Etikai vita

A biotechnológia sokkal több, mint egy tudományos terület. Ez egy végtelen vitákat és ellentmondásokat generáló téma, amely folyamatosan érint olyan erkölcsi és etikai problémákat, amelyeket nem lehet egyértelműen megoldani. Sokan úgy vélik, hogy a biotechnológia „beavatkozik a természetes folyamatokba”, sőt „beavatkozik az Úr dolgaiba”. Ha azonban a GM-technológiák meg tudják oldani az éhezés és a szegénység problémáját a fejlődő országokban, akkor alkalmazásuk elkerülhetetlen és szükséges. Amikor a GM-technológiák pozitív és negatív aspektusairól beszélünk, nem szabad engedni az érzelmeknek, és nem szabad ésszerűtlen következtetéseket levonni, azzal vádolva a biotechnológiai cégeket, hogy „befizetik az emberi szerencsétlenséget”, vagy megpróbálják elpusztítani a természetes ökoszisztémákat és „sivataggá változtatják a földet”.

Természetesen tagadhatatlan, hogy a mezőgazdaság legalább tízezer éve létezik, és ez idő alatt az emberek új növény- és állatfajtákat tenyésztettek, fogalmuk sem volt a genetikáról. Valójában a gazdálkodók voltak, anélkül, hogy sejtették volna, az első genetikusok, és empirikusan jutottak el azokhoz a mintákhoz, amelyeket Gregor Mendel és Hugo de Vries csak viszonylag nemrég írt le és fogalmazott meg törvények formájában.

A hagyományos nemesítés több ezer és ezer gént kever össze, hogy fokozza egy vagy több tulajdonság kifejeződését. Charles Darwin a következőket mondta vele kapcsolatban: „A természet sikeres lehetőségeket ad az embernek, az ember pedig mesterségesen fokozza hasznos tulajdonságait”. Elvileg a nemkívánatos tulajdonságok, például a növény által termelt toxinok fokozásának kockázata sokkal nagyobb a hagyományos nemesítéssel, mint a modern biotechnológiával. A nemesítés negatív hatásainak elkerülése érdekében a gazdálkodók sok évet töltenek azzal, hogy új genotípusú növényeket többszörösen visszakereszteznek olyan változatokkal, amelyek tulajdonságai már jól ismertek. Ez az eljárás lassan "hígítja" a nem kívánt genetikai változatokat anélkül, hogy befolyásolná a pozitívakat. A hagyományos nemesítés meglehetősen biztonságos, amit fennállásának egész története bizonyít, de az új módszerek még biztonságosabbá teszik és felgyorsítják az új fajták nemesítését, hiszen ma már egyetlen génnel is működhet az ember.

Továbbra is fennáll azonban a félelem, hogy a transzgénikus növények helyrehozhatatlan károkat okoznak a környezetnek és az emberi egészségnek. A tudomány eddig is óriási hatással volt az emberi életre, számos hasznos újítást szült, amelyek nélkül ma már elképzelni sem tudjuk létünket. Természetesen a társadalomban mindig is voltak ellenzői a tudományos haladásnak, de a géntechnológia megjelenésével sokkal többen lettek, és ilyen ellenzők megjelentek magában a tudományos közösségben is. Az új technológiák valóban megkérdőjelezik a természet minden törvényét, sőt az ember lényegét is, és bizonyított kockázatok hiányában sem olyan könnyű elfogadni a géntechnológia gondolatait – mondhatni nehezebben. pszichológiailag és érzelmileg.

Annak a félelemnek, hogy a transzgének a környezetbe „szökhetnek” és a természetes növény- és állatközösségek „genetikai szennyeződése” megtörténik, van némi oka, de az ilyen „genetikai szennyezés” könnyen elkerülhető, ha a génmódosított szervezeteket sterilre, azaz nem képessé tenni. szaporodás.. A mezőgazdasági növények elvileg emberi gondoskodás nélkül gyakorlatilag egyáltalán nem élnek túl, és a transzgénikus növények – ritka kivételektől eltekintve – szintén teljesen életképtelenek a „vad természetben”.

A biotechnológia képviselői úgy vélik, hogy ha egy élelmiszerben allergének vannak, akkor ezt a gyártónak egyszerűen fel kell tüntetnie a csomagoláson, hiszen teljesen mindegy, hogy természetes allergénekről van szó, vagy az élelmiszerekben új anyagok felhasználása következtében jelentek meg. technológiák és a termékhez való hozzáadás, például géntechnológiával módosított szója. Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatalának szakértői összeállítottak egy listát azokról az antibiotikumokról, amelyek génjei bejuttathatók a növény genomjába anélkül, hogy utólag károsítanák a fogyasztót.

Természetesen nem mindig lehet megfelelően felmérni az adott technológiával járó kockázatokat, és ez nem csak a géntechnológiai módszerekre vonatkozik, hanem általában minden ipari technológiára. Még a legtehetségesebb elemző sem tudja kiszámítani bizonyos emberi cselekedetek hosszú távú következményeit, már csak azért is, mert mindig van olyan véletlen tényező, amely egy napon váratlan katasztrófához vezet, például robbanáshoz a csernobili atomerőműben. vagy olajszennyezés a Mexikói-öbölben. Az emberiség azonban ma nem tagadhatja meg az atomenergia és az olajtermelés alkalmazását, és amíg nem jelennek meg a jövedelmezőbb alternatívák, a viták és a tiltakozások nem vezetnek sehova.

Érdekes ez közvélemény főként a génmódosított növények termesztésének kockázataira összpontosul, és alig, vagy egyáltalán nem említi a mezőgazdasággal kapcsolatos kockázatokat általában. 1999-ben Kanadában hagyományos nemesítési módszerekkel fejlesztettek ki egy repcefajtát, amely két gyomirtó szerrel szemben rezisztens génekkel rendelkezik. Ennek alapján a munkának szentelt cikk szerzői azzal érvelnek, hogy géntechnológia nélkül is lehet "génmódosított" fajokat előállítani. Egy másik tanulmányban a hibrid gabonafélékről a szerzők különösen a tritikáléról, a búza és a rozs hibridjéről beszélnek. Ezt a gabonát nagyon régen szerezték be, és két különböző faj génjét hordozza, miközben nem okoz semmilyen kárt a környezetben.

Kétségtelen, hogy a hagyományos mezőgazdaság igen jelentős károkat okoz a környezetnek. A gazdálkodók jól tudják, hogy jövőbeni boldogulásukban meghatározó a környezet állapota, ezért keresik a módot arra, hogy minél kevesebb káros anyagot: gyomirtót, gombaölőt, rovarölőt használjanak fel.

A biotechnológia ellenzői Károly herceget idézik, aki ezt mondta "A géntechnológia beavatkozás egy olyan területen, amely Istené és egyedül Istené". Nagyon elterjedt az a vélemény, hogy az emberiség sorsa Isten kezében van, ezért a természet manipulálása az isteni akarattal való szembefordulás, de vajon hívei magabiztosan válaszolnak-e arra a kérdésre, hogy hol ér véget Isten felelősségének köre, kezdődik az emberi felelősség köre? Ha egy ilyen – természetesen a tudomány hatáskörén kívül eső – kérdésre választ lehetne adni, talán a biotechnológia körüli vita nagyrészt elcsitulna. A biológia és a közgazdaságtan kérdéseivel ellentétben azonban erre a kérdésre nincs válasz.

Következtetés

A modern biotechnológia új módszereket kínál, amelyek a hagyományos nemesítési módszerekkel kombinálva megoldhatják a mezőgazdaság, a gyógyszerészet és számos más iparág ma meglévő problémáit. Ezenkívül a génsebészet az alapkutatás hatékony eszköze. A transzgénikus szervezetek létrehozása révén a kutatók nyernek nagy mennyiség új információ a különböző gének működésére, az élettani folyamatok szabályozására és az élő szervezetek evolúciójára vonatkozóan.

A géntechnológiai technológiáknak köszönhetően csak 2003-ban 172 millió kg-ot használtak fel a szántóföldeken. kevesebb peszticid, mint egy évvel korábban, és 10 millió kilogrammal csökkent az üvegházhatású gázok kibocsátása, ami annyi, mintha egy teljes évre 5 millió autót vonnának le az utakról. Ez nagyon lenyűgöző eredmény, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a következő években a GMO-növények felhasználása csak nőtt. Ennek ellenére természetesen szükség van a géntechnológiával módosított növények talajviszonyokra, mikrobiális, növényi és állati közösségekre, valamint az emberi egészségre gyakorolt ​​hatásának hosszú távú vizsgálatára.

A viták és viták ellenére a biotechnológia további fejlesztése elkerülhetetlen. Emlékeztetni kell azonban arra, hogy az ilyen erőteljes technikák ellenőrizetlen használata valóban negatív következményekkel járhat, és mint minden más kérdésben, meg kell találni valamiféle „arany középutat”. Független szakértőket – tudósokat és kormánytisztviselőket – be kell vonni a biotechnológiai cégek tevékenységének nyomon követésébe; A géntechnológiával módosított növények létrehozásával és piaci bevezetésével kapcsolatos munkáról a sajtóban részletesen be kell számolni, mivel a GMO-któl való félelem gyakran pusztán a rossz köztudatból fakad, és nincs valódi alapja.

Irodalom:

1 Kass J (2005). Transzgénikus állatok kereskedelmi forgalomba hozatala: lehetséges ökológiai kockázatok. biosci. 58:46-58.
2. FAO (2000). A géntechnológiával módosított növényi eredetű élelmiszerek biztonsági szempontjai. A FAO jelentése. Szakértői konzultáció a biotechnológiából származó élelmiszerekről.
3 Alhassan W.S. (2002). Agrobiotechnológia alkalmazása Nyugat- és Közép-Afrikában (A felmérés eredménye). Ibadan: Nemzetközi Trópusi Mezőgazdasági Intézet. Ibadan, Nigéria.
4. Bridges A, Kimberly R., Magin M, Stave JW (2003). Mezőgazdasági Biotechnológia (GMO). Elemzési módszerek, In: Food Analysis. 3. kiadás. KLuvwer Academic/Plenum publishers, New York, 301-311.
5 Fraley RT (1991). Géntechnológia a növénytermesztésben, a Technológiai Értékelő Hivatal számára készült, megrendelt háttéranyag.
6 Harlander S (1991). Biotechnológia az élelmiszer-feldolgozásban az 1990-es években, megrendelésre készült háttéranyag a Technológiai Értékelési Iroda számára.
7. Vandekerckhove J (1989). Transzgenikus növényekben, módosított 2s magtároló fehérjék felhasználásával előállított encefalinok. Biotechnol. 7:929-936.
8. Brookes G, Barfoot P (2005). GM Crops: A globális gazdasági és környezeti hatás – Az első kilenc év, 1996-2004. AgBioForum 8(2&3): 187-196.
9. Ubalua AO (2007). Maniókahulladékok: kezelési lehetőségek és értéknövelő alternatívák. Afr. J. Biotechnol. 6(18): 2065-2073.
10. Verpoorte R, van der HR, Memelink J, (2000). Növényi sejtgyár tervezése másodlagos metabolit előállítására. Transgenic Res. 9:323-343.
11. Dixon RA (2001). Természetes termékek és növényi betegségekkel szembeni ellenálló képesség. Nat. 411:843-847
12. Facchini PJ (2001). Alkaloid bioszintézis növényekben: biokémia, sejtbiológia, molekuláris szabályozás és anyagcsere-mérnöki alkalmazások. Ann. Fordulat. Plant Physiol. Mol. Biol. 52:29-66
13. DellaPenna D (2001). Növényi anyagcsere mérnöki. Plant Physiol. 125:160-163.
14. CSA (Crops, Soils Agronomy) News (2007). Vegyes kilátás a gyógyszerészeti növények számára. www.crops.org
15. Sala F, Rigano MM, Barbante A (2003). Vakcina antigéntermelés transzgenikus növényekben: stratégiák, génkonstrukciók és perspektívák. Vaccine 21, 803-808.
16. Fischer R., Stoger E., Schillberg S (2004). Biogyógyszerek növényi alapú előállítása. Current Opinion in Plant Biol. 7:152-158.
17. Horn EM, Woodward LS, Howard JA (2004). Molekuláris növénytermesztés. rendszerek és termékek. Növényi sejtszaporodás. 22:711-720.
18. Ma K-CJ, Drake PMW, Christou P (2003). Rekombináns gyógyszerészeti fehérjék előállítása növényekben. Nat. Fordulat. Gén. 4:794-805.
19. Ma K-CJ, Barros E, Bock R (2005). Molekuláris gazdálkodás új gyógyszerek és vakcinák számára. EMBO Report 6: 593-599.
20 Jamie P (2005). Transzgénikus állatok: Hogyan kínál a genetika új módokat a mezőgazdaság elképzelésére. Biodiverzitás-transzgénikus állatok. http://www.biotech.ubc.ca/biodiversity/transgenicanimals/index.htm.
21. Elbehri A (2005). Biofarming és az élelmiszerrendszer: A lehetséges előnyök és kockázatok vizsgálata. AgBioFórum 8: 18-25.
22. Eastham K, Sweet J (2002). Genetikailag módosított organizmusok (GMO-k): A génáramlás jelentősége a pollentranszferen keresztül. Environ. kiadási jelentés. 28. Elérhető: http://reports.eea.eu.int/environmental_issue_report_2002_28/en. Európai Környezetvédelmi Ügynökség, Koppenhága.
23. Nielsen KM, Van EJD, Smalla K (2001). Az új DNS dinamikája, horizontális transzferje és szelekciója a transzgenikus növények fitoszférájának baktériumpopulációiban. Ann. mikrobiol. 51:79-94.
24. Wolfenbarger LL, Phifer PR (2000). A génmanipulált növények ökológiai kockázatai és előnyei. Washington DC. sci. 3:2088-2093. Yusibov V (1997). A növényekben kiméra növényi vírusokkal való fertőzés által termelt antigének immunizálnak veszettség vírus és HIV-1 ellen. Proc. Natl. Acad. Sc. U.S.A. 94:5784-5788.
25. Riba G, Dattee Y, Couteaudier Y (2000). Les plantes transgeniques et l'environnement. C. R. Acad. Agric. fr. 86:57-65.
26. Daniell H, Muthukumar B, Lee SB (2001). Markermentes transzgenikus növények: A kloroplasztisz genomjának tervezése antibiotikum szelekció nélkül. Curr. Gén. 37:109-116.
27 Widmer F, Siedler RJ, Donegan KK, Reed GL (1997). A transzgenikus növényi markergén-perzisztencia számszerűsítése a szántóföldön. Anyajegy. ecol. 6:1-7.
28. Paget E, Lebrun M, Freyssinet G, Simonet P (1998). A rekombináns növényi DNS sorsa a talajban. Eur. J. talaj Biol. 34:81-88.
29. Gebhard F, Smalla R (1999). A géntechnológiával módosított cukorrépa szabadföldi kibocsátásának nyomon követése a transzgenikus növényi DNS perzisztenciája és a horizontális génátvitel érdekében. FEMS Microbiol. ecol. 28:261-271.
30. Oger P, Petite A, Dessaux Y (1997) Az opinokat termelő génmanipulált növények megváltoztatják biológiai környezetüket. Nat. Biotechnol. 15:369-372.
31. Dunfield KE, Germida JJ. (2004). A génmódosított növények hatása a talajra és a növényi eredetű mikrobiális közösségekre. J. Environ. Min. 33:806-815.
32. Berraquero RF (2006). Mikrobák és társadalom”, Hozzájárulások a tudományhoz”, Institut d’Estudis Catalans, Barcelona 3(2): 197-202. Bernstein JA, Bernstein IL, Bucchini L, Goldman LR, Lehrer S, Rubin CH, Sampson HA (2003). A genetikailag módosított élelmiszerekkel szembeni allergia klinikai és laboratóriumi vizsgálata. Environ. Hlth. Perspektívák. 111(8): 1114-1121.
33. Jones S (1994). A gének nyelve. Flamingo, London, 347 p. LEISA magazin (Magazine of Low External Input and Sustainable Agriculture) (2001). A GE nem az egyetlen lehetőség. 17. (4): 4.
34. Ubalua AO, Oti E (2008). Egyes gyógynövények antimikrobiális tulajdonságainak értékelése friss maniókagyökér tartósítására. Pakisztán J Nutr. 7(5): 679-681.
35. Carr S., Levidow L (1997). Hogyan választja el a biotechnológia az etikát a kockázatoktól, Outlook on Agriculture 26: 145-150.
36 Holmes B (1997). Hernyó bosszúja. New Scientist p. 7
37Annon A (1989). Országjelentések összefoglalói, 1989. május, Világbank-ISNAR-AIDAB-ACIAR, Biotechnológiai Tanulmányi Projekt Papers. ISNAR, Hága.
38. Concar D, Coghlan A (1999). Tenyésztés kérdése. New Scientist pp. 4-5.
39. Ort D. R. (1997). Az idegen gének előnyei és hátrányai a növényekben. Nat. 385:290.
40 Robinson J (1999). Etika és transzgénikus növények: áttekintés. Universidad Catolica de Valparaiso. elektr. J. Biotechnol. Chile. 2. (2): 1-16.
41. Conner AJ, Glare TR, Nap J (2003). A géntechnológiával módosított növények kibocsátása a környezetbe. 1. rész. A jelenlegi állapot és szabályozás áttekintése. Plant J. (33)1: 1-18.

Cikk a "bio/mol/text" versenyhez: Talán nehéz előhozakodni egy másik biológiai problémával, amelyről a médiában ilyen aktívan beszélnek, a metrókocsit és a vekniért való sorban állást. GMO. Ez a három betű, sajnos, megrémít és bizalmatlanságot kelt. Szeretném még egyszer beütni az „e”-t, és rájönni, miért van szükség GMO-kra, mik a modern géntechnológiai technológiák előnyei, és milyen nehézségekkel és óvintézkedésekkel járnak együtt.

A verseny főszponzora közösségi finanszírozásunk szerint egy vállalkozó volt Konsztantyin Sinyushin, amiért hatalmas emberi tisztelet övezi!

A Közönségdíjat az Atlas szponzorálta.

A cikk megjelenésének szponzora Jurij Viktorovics Loskarev.

Mi az a GMO?

Tehát a Wikipédia webhely a következő meghatározást adja a GMO-kra: „A GMO (genetikailag módosított szervezet) olyan szervezet, amelynek genotípusát géntechnológiai módszerekkel mesterségesen megváltoztatták. Ez a meghatározás alkalmazható növényekre, állatokra és mikroorganizmusokra. A genetikai változtatásokat általában tudományos vagy gazdasági célból hajtják végre. A genetikai módosítás más a genotípus céltudatos megváltoztatása organizmus a véletlenszerűséggel ellentétben, amely a természetes és mesterséges mutációs folyamatra jellemző".

Érdemes néhány szót ejteni arról, hogyan kezdődött a GMO-k története. 1973 a géntechnológia születési évének tekinthető. Aztán Stanley Norman Cohen laboratóriumában megtanulták „kombinálni és átültetni” a géneket: sejtekbe. E. coli bevezetett rekombináns cDNS ( plazmidok) . Ezek a kísérletek kimutatták, hogy a plazmidban lévő bizonyos gének könnyen átvihetők egy másik szervezetbe, ahol működni fognak. De ennek a technológiának az orvostudományban és a mezőgazdaságban való alkalmazása korántsem volt azonnali: az első rekombináns gyógyszer 1982-ben jelent meg, az első termés 1992-ben. Miért kezelték ezt a technológiát ilyen óvatosan?

Receptek az anyatermészetből

Mint tudják, a lustaság a haladás motorja. Miért kell feltalálni egy biciklit, ha van kész természetes génkonstrukció. A biotechnológusok plazmidot vesznek A. tumefaciens, vágja ki belőle az onkogéneket, és helyezze be a számukra szükséges (cél)szekvenciákat. A megtévesztett baktérium hűségesen behelyezi a módosított T-DNS-t a növényi sejtbe, és várja, hogy az osztódjon és véleményeket termeljen. De ehelyett a növény azt állítja elő, amire az embernek szüksége van. Például a szárazságtűrő MON87460 kukoricát ezzel az "alattomos" módszerrel szerezték be. A gént ebbe a kukoricába vitték be cspB, amely a stressz (főleg a szárazság) leküzdéséhez szükséges gének transzkripcióját serkentő fehérje termeléséért felelős, és ami a legfontosabb, egy RNS chaperon szerepét tölti be, amely az interferáló RNS másodlagos struktúrák "feloldásával" segíti elő a fehérjeszintézist. A fogyasztónak örülnie kell, hogy a transzgénikus kukoricacsutka íze semmiben sem különbözik a hagyományostól. A baktérium brutális megtévesztésének története az 1. ábrán látható.

Az úgynevezett agrobakteriális transzformáció fő hátránya, hogy nem lehet pontosan szabályozni, hogy a növényi DNS-ben hova kerüljön az új konstrukció. De most van egy új technológia, amely lehetővé teszi ennek a folyamatnak az irányítását - CRISPR/Cas9, - és meg kell állni ennél.

CRISPR/Cas9. Egy kromoszóma képében és hasonlatosságában

Ez az egyik legdivatosabb technológia, amely lehetővé teszi a genom "online" szerkesztését. Érdekes módon ezt a rendszert is a baktériumoktól kölcsönöztük. Ejtsünk néhány szót felfedezésének történetéről.

1987-ben japán tudósok szabályos szerkezetű régiókat fedeztek fel a baktériumok genomjában – rövid, azonos szekvenciák váltakoztak egyedi fragmentumokkal, amelyeknek semmi közös nem volt a különböző baktériumokban, még az azonos fajokhoz tartozó baktériumokban sem. Az ilyen régiókat CRISPR-nek ( c csillogó r rendszeresen én közbeiktatott s rövid p alindromikus r epiats) . Kiderült, hogy a CRISPR rendszer meglepő módon a megszerzett immunitás szerepét tölti be a baktériumokban. Ha egy vírus (fág) bejut egy baktériumba, akkor kivágja a vírus DNS egy fragmentumát, és beilleszti a saját genomjába, nevezetesen a CRISPR lókuszba. Így keletkeznek távtartó, és ezzel egyidejűleg egy újabb ismétlés választja el az új távtartót az előzőtől. A távtartó szerint a baktérium ezután egy RNS-próbát (tudományosan RNS-vezetőnek) hoz létre, amely a Cas-fehérjéhez kapcsolódik, és a sejtben lebegve komplementer nukleinsavakat keres. protospacers). Abban az esetben, ha megtalálják őket, vagyis ugyanazt a fágot ismét megtámadják, a Cas ollós fehérje, egy endonukleáz kezd működni, amely elvágja a felismert szekvenciákat, és ezáltal gátolja a vírus szaporodását. Más szóval, ha egy baktérium újra találkozik egy vírussal, amelynek egy töredéke beépül a genomjába, akkor ellenálló lesz ezzel a fertőzéssel szemben.

A CRISPR/Cas rendszerek közül a legegyszerűbbek a II-es típusú rendszerek, ahol az effektor (célpont-romboló) fehérje a Cas9 (2. ábra). Ez a mechanizmus jellemző például a baktériumokra Streptococcus pyogenes. A bakteriális immunkontrollban a Cas-effektorok mellett általában a Cas1 és Cas2 „patrol” fehérjék vesznek részt, amelyek kombinációban felismerik a sejthatárok megsértőjét, és a CRISPR lókusz legelején (a promóterhez közelebb) integrálják annak fragmentumát. - „emlékezetre”. A II-es típusú rendszerekben úgy tűnik, hogy a Cas9 részt vesz a távtartók beszerzésében, segítve a Cas1/Cas2-t a legmegfelelőbb fragmentumok kiválasztásában.

A fentiekből világossá válik, hogy miért CRISPR immunitás alkalmazkodó: fejlődik és megtanul ellenállni az új típusú fertőzéseknek. Ezt hangsúlyozza a CRISPR lókusz promóterétől távolodó távtartók hatékonyságának csökkenése is: ha a baktériumok sok generációja hosszabb ideig nem találkozott egyik vagy másik szerrel, akkor csökken a rá vonatkozó „immunitási feszültség”. A CRISPR a lamarcki evolúció érdekes példája: egy szervezet életének eseményei közvetlenül befolyásolják a DNS-ét, megváltoztatva azt, így a szervezet jobban alkalmazkodik.

Vegyünk egy konkrét példát arra, hogyan küzdenek a baktériumok a vírusokkal. Itt van egy példa egy baktériumra Streptococcus thermophilus tejsavtermékek előállítására használták, de sajnos különféle vírusfertőzésekben szenved. Nem véletlen, hogy ezen a modellszervezeten végeztek kulcskísérleteket a CRISPR rendszerek működésének tisztázására. Ha élő kultúra S. thermophilus bakteriofágokkal fertőzött, a baktériumok nagy része elpusztult, de nagyon kis része túlélte. Miben különböztek a túlélők az eredeti kultúrától? Kiderült, hogy genomjuk 0,01%-kal hosszabb lett, mivel 1-4 új fragmentumot (távtartót) adtak a CRISPR szekvenciához. Amikor ezt a tenyészetet újra megfertőzték ugyanazokkal a vírusokkal, minden klón túlélte. Mintha a baktérium egy vírusfertőzésből felépülve kicsit tapasztaltabb lett volna, és valami fontosat írt volna le erről a vírusról a „kórlapjába”, és most már nem fél egy ilyen fertőzéstől. Ha viszont a tudósok speciálisan kis fragmentumokat vágtak ki a vírusgenomból, és új távtartók formájában helyezték be őket, akkor a sejt immunisnak bizonyult az eredeti vírusra, még akkor is, ha korábban soha nem találkozott vele.

Milyen gyakorlati haszna származhat az embernek ebből a rendszerből? Hogyan működik az eukarióta sejtekben? Ha egyszerűen befuttatja a CRISPR/Cas9-et egy sejtbe, ez a rendszer mindkét DNS-szálat elvágja egy olyan helyen, amelyet egy speciálisan kialakított RNS-vezető jelez, de a vágást a hagyományos sejtjavító gépek – nem homológ végcsatlakozással ( nem homológ végcsatlakozás, NHEJ) vagy homológ rekombináció - ha van olyan mátrix, amelynek oldalai komplementerek a DNS-szakaszokkal a törés mindkét oldalán, akkor „minta elsötétülése” történik. Ez azt jelenti, hogy egy személy céljaitól függően lehetséges a törlést a megfelelő helyen elrendezni - "kikapcsolni" a genom problémás területét - vagy "helyettesíteni" egy mátrixot a kívánt tulajdonságokkal, hogy egyszerűen lecserélje. , például egy mutáns, patológiás génváltozat egy normál változattal.

MCR, pro és kontra

3. ábra A moratóriumok története a biológiában. 1975-ben moratóriumot vezettek be a rekombináns DNS-kutatásra, 1997-ben - az emberi klónozásra, 2012-ben - a madárinfluenza vírus tulajdonságait (virulenciáját) megváltoztató kísérletekre.

És ez még nem minden. Lehetőség van arra, hogy a sejt a „javított” kromoszómát a második kromoszóma javításának modelljeként érzékelje. 2015-ben a Kaliforniai Egyetem tudósai magát a CRISPR/Cas9 kazettát használták „tapaszként” a módszer tesztelésére, amelyet azután a legyek X kromoszómája expresszált, és módosította a homológ kromoszómát. Ennek eredményeként a megváltozott kromoszómák továbbadtak az utódoknak, és a CRISPR/Cas9 inszerció nemzedékről nemzedékre „önreplikálódott”, lecserélve a normál allélokat. Ezt a módszert hívják "mutagén láncreakció" (mutagén láncreakció, MCR) .

Ugyanebben az évben Liang és munkatársai triploid (közismerten életképtelen) béta-thalassemia embriókon végeztek munkát. A 86 CRISPR által szerkesztett embrió közül csak 71 fejlődött tovább, és közülük csak négyben volt helyesen szerkesztve a gén. Ez a cikk valódi vitarobbanást váltott ki abban a témában, hogy mennyire etikus ilyen kutatásokat végezni.

BAN BEN Természet Edward Lanfear, a ZF nukleázok (a DNS-kötő „cink ujjak” domént tartalmazó ollós fehérjék) mögött álló kutatók egyike és munkatársai moratóriumot kértek az emberi embriókban vagy csírasejtekben végzett génszerkesztési kísérletekről: „Megéri-e kísérteni a sorsot, még akkor is, ha a csírasejt-módosítás terápiás hatása érezhető? Készek vagyunk nyílt vitába bocsátkozni a terület további kutatásának témájában.”. A biológia egyébként már írt egész történetet moratóriumok a különböző tanulmányokra (3. ábra). De vissza a CRISPR-hez. Nem sokkal később tudósok egy csoportja azzal a javaslattal állt elő, hogy elkerüljék az emberi csíravonal sejtek módosítására irányuló kísérleteket, de támogatták az emberi sejtekkel való együttműködés gondolatát, ha azok nem vesznek részt a terhesség kialakulásában és fenntartásában (például szomatikus sejtek) .

Most érdemes megérinteni a technológia használatának lehetőségeit. Az MCR lehetővé tenné például olyan szúnyogok létrehozását, amelyek nem képesek maláriát és dengue-lázat hordozni. Gyorsan tenyészthetők több mutációval rendelkező egerek laboratóriumi vizsgálatokhoz anélkül, hogy időt veszítenénk a szigorú szűrésre. Emellett dolgoznak a CRISPR/Cas9 egereken történő tesztelésén a Duchenne-izomdystrophia kezelésére. Félő azonban, hogy egyszerűen nem tudunk a csíra- és embrionális sejtekben bekövetkező ilyen változások lehetséges mellékhatásairól, amelyek kapcsán a moratóriumot javasolták.

Miért hasznosak a GMO-k?

Az ökológiával, táplálkozással és anyagokkal kapcsolatos feltűnő alkalmazott példákra szorítkozunk.

"Öko disznó"

Első pillantásra úgy tűnhet, hogy a disznókban, a foszforban és a környezeti katasztrófákban nincs semmi közös. De nem az. Komoly mezőgazdasági probléma van: a sertések nem tudják felvenni a takarmányban lévő foszfor nagy részét, mivel az fitátok, fitinsav sói formájában van jelen. A sertéstrágya összetételében lévő nem asszimilált foszfor végül víztestekbe kerül, ahol megindul az algák gyors szaporodása - szívesen esznek fitátokat. Az algák mérgező anyagcseretermékei elpusztítják a halakat és másokat vízi élőlények. Általában katasztrófa. De a génmérnökök javasolták az Eco-Pig projektet. Sajnos ez eddig egy projekt maradt, ami nem lépett piacra. De az ötlet nagyon szép. Genetikailag módosított sertésekről beszélünk, amelyek képesek felszívni a fitátokat. Az ötlet az volt, hogy a sertések genomjába beépítsenek egy gént, amely a fitátok lebontásához szükséges enzimet kódol (és ugyanabból is beszerezhető E. coli) . Bízzunk benne, hogy egyszer majd a tudósok megkönnyítik a disznók életét :-)

Acél kecske, transzgénikus pamut, szuper édesség és kóser sajt

És most nézzünk példákat a hasznos GMO-kra, amelyek semmilyen módon nem kapcsolódnak egymáshoz: egyszerűen gyönyörűek, és róluk akartam beszélni. 2002-ben ben Tudomány megjelent egy cikk, miszerint a genetikailag módosított emlőssejtek pókhálót tudnak előállítani. A kanadai Nexia cég olyan kecskéket tenyésztett ki, amelyeknek a genomjába beépült a webfehérje génje. Kiderült, hogy az ilyen kecskék tejéből bioacélt lehet előállítani, amely még a kevlárnál is erősebb – az az anyag, amelyből a modern testpáncél készül.

A géntechnológia azonban nemcsak új anyagok létrehozását segíti elő, hanem a régiek sikeres növekedését is. 1997-ben Kína elkezdte termeszteni a génmódosított gyapotot, amely a baktérium génjével van felszerelve Bacillus thuringiensis. Az e gén által kódolt Cry1Ac fehérje csak egyes lepkék hernyóira mérgező, és úgy tűnik, hogy ártalmatlan az összes többi állatra, beleértve az embert is. Ez a gyapotbagolyféreg állományának csökkenéséhez vezetett, amely számos növény veszélyes kártevője. Ennek eredményeként nemcsak a gyapottermelők profitáltak, hanem a szójababot, kukoricát, földimogyorót és különféle zöldségeket termesztő gazdák is.

Ami az édeset illeti, van olyan növény, mint Thaumatococcus daniellii, és van benne egy gén, ami a taumatin fehérjét kódolja, ami ezerszer édesebb, mint a cukor! Jelenleg olyan mikroorganizmusok és növények létrehozása folyik, amelyek ezt a fehérjét termelik. Amellett, hogy édes, a taumatin növeli a növények ellenálló képességét számos fertőzéssel szemben.

És végül - a kóser sajtról. Ismeretes, hogy a közönséges sajtok készítéséhez korábban a kérődzők emésztőrendszerének egyik szakaszából, az abomasumból izolált enzimet használtak. Most azonban a biotechnológusok oltósajt-géneket integráltak a baktériumgenomba, lehetővé téve a kóser sajt előállítását. Úgy tűnik, ez a tudomány és a vallás közötti együttműködés ritka példája.

Elővigyázatossági intézkedések

Egyrészt a fenti példák a GMO-k hasznosságára - „egy homokszem olyan, mint a tenger hullámaiban, milyen kicsi a szikra örök jég". Másrészt azonban minden technológiának megvannak a maga etikai és biztonsági problémái. Korábban már tárgyaltuk a CRISPR/Cas9 emberi embriókkal kapcsolatos használatára vonatkozó moratóriumot. A majmokon végzett kísérletek azt mutatják, hogy az ezzel a rendszerrel szerkesztett tíz embrióból sajnos nem több, mint a fele születik. Ami a GMO-k használatát illeti, itt a leginkább félt a termékre adott reakciók, amelyeket nem mindig lehet előre látni. Például 1992-ben a Pioneer tenyésztő cég GM szójababot fejlesztett ki úgy, hogy hozzáadta a brazil dió génjét, megszüntetve ezzel a szójababban található metionin aminosav természetes hiányát. Az ilyen babokat elsősorban azoknak szánták, akiknek a szója alapvető élelmiszer. De hamarosan kiderült, hogy az emberek kis százaléka allergiás a brazil dióra. Ennek megfelelően az ilyen GM szója allergiát is okozhat.

A fenti tények nem vonnak le a genetikai technológiák érdeméből, de azt jelzik, hogy bármely módszer hozzáértő és pontos használatot igényel. Ezért a cikket George Church molekuláris genetikus, a bostoni Harvard Medical School szavaival szeretném befejezni, aki úgy véli, hogy de facto moratóriumot kell bevezetni minden technológiára mindaddig, amíg biztonságosságuk be nem bizonyosodik: „A kihívás az, hogy bebizonyítsuk, a technológia előnyei felülmúlják a kockázatokat” .

Irodalom

1. Molekuláris klónozás, avagy hogyan lehet idegen genetikai anyagot juttatni a sejtbe;
2. Kazantseva A. Valaki téved az interneten! M.: CORPUS, 2016. - 376 p.;. Tudomány. 347 , 1301–1301;
3. Duchenne-izomdystrophia gyógyítása: csoportok versengése, módszerek egysége;
4. Panchin A. A biotechnológia összege. M.: CORPUS, 2016. - 432 p.;
5. Elemek:"A transzgénikus gyapot segített a kínai gazdáknak legyőzni egy veszélyes kártevőt";
6. Matt R. Genome. Egy faj önéletrajza 23 fejezetben. M.: EKSMO, 2015. - 432 p.

A genetikailag módosított élelmiszerek fogyasztásának témája nagyon aktuális. Valaki a géntechnológiát a természet elleni erőszaknak tekinti, valaki pedig félti saját egészségét és megnyilvánulását mellékhatások. Miközben világszerte viták folynak az előnyeiről, és sokan anélkül vásárolják meg és eszik őket, hogy tudnának.

Mik azok a génmódosított élelmiszerek?

BAN BEN modern társadalom irányába mutat tendencia megfelelő táplálkozás, és minden friss és természetes kerül az asztalra. Az emberek mindent megpróbálnak megkerülni, amit a géntechnológiával módosított szervezetekből nyernek, amelyek felépítését a géntechnológia segítségével gyökeresen megváltoztatták. Csak akkor csökkentheti felhasználásukat, ha van fogalma arról, hogy milyen GMO-k vannak az élelmiszerekben.

Ma a GMO-termékek akár 40%-át árusítják a szupermarketekben: zöldségeket, gyümölcsöket, teát és kávét, csokit, szószokat, gyümölcsleveket és szódát is. Csak egy GM-komponensre van szükség ahhoz, hogy egy élelmiszert GMO-címkével lehessen ellátni. A listában:

• Transzgénikus gyümölcsök, zöldségek és esetleg állatok élelmiszerként;
• GM-összetevőket tartalmazó termékek (például transzgénikus kukorica);
• feldolgozott transzgénikus nyersanyagok (például transzgénikus kukoricából származó chips).

Hogyan lehet megkülönböztetni a genetikailag módosított élelmiszereket?

A génmódosított élelmiszerek akkor nyerhetők, ha az egyik szervezetből származó gént, amelyet laboratóriumban tenyésztettek ki, egy másik szervezet sejtjébe ültetnek. A GMO-k egy növénynek vagy számos tulajdonságot adnak: ellenállnak a kártevőknek, vírusoknak, vegyszereknek és külső hatásoknak, de ha a génmódosított termékek rendszeresen kerülnek a polcokra, hogyan lehet megkülönböztetni őket a természetesektől? Meg kell nézni az összetételt és a megjelenést:

1. A génmódosított termékek (GMP) hosszú eltarthatóságúak és nem romlanak meg. Tökéletesen egyenletes, sima, íztelen zöldségek és gyümölcsök – szinte biztosan GMO-kkal. Ugyanez vonatkozik a pékárukra is, amelyek sokáig frissek maradnak.
2. A fagyasztott félkész termékeket transzgénekkel töltik meg - galuskát, fasírtot, galuskát, palacsintát, fagylaltot.
3. Az USA-ból és Ázsiából származó termékek, amelyek a GMO esetek 90%-ában burgonyakeményítőt, szójalisztet és kukoricát tartalmaznak. Ha a termék címkéjén növényi fehérjét tartalmaz, az módosított szója.
4. Az olcsó kolbászok általában szójakoncentrátumot tartalmaznak, amely GM összetevő.
5. Az élelmiszer-adalékanyagok E 322 (szójalecitin), E 101 és E 102 A (riboflavin), E415 (xantán), E 150 (karamell) és mások jelezhetik a jelenlétet.

Genetikailag módosított termékek - "mellett" és "ellen"

Sok vita van az ilyen ételekről. Az embereket aggasztják a termesztéssel járó környezeti kockázatok: genetikailag mutált formák kerülhetnek be vadvilágés globális változásokhoz vezetnek az ökológiai rendszerekben. A fogyasztókat aggasztják a táplálkozási kockázatok: lehetséges allergiás reakciók, mérgezés, betegség. Felmerül a kérdés: szükség van-e génmódosított termékekre a világpiacon? Még nem lehet teljesen megszabadulni tőlük. Nem rontják az ételek ízét, és a transzgénikus változatok költsége jóval alacsonyabb, mint a természeteseké. Vannak ellenzői és támogatói is a GMF-nek.

A GMO-k károsodása

Nincs egyetlen száz százalékig megerősített tanulmány sem, amely arra utalna, hogy a módosított élelmiszerek károsak a szervezetre. A GMO-k ellenzői azonban sok kemény tényt neveznek:

1. A géntechnológiának veszélyes és kiszámíthatatlan mellékhatásai lehetnek.
2. Károsítja a környezetet a gyomirtó szerek nagyobb mértékű használata miatt.
3. Kikerülhetnek az ellenőrzés alól, és terjedhetnek, szennyezve a génállományt.
4. Egyes tanulmányok azt állítják, hogy a génmódosított élelmiszerek károsak, mivel krónikus betegségeket okoznak.

A GMO-k előnyei

A génmódosított élelmiszereknek megvannak az előnyei. Ami a növényeket illeti, kevesebb vegyszer halmozódik fel a transzgenikus fajokban, mint a természetes társaikban. A módosított felépítésű fajták ellenállnak a különféle vírusoknak, betegségeknek és időjárásnak, sokkal gyorsabban érnek, sőt többet raktároznak, önállóan küzdenek a kártevőkkel. A transzgenikus beavatkozás segítségével a szelekció ideje jelentősen lecsökken. Ezek a GMO-k kétségtelen előnyei, emellett a géntechnológia hívei azzal érvelnek, hogy a GMF fogyasztása az egyetlen módja annak, hogy megmentsük az emberiséget az éhezéstől.

Miért veszélyesek a génmódosított élelmiszerek?

Annak ellenére, hogy minden próbálkozás hasznot húz a bevezetésből modern tudomány, a géntechnológia, a génmódosított élelmiszereket legtöbbször negatívan emlegetik. Három fenyegetést hordoznak magukban:

1. Környezet (rezisztens gyomok, baktériumok megjelenése, növények és állatok fajainak vagy számának csökkenése, vegyi szennyezés).
2. Az emberi szervezet (allergia és egyéb betegségek, anyagcserezavarok, mikroflóra változásai, mutagén hatás).
3. Globális kockázatok (gazdasági biztonság, vírusok aktiválása).

Bevezetés

A genetikailag módosított szervezetek előnyei

A genetikailag módosított szervezetek veszélye

A genetikailag módosított élelmiszerek fogyasztásának következményei az emberi egészségre

A GMO-k terjedésének következményei a Föld ökológiájára

A GMO-kat fogyasztó egereken végzett kísérletek eredményei

GMO-k Oroszországban

GM növények Oroszországban

Következtetés

Bibliográfia

BEVEZETÉS

A Föld lakóinak száma az elmúlt évszázad során 1,5-ről 5,5 milliárdra nőtt, 2020-ra pedig várhatóan 8 milliárdra nő, így óriási probléma áll az emberiség előtt. A probléma az élelmiszertermelés óriási növekedése, annak ellenére, hogy az elmúlt 40 évben a termelés 2,5-szeresére nőtt, ez még mindig nem elég. A világban pedig ezzel összefüggésben társadalmi stagnálás figyelhető meg, ami egyre sürgetőbbé válik. Egy másik probléma merült fel az orvosi kezeléssel. A modern orvoslás nagy vívmányai ellenére a ma előállított gyógyszerek olyan drágák, hogy a világ lakossága mára teljes mértékben a hagyományos pre-tudományos kezelési módszerekre, elsősorban a nyers növényi készítményekre támaszkodik.

A fejlett országokban a gyógyszerek 25%-a növényekből izolált természetes anyagokból áll. Felfedezések utóbbi években(tumorellenes szerek: taxol, podophyllotoxin) azt jelzik, hogy a növények még hosszú ideig hasznos biológiailag aktív anyagok (BTA) forrásai maradnak, és a növényi sejt komplex BTA-szintetizáló képessége még mindig jelentősen felülmúlja a szintetikus képességeket. vegyészmérnöké. A tudósok ezért foglalkoztak a transzgénikus növények létrehozásával.

A géntechnológiával módosított (GM) termékek létrehozása ma a legfontosabb és legvitatottabb feladata.

A GM termékek előnyei nyilvánvalóak: nem érzékenyek a baktériumok, vírusok káros hatásaira, magas termékenység és hosszú eltarthatóság jellemzi őket. Használatuk következményei nem nyilvánvalóak: a genetikusok egyelőre nem tudnak válaszolni arra a kérdésre, hogy a génmódosított élelmiszerek ártalmatlanok-e az emberre.

GMO-TÍPUSOK

A géntechnológiával módosított szervezetek a huszadik század 80-as éveinek végén jelentek meg. 1992-ben Kínában dohánytermesztésbe kezdett, amely "nem félt" a káros rovaroktól. A módosított termékek tömeggyártásának kezdete azonban 1994-ben kezdődött, amikor az Egyesült Államokban megjelent a paradicsom, amely nem romlott a szállítás során.

A GMO-k három szervezetcsoportot foglalnak magukban:

1. genetikailag módosított mikroorganizmusok (GMM);

2. genetikailag módosított állatok (GMF);

3. genetikailag módosított növények (GMP-k) - a leggyakoribb csoport.

Ma több tucat GM-növénysor létezik a világon: szójabab, burgonya, kukorica, cukorrépa, rizs, paradicsom, repce, búza, dinnye, cikória, papaya, tök, gyapot, len és lucerna. Masszívan termesztett GM szójabab, amely az Egyesült Államokban már felváltotta a hagyományos szójababot, kukoricát, repcét és gyapotot.

A transzgénikus növények ültetése folyamatosan növekszik. 1996-ban 1,7 millió hektáron vetettek be transzgénikus növényfajtákat a világon, 2002-ben ez a szám elérte az 52,6 millió hektárt (ebből 35,7 millió már 91,2 millió hektár, 2006-ban 102 millió hektár volt).

2006-ban 22 országban termesztettek GM-növényeket, köztük Argentínában, Ausztráliában, Kanadában, Kínában, Németországban, Kolumbiában, Indiában, Indonéziában, Mexikóban, Dél-Afrikában, Spanyolországban és az Egyesült Államokban. A GMO-t tartalmazó termékek fő gyártói a világon az USA (68%), Argentína (11,8%), Kanada (6%), Kína (3%).

A GENETIKAI MÓDOSÍTOTT SZERVEZETEK ELŐNYEI

A genetikailag módosított szervezetek védelmezői azzal érvelnek, hogy a GMO-k jelentik az egyetlen megváltást az emberiség számára az éhezéstől. A tudósok előrejelzései szerint 2050-re a Föld lakossága elérheti a 9-11 milliárd főt, természetesen a világ mezőgazdasági termelésének megduplázására, akár megháromszorozására van szükség.

Erre a célra kiválóak a génmódosított növényfajták - ellenállnak a betegségeknek és az időjárásnak, gyorsabban érnek és tovább tartanak, és önállóan is képesek rovarölő szereket előállítani a kártevők ellen. A GMO növények képesek olyan jó termést teremni és termeszteni, ahol a régi fajták bizonyos időjárási körülmények miatt egyszerűen nem tudtak életben maradni.

De egy érdekes tény: a GMO-kat az éhség elleni csodaszerként helyezik el, hogy megmentsék az afrikai és ázsiai országokat. De valamiért az afrikai országok az elmúlt 5 évben nem engedték be területükre GM-komponenseket tartalmazó termékeket. Hát nem furcsa?

A GENETIKAI MÓDOSÍTOTT SZERVEZETEK VESZÉLYE

A GMO-ellenes szakértők szerint ezek három fő fenyegetést jelentenek:

4. Biológiai enciklopédikus szótár. M. 1989.

5. Egorov N. S., Oleskin A. V. Biotechnológia: Problémák és kilátások. M. 1999.

6. Maniatis T. A génsebészet módszerei. M. 2001.

Genetikailag módosított szervezetek (GMO-k)- gabonafélék, zöldségek és egyéb, normális emberre ártalmas élelmiszerek, nem ismert, hogy a genetikusok hogyan dolgozzák fel. Az általános lakosság szerint visszafordíthatatlan változásokat okoznak az őket felszívódó emberi szervezetben, rossz hatással vannak a potenciára, okozzák a korai kopaszodást, rosszindulatú daganatok kialakulását. Általában finomabb, táplálóbb és a kutatások szerint egészségesebb is, mint módosítatlanul. A hivatalos tudomány nem rendelkezik megbízható adatokkal a GMO-k veszélyeiről.
Genetikailag módosított szervezet (GMO)) egy élő szervezet, amelynek genotípusát géntechnológiai módszerekkel mesterségesen módosították. Az ilyen változtatásokat általában tudományos vagy gazdasági célból hajtják végre. A genetikai módosítást egy szervezet genotípusának céltudatos megváltoztatása jellemzi, ellentétben a természetes és mesterséges mutagenezisre jellemző véletlenszerűséggel.
GMO - ezek új termékkombinációt tartalmazó élő szervezetek nem jelentenek veszélyt az emberre
A GMO-k létrehozásának céljai

A GMO-k fejlődését egyes tudósok az állat- és növénynemesítés természetes fejlődésének tekintik. Mások éppen ellenkezőleg, a géntechnológiát a klasszikus nemesítéstől való teljes eltérésnek tekintik, mivel a GMO-k nem a mesterséges szelekció termékei, vagyis egy új szervezetfajta (fajta) természetes szaporodás útján történő fokozatos nemesítése, hanem valójában. laboratóriumban mesterségesen szintetizált új faj.

A transzgénikus növények használata sok esetben nagymértékben növeli a hozamot. Úgy gondolják, hogy a világ népességének jelenlegi méretével csak a GMO-k menthetik meg a világot az éhezés veszélyétől, mivel a génmódosítás segítségével növelhető az élelmiszerek hozama és minősége. E vélemény ellenzői úgy vélik, hogy a mezőgazdasági technológia jelenlegi szintjével és a mezőgazdasági termelés gépesítésével a már meglévő, klasszikus módon előállított növényfajták és állatfajták képesek teljes mértékben ellátni a bolygó lakosságát jó minőségű élelmiszerrel (a az esetleges világéhínséget kizárólag társadalmi-politikai okok okozzák, ezért nem genetikusok, hanem az államok politikai elitjei oldhatják meg.)

A GMO-k létrehozásának módszerei

A GMO-k létrehozásának fő szakaszai:

1. Izolált gén beszerzése.

2. Gén bejuttatása vektorba szervezetbe való átvitel céljából.

3. Génnel rendelkező vektor átvitele módosított szervezetbe.

4. Testsejtek átalakulása.

5. A géntechnológiával módosított szervezetek kiválasztása és a nem módosított szervezetek eliminálása.

A génszintézis folyamata jelenleg nagyon jól fejlett, sőt nagyrészt automatizált. Vannak speciális számítógépekkel felszerelt eszközök, amelyek memóriájában különféle nukleotid szekvenciák szintézisére szolgáló programok tárolódnak. Egy ilyen berendezés 100-120 nitrogénbázis hosszúságú DNS-szegmenseket (oligonukleotidokat) szintetizál.

Restrikciós enzimeket és ligázokat használnak a gén vektorba történő beillesztésére. A restrikciós enzimek segítségével a gén és a vektor darabokra vágható. Az ilyen darabok ligázok segítségével „összeragaszthatók”, más kombinációba kapcsolhatók, új gént konstruálhatnak, vagy vektorba zárhatják.

A gének baktériumokba való bejuttatásának technikáját azután fejlesztették ki, hogy Frederick Griffith felfedezte a bakteriális átalakulás jelenségét. Ez a jelenség egy primitív szexuális folyamaton alapul, amely a baktériumokban a nem kromoszómális DNS kis fragmentumainak, plazmidjainak cseréjével jár együtt. A plazmidtechnológiák képezték az alapját a mesterséges gének baktériumsejtekbe való bejuttatásának. A transzfekciós eljárást arra használják, hogy az elkészített gént a növényi és állati sejtek örökletes apparátusába juttatják.

Ha egysejtű szervezeteket vagy többsejtű sejttenyészeteket módosítanak, akkor ebben a szakaszban kezdődik a klónozás, vagyis azon szervezetek és leszármazottaik (klónjaik) szelekciója, amelyek módosultak. Ha többsejtű élőlények előállítása a feladat, akkor a megváltozott genotípusú sejteket a növények vegetatív szaporítására használjuk, vagy a helyettesítő anya blasztocisztáiba injektálják, ha állatokról van szó. Ennek eredményeként megváltozott vagy változatlan genotípusú kölykök születnek, amelyek közül csak azokat választják ki és keresztezik egymással, amelyek a várható változásokat mutatják.

GMO-k alkalmazása

A GMO-k tudományos célú felhasználása

Jelenleg a géntechnológiával módosított szervezeteket széles körben használják alap- és alkalmazott tudományos kutatásokban. A GMO-k segítségével tanulmányozzák egyes betegségek (Alzheimer-kór, rák) fejlődési mintázatait, az öregedési és regenerációs folyamatokat, az idegrendszer működését, valamint számos más aktuális biológia és orvostudományi problémát. megoldva.

GMO-k felhasználása orvosi célokra

A génmódosított szervezeteket 1982 óta használják az alkalmazott gyógyászatban. Idén gyógyszerként tartják nyilván a genetikailag módosított baktériumok felhasználásával előállított humán inzulint.

Folyamatban van a génmódosított növények létrehozása, amelyek a veszélyes fertőzések (pestis, HIV) elleni vakcinák és gyógyszerek összetevőit állítják elő. A genetikailag módosított pórsáfrányból származó proinzulin a klinikai vizsgálatok stádiumában van. A transzgénikus kecsketejből származó fehérje alapú trombózis elleni gyógyszert sikeresen tesztelték és engedélyezték.

Gyorsan fejlődő új iparág gyógyszer - génterápia. A GMO-k létrehozásának elvein alapul, de az emberi szomatikus sejtek genomja a módosítás tárgyaként működik. Jelenleg a génterápia bizonyos betegségek egyik fő kezelési módja. Így már 1999-ben minden negyedik SCID-ben (súlyos kombinált immunhiányban) szenvedő gyermeket génterápiával kezeltek. A génterápiát amellett, hogy a kezelésben alkalmazzák, az öregedési folyamat lassítására is javasolják.

A GMO-k használata a mezőgazdaságban

A géntechnológiát olyan új növényfajták létrehozására használják, amelyek ellenállnak a kedvezőtlen környezeti feltételeknek és a kártevőknek, jobb növekedési és ízminőségűek. A létrehozott új állatfajtákat különösen a felgyorsult növekedés és a termelékenység jellemzi. Olyan fajtákat, fajtákat hoztak létre, amelyek termékei magas tápértékkel rendelkeznek, és megnövelt mennyiségben tartalmaznak esszenciális aminosavakat és vitaminokat.

Az erdei fajok genetikailag módosított fajtáit tesztelik, amelyekben jelentős a cellulóztartalom a faanyagban, és gyors növekedést mutatnak.

Egyéb felhasználások

GloFish, az első génmódosított házi kedvenc

Géntechnológiával módosított baktériumok, amelyek környezetbarát üzemanyag előállítására képesek.

2003-ban került piacra a GloFish, az első esztétikai céllal létrehozott genetikailag módosított szervezet, és az első ilyen házi kedvenc. A géntechnológiának köszönhetően a népszerű akváriumi hal, Danio rerio számos élénk fluoreszkáló színt kapott.

2009-ben kerül forgalomba a kék virágú GM rózsafajta, az "Applause". Így vált valóra azoknak a tenyésztőknek az évszázados álma, akik sikertelenül próbálkoztak "kék rózsa" nemesítésével (további részletekért lásd en: Blue rose).

A GMO-t tartalmazó termékek egészségre gyakorolt ​​hatása

1) Immunszuppresszió, allergiás reakciók és anyagcserezavarok, a transzgénikus fehérjék közvetlen hatásának eredményeként.

2) Különféle egészségügyi rendellenességek, amelyek az emberre mérgező új, nem tervezett fehérjék vagy anyagcseretermékek GMO-kban való megjelenéséből erednek.

3) Az emberi patogén mikroflóra antibiotikumokkal szembeni rezisztenciájának kialakulása

4) A gyomirtó szerek emberi szervezetben való felhalmozódásával kapcsolatos egészségügyi rendellenességek.

5) A nélkülözhetetlen anyagok szervezetbe jutásának csökkentése.

6) Távoli rákkeltő és mutagén hatások.