ген (греч. genos - наследственный фактор). Ген представляет маленький отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и порождает определённый признак растения или животного. Если убрать ген, отвечающий за появление какого-нибудь признака, то исчезнет и сам признак. И напротив, если ввести новый ген, то у растения или животного возникнет новое качество. Модифицированные организмы именуются - трансгенными. То есть, это продукты питания, а также живые организмы, созданные при помощи генной инженерии. Генетическая 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.

Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза.

По сути - это организмы, в которых искусственным способом был изменен (добавлен из любых других животных организмов) генетический материал (ДНК) для получения, полезных характеристик исходного организма-донора, таких как калорийность, устойчивость к вредителям, болезням, погоде, такие продукты быстрее созревают и дольше хранятся, увеличивается их плодовитость, что в конечном итоге влияет на себестоимость продуктов.

Разговоры о ГМО

Есть те, которые считают, что в связи с ростом народонаселения Земли, которое по прогнозам ученых должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек, необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений, создание которых многократно ускоряет процесс селекции культурных растений, увеличивает урожайность, удешевляет продукты питания, а также позволяет получить растения с такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

Есть и противники, которые считают всю историю с ГМО огромной аферой. Большой маркетинговой кампанией. И совсем небезобидной. В результате жизнь на планете станет заметно хуже. И что те, кто придумал и разработал ГМО, заботились отнюдь не о здоровье и сытости людей. У них была другая цель: внедрить в мир такую отраву, которая сможет гарантированно уничтожить миллиарды людей.

Попробуем разобраться, что же такое ГМО, трансгенные организмы или просто трансгены и как их получают. Сейчас ученые способны переносить и встраивать гены из геномов одних организмов в геномы любых других организмов, относящихся ко всем царствам живого. Такие организмы со встроенными чужеродными генами и называют генетически модифицированными организмами -- ГМО или трансгенными организмами. К настоящему времени уже создано много таких изменённых организмов. Во многом благодаря генной инженерии были решены проблемы и найдены способы выделения из бактериальных клеток, в которые были введены человеческие гены, нужных в медицине лекарственных средств таких, как инсулина и антивирусного белка. Развиваясь, генная инженерия покоряла всё новые горизонты, делая возможным изменения многих аспектов, как в растительном, так и в животном мире. Современная генная инженерия превратилась в настоящую индустрию, позволяющую превратить получение и разведение используемых в сельских и животноводческих хозяйствах трансгенных животных и растений.

Для создания генно-модифицированных организмов разработаны методики, позволяющие вырезать из молекул ДНК необходимые фрагменты, модифицировать их соответствующим образом, реконструировать в одно целое и клонировать -- размножать в большом количестве копий.

Список доноров обширен. Это могут быть микроорганизмы, вирусы, насекомые, другие растения и животные и даже человек. Например, человеческий ген, отвечающий за состав женского грудного молока, внедрили в геном (набор генов) риса. В результате был получен более питательный «золотой» рис с повышенным содержанием каротина.

Методы создания трасгенных продуктов

Создать геноизмененное растение на данном этапе развития науки для генных инженеров не составляет большого труда.

Существует несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения чужеродной ДНК в геном растения.

Метод 1:

Существует бактерия Agrobacterium tumefaciens (Лат.- полевая бактерия, вызывающая опухоли), которая обладает способностью встраивать участки своей ДНК в растения, после чего пораженные клетки растения начинают очень быстро делиться и образуется опухоль. Сначала ученые получили штамм этой бактерии, не вызывающий опухолей, но не лишенный возможности вносить свою ДНК в клетку. В дальнейшем нужный ген сначала клонировали в Agrobacterium tumefaciens и затем заражали уже этой бактерией растение. После чего инфецированые клетки растения приобретали нужные свойства, а вырастить целое растение из одной его клетки сейчас не проблема.

Метод 2:

Клетки, предварительно обработанные специальными реагентами, разрушающими толстую клеточную оболочку, помещают в раствор, содержащий ДНК и вещества, способствующие ее проникновению в клетку. После чего выращивают из одной клетки целое растение.

Метод 3:

Существует метод бомбардировки растительных клеток специальными, очень маленькими вольфрамовыми пулями, содержащими ДНК. С некоторой вероятностью такая пуля может правильно передать генетический материал клетке и так растение получает новые свойства. А сама пуля ввиду ее микроскопических размеров не мешает нормальному развитию клетки.

Итак, задача, которую надо решить при создании трансгенного растения - организма с такими генами, которые ему от природы "не положены", - это выделить нужный ген из чужой ДНК и встроить его в молекулу ДНК данного растения. Процесс этот весьма сложен.

Более четверти века назад были открыты ферменты рестриктазы, разделяющие длинную молекулу ДНК на отдельные участки - гены, причем эти кусочки приобретают "липкие" концы, позволяющие им встраиваться в разрезанную такими же рестриктазами чужую ДНК.

Нужный ген "вклеивают" с помощью рестриктаз в кольцевую молекулу ДНК бактерии, так называемую плазмиду. Эта же плазмида несет ген устойчивости к антибиотику. Лишь очень небольшая доля таких операций оказывается успешной. Те бактериальные клетки, которые примут в свой генетический аппарат "прооперированные" плазмиды, получат кроме нового полезного гена устойчивость к антибиотику. Их легко будет выявить, полив культуру бактерий антибиотиком, - все прочие клетки погибнут, а удачно получившие нужную плазмиду размножатся. Теперь этими бактериями заражают клетки, взятые, например, из листа растения. Опять приходится провести отбор на устойчивость к антибиотику: выживут лишь те клетки, которые приобрели эту устойчивость от плазмид агробактерии, а значит, получили и нужный нам ген. Дальнейшее - дело техники. Ботаники уже давно могут вырастить целое растение из практически любой его клетки.

Однако этот метод "работает" не на всех растениях: агробактерия, например, не заражает такие важные пищевые растения, как рис, пшеница, кукуруза. Поэтому разработаны другие способы. Например, можно ферментами растворить толстую клеточную оболочку растительной клетки, мешающую прямому проникновению чужой ДНК, и поместить такие очищенные клетки в раствор, содержащий ДНК и какое-либо химическое вещество, способствующее ее проникновению в клетку (чаще всего применяется полиэтиленгликоль). Иногда в мембране клеток проделывают микроотверстия короткими импульсами высокого напряжения, а через отверстия в клетку могут пройти отрезки ДНК. Иногда применяют даже впрыскивание ДНК в клетку микрошприцем под контролем микроскопа. Методы генной инженерии еще остаются очень сложными и дорогостоящими. Но уже сейчас с их помощью в промышленности получают такие важные медицинские препараты, такие как интерферон, гормоны роста, инсулин и другие.

ГМО - «за» и «против»

Почему Мичурину можно было скрещивать растения, а современным генным инженерам нельзя? Известны его блестящие работы по созданию ценных пород межвидовых и межродовых гибридов сливы, вишни, черешни, абрикоса, миндаля. Раньше, чтобы гены сладости и зимостойкости в результате многократного опыления встроились в хромосомы клубники, нужны были десятки лет постоянных экспериментов. Вишня обыкновенная (так ее называют ботаники) - также продукт межвидовой гибридизации в природе. Она появилась в глубокой древности от скрещивания черешни со степной вишней - неказистым кустарничком, не превышающим 1-2 метров. «Опыт» природы удачно воспроизвели английские ученые Е.Олден и Н.Нибон. А вот И.В. Мичурин пошел иным путем, скрестив вишню пенсильванскую - очень морозостойкий в отличии от привычной нам вишни вид с черемухой и синтезировал новый род, названный по латыни и по-русски церападусом. Чуть позже обнаружилось, что церападусы чуть иначе самопроизвольно возникают на Памире. Сегодня ученым так усердствовать не надо - новый сорт слив можно вывести за пару недель. Вырезали с помощью биохимических ножниц донорской ген из ДНК одного растения, подсадили его в косточку или семечко другого вида - и готово! Ученые экономят время, а фермеры получают культуры, которые не боятся вредителей и заморозков, дают высокий урожай не портятся при хранении и перевозке, всегда имеют товарный вид!

Основное преимущество трансгенных продуктов в их цене. Они значительно дешевле обычных. Получение трансгенных растений является на данный момент одной из перспективных и наиболее развивающихся направлений агропроизводства.

Продукты питания, содержащие генетически модифицированные ингредиенты, могут стать полезными для здоровья, если в них встроить вакцины против различных болезней (к примеру, уже получен салат-латук, который вырабатывает вакцину против гепатита Б).

Путем генной инженерии возможно повышение урожайности на 40-50%.

Трансгенными продуктами можно накормить всех голодных. Бросили семечко в землю, а из него вырос целый сад. Ни поливать, ни возделывать, ни нитратами удобрять и инсектицидами против вредителей обрабатывать. Урожая - море, фрукты и овощи наливные, отборные, и стоят копейки - идеальный вариант для беднейших стран! В одной Южной Африке недоедают 14,5 миллионов.

Отпадет нужна в удобрениях, гербицидах, пестицидах, отравляющих внешнюю среду. Гербициды и пестициды опасны для здоровья, с этим никто не спорит. Вредоносность трансгеннов еще не доказана и проявится она в будущем, никто точно не знает, а вот используемая агрономами химия уже много лет отравляет нам жизнь. За последние полвека ученые создали супер стойкие яды, пропитавшие землю, воздух, воду.

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; чтобы соя не боялась гербицидов, в нее внедряют гены петунии, а также некоторых бактерий и вирусов. Соя - один из основных компонентов многих кормов для скота и почти 60% продуктов питания.

Основные объекты генной инженерии в растительном мире: соя, кукуруза, картофель, хлопчатник, сахарная свекла. При этом вырабатывается повышенная резистентность к колорадскому жуку, к вирусам, защита от насекомых, от всяких бурильщиков, сосальщиков, обеспечивает отсутствие повышенных остаточных количеств пестицидов. Возможно улучшение коммерческих показателей: у томатов - увеличение сроков хранения, у картофеля - повышение крахмалистости, обогащение аминокислотами, витаминами.

Эксперты утверждают, что с помощью новейших технологий смогут избавить детей от болезней, передающихся по наследству и подарить радость материнства бесплодным или больным женщинам

Процедуру назвали «манипуляцией митохондриями». Из яйцеклетки женщины, страдающей наследственными недугами, извлекается ядерный материал и подсаживается в здоровую яйцеклетку донора.

Таким образом рожденный младенец родится здоровым и будет нести гены трех человек: матери, отца и донора.

В законодательстве более десятка стран генная модификация ДНК человека запрещена. Однако исследования продолжаются.

Противники генной инженерии приводят свои аргументы.

1. Генная инженерия в корне отличается от выведения новых сортов и пород. Искусственное добавление чужеродных генов сильно нарушает работу нормальной клетки.

2. В настоящее время генная инженерия технически несовершенна.

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.

4. Не существует совершенно надёжных методов проверки 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 крайне недостаточны. Поэтому существует значительный риск того, что опасные для здоровья продукты питания смогут пройти проверку незаметно.

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. 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.

9. Знания о наследственном веществе, ДНК, очень 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.

В России запрещено выращивать трансгенные культуры в промышленных масштабах, зато разрешено 14 видов ГМО (кукуруза, картофель, рис и сахарная свекла) для продажи и производства продуктов питания.

Над этой проблемой также работает Ермакова Ирина Владимировна, доктор биологических наук, член Экологической Женской Ассамблеи при ООН, независимый эксперт по проблемам биобезопасности, вице-президент Общенациональной Ассоциации по генетической безопасности:

"Считается, что изменение климата может привести к изменению жизнедеятельности живых организмов. Однако может быть и наоборот: модификация организмов или их исчезновение может стать причиной изменения климата.

Известно, что бактерии, растения и животные играют важную роль в регуляции экологического баланса и формировании климата на Земле. Масштабное распространение ГМО, ведет к генетическому загрязнению и исчезновению огромного количества растений и животных.

Большинство ГМО через одно-два поколения становятся бесплодными. Вроде бы природа защитилась. Однако бесплодными становятся и те, кто есть ГМО или кто ест тех, кто ест ГМО. Глобальная трансгенизация ведет к исчезновению значительной части живых организмов, к разрушению биосферы и изменению климата».

Заключение

генетический модифицированный организм трансгенный

Генетически модифицированные продукты стали одним из достижений науки ХХ в. Но основной вопрос - безопасны ли такие продукты для человека, пока остается без ответа. Я думаю, что создание трансгенных растений возможно позволит решить целый комплекс мировых проблем. Кроме того, уйдут в небытие пестициды и другие виды ядохимикатов, которые нанесли невосполнимый ущерб окружающей среде. Но я так также согласна с теми, кто опасается последствий и относится с осторожностью к тому, что сейчас активно внедряется в нашу жизнь.

В России, генетически измененные сельхозкультуры пока не распространяются такими бешеными темпами, как в США, где официально закреплена идентичность "натуральных" и "трансгенных" продуктов питания. Поэтому у нас только самые "продвинутые" покупатели с подозрением относятся к импортным чипсам, томатным соусам, консервированной кукурузе и "ножкам Буша". Для многих знак на упаковке «Без ГМО» означает абсолютную безопасность продукта, дающий повод забыть при этом изучить состав на наличие красителей, наполнителей и других Е.

Но я также понимаю, что генетически модифицированные продукты - это большой и перспективный бизнес. И он уже во всю приносит прибыль. А значит, он будет существовать и развиваться дальше.

У нас, конечно же, есть выбор - есть или не есть. Но как бы мы внимательно не относились к маркировке на упаковке в магазине, все равно существует потенциальная опасность, связанная с неизвестностью. Всевозможные экологические организации (например, "Гринпис"), объединение “Врачи и ученые против генетически модифицированных источников питания” считают, что рано или поздно “пожинать плоды” придется. Причем, возможно, не нам, а нашим детям и даже внукам.

Одна знакомая моей мамы, химик-биолог по профессии в споре на эту тему высказалась просто: «Лучше уж есть ГМО, чем мазать детей зеленкой. Вещество, которое в нее входит - концероген, но его влияние также не доказано. Однако, во избежании всякого в Европе она запрещена».

Итак, проблема ГМО актуальна, чем выше технология, тем выше риск. Людям следует постоянно помнить о простой закономерности: всякая технология имеет очевидные плюсы и неизвестные минусы.

Список литературы

1. Вельков В.В. Опасны ли опыты с рекомбинантными ДНК. Природа, 1982, N 4, c.18-26.

2. Вельков В.В. Оценка риска при интродукции генетически модифицированных микроорганизмов в окружающую среду. Агрохимия, 2000, N8, с. 76-86.

3. Власова З.А. Справочник по биологии. - М., 1998.

4. Зеленин А.В., Генная терапия: этические аспекты и проблемы генетической безопасности. Генетика, 1999, т.35, N 12, с.1605-1612.

5. Красовский О.А. Генетически модифицированная пища: возможности и риски // Человек, 2002, № 5, с. 158-164.

6. Монастырский О. ГМ-монстры рвутся на наши поля и оккупируют прилавки // Экос, 2003, № 3, с. 42-47.

7. Поморцев А. Мутации и мутанты // Фaкел, 2003, № 1, с. 12-15.

8. Рогачев В. Генетическая революция, первые шаги. // Эхо планеты, 2000, № 28, с. 6-9.

9. Свердлов Е. Что может генная инженерия. // Здоровье, 2002, № 1, с. 51-54.

10. Чечилова С. Трансгенная пища. // Здоровье, 2000, № 6, с. 20-23.

11. Ралдугина, Г.Н. Трансгенные организмы: как и для чего их получают // Биология для школьников. - 2011. - № 1. - С. 2-23

Размещено на Allbest.ru