Сущность и цели создания генетически модифицированных организмов. История открытия бактериальной трансформации Ф. Гриффитом. Техника введения искусственных генов в бактерии. Положительные и отрицательные свойства генномодифицированных организмов.
Генетически модифицированный организм (ГМО) - организм, генотип которого был искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса. В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами.Для анализа ситуации с ГМО в России и мире введем 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.
Введение
Генетически модифицированный организм (ГМО) - организм, генотип которого был искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. 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 мутационного процесса.
Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.
В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов.
Специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов по сравнению с традиционными продуктами.
1. Цели создания ГМО
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами. Использование как отдельных генов различных видов, так и их комбинаций в создании новых трансгенных сортов и линий является частью стратегии FAO по характеризации, сохранению и использованию генетических ресурсов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
Во многих случаях использование трансгенных растений существенно повышает урожайность, по данным метаанализа, проведенного в 2014 г., урожайность ГМО-сельхозкультур за счет снижения потерь от вредителей на 21.6% выше, чем у немодифицированных, при этом расход пестицидов ниже на 36.9%, затраты на пестициды снижаются на 39.2%, а доходы сельхозпроизводителей повышаются на 68.2%.
2. 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, снабженные 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 трансфекции.
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 измененнымгенотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идет о животных. В результате рождаются детеныши с измененным или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.
3. Виды ГМО
Генетически модифицированные организмы появились в конце 80-х годов двадцатого века. В 1992 году в Китае начали выращивать табак, который "не боялся" вредных насекомых. Но начало массовому производству модифицированных продуктов положили в 1994 году, когда в США появились помидоры, которые не портились при перевозке.
ГМО объединяют три группы организмов: 1. генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ);
2. генетически модифицированные животные (ГМЖ);
3. генетически модифицированные растения (ГМР) - наиболее распространенная группа.
На сегодня в мире существует несколько десятков линий ГМ-культур: сои, картофеля, кукурузы, сахарной свеклы, риса, томатов, рапса, пшеницы, дыни, цикория, папайи, кабачков, хлопка, льна и люцерны. Массово выращиваются ГМ-соя, которая в США уже вытеснила обычную сою, кукуруза, рапс и хлопок.
Посевы трансгенных растений постоянно увеличиваются. В 1996 году в мире под посевами трансгенных сортов растений было занято 1,7 млн. га, в 2002 году этот показатель достиг 52,6 млн. га (из которых 35,7 млн. га - в США), в 2005 г ГМО-посевов было уже 91,2 млн. га, в 2006 году - 102 млн. га.
В 2006 году ГМ-культуры выращивали в 22 странах мира, среди которых Аргентина, Австралия, Канада, Китай, Германия, Колумбия, Индия, Индонезия, Мексика, Южная Африка, Испания, США. Основные мировые производители продукции, содержащую ГМО - США (68%), Аргентина (11,8%), Канада (6%), Китай (3%).
4. Плюсы генномодифицированных организмов
Защитники генетически модифицированных организмов утверждают, что ГМО - единственное спасение человечества от голода. По прогнозам ученых население Земли до 2050 года может достигнуть 9-11 млрд. человек, естественно возникает необходимость удвоения, а то и утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции.
Для этой цели генетически модифицированные сорта растений отлично подходят - они устойчивы к болезням и погоде, быстрее созревают и дольше хранятся, умеют самостоятельно вырабатывать инсектициды против вредителей. ГМО-растения способны расти и приносить хороший урожай там, где старые сорта просто не могли выжить изза определенных погодных условий. Но интересный факт: ГМО позиционируют как панацею от голода для спасения африканских и азиатских стран. Только вот почему-то страны Африки последние 5 лет не разрешают ввозить на свою территорию продукты с ГМ-компонентами. Не странно ли?
Специалисты-противники ГМО утверждают, что они несут три основных угрозы: · Угроза организму человека - аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, появление желудочной микрофлоры, стойкой к антибиотикам, канцерогенный и мутагенный эффекты.
· Угроза окружающей среде - появление вегетирующих сорняков, загрязнение исследовательских участков, химическое загрязнение, уменьшение генетической плазмы и др.
Для анализа ситуации с ГМО в России и мире введем 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 изза несовершенства применяемых технологий превратились в ОМП, т.е. оружие массового поражения, и могут уничтожить все живое на планете.
Список литературы
1. http://www.pravda.rv.ua/food/What products GMO are in.php
2. Чемерис А. В.Новая старая ДНК. Уфа. 2005.
3. И. В. Ермакова. Генетически модифицированные организмы. Борьба миров. Белые альвы, 2010.
4. Биологический энциклопедический словарь. М. 1989.
5. Егоров Н. С., Олескин А. В. Биотехнология: Проблемы и перспективы. М. 1999.
6. Маниатис Т. Методы генетической инженерии. М. 2001.
7. http://www.rcc.ru
8. Донченко Л. В., Надыкта В. Д. Безопасность пищевой продукции. М.: Пищепромиздат. 2001. С. 528.
9. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А., Дегтярев С.В. Сельскохозяйственная биотехнология. М.: Высшая школа, 1998. С. 416.
10. Энгдаль Уильям Ф. Семена разрушения. Тайная подоплека генетических манипуляций.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
