GMO:ien käyttö elintarviketuotannossa. GMO:t: hyöty tai haitta, luomistarkoitus, käyttö, turvallisuustutkimus

Koti / Pettävä vaimo

Kemerovon osavaltion lääketieteellinen akatemia

Yleishygienian laitos

Tiivistelmä aiheesta:

"Genneettisesti muunnetut organismit (GMO)"

Valmistunut:

Lescheva E.S., 403 gr.,

Kostrova A.V., 403 gr.

Kemerovo, 2012

Johdanto

Mikä on GMO (luomishistoria, tavoitteet ja menetelmät)

GMO-tyypit ja niiden käyttö

Venäjän GMO-politiikka

GMO:iden plussat

GMO:iden vaara

GMO:ien käytön seuraukset

Johtopäätös

Bibliografia

Johdanto

Maapallon asukkaiden määrä kasvaa tasaisesti, joten ruokatuotannon lisääminen, lääkkeiden ja ylipäätään lääketieteen parantaminen syntyy valtava ongelma. Ja tässä suhteessa maailma kokee sosiaalista pysähtyneisyyttä, josta on tulossa yhä kiireellisempi. On olemassa mielipide, että planeetan nykyisellä väestömäärällä vain GMO:t voivat pelastaa maailman nälän uhalta, koska geneettisen muuntamisen avulla on mahdollista lisätä ruuan tuottoa ja laatua.

Geneettisesti muunnettujen tuotteiden luominen on nyt tärkein ja kiistanalaisin tehtävä.

Mikä on GMO?

Geneettisesti muunneltu organismi (GMO) on organismi, jonka genotyyppiä on tarkoituksella keinotekoisesti muutettu geenitekniikan menetelmillä. Tätä määritelmää voidaan soveltaa kasveihin, eläimiin ja mikro-organismeihin. Geneettisiä muutoksia tehdään yleensä tieteellisistä tai taloudellisista syistä.

GMO:ien luomisen historia

Ensimmäiset siirtogeeniset tuotteet kehitti Yhdysvalloissa entinen sotilaskemian yritys Monsanto jo 80-luvulla.

Monsanto Company (Monsanto)- ylikansallinen yritys, maailman johtava kasvibioteknologian valmistaja. Päätuotteita ovat muuntogeeniset maissin, soijapavun, puuvillan siemenet sekä maailman yleisin rikkakasvien torjunta-aine Roundup. John Francis Quineyn vuonna 1901 puhtaasti kemian alan yritykseksi perustama Monsanto on sittemmin kehittynyt korkeaan teknologiaan erikoistuneeksi konserniksi. Maatalous. Keskeinen hetki tässä muutoksessa tuli vuonna 1996, kun Monsanto toi samanaikaisesti markkinoille ensimmäiset geneettisesti muunnetut viljelykasvit: siirtogeeniset soijapavut, joissa oli uusi Roundup Ready -ominaisuus, ja hyönteisten kestävä Ballgard-puuvilla. Näiden ja myöhempien vastaavien tuotteiden valtava menestys Yhdysvaltain maatalousmarkkinoilla rohkaisi yritystä siirtämään painopisteensä perinteisestä kemiasta ja farmakokemiasta uusien siemenlajikkeiden tuotantoon. Maaliskuussa 2005 Monsanto osti suurimman siemenyhtiö Seminiksen, joka on erikoistunut vihannesten ja hedelmien siementen tuotantoon.

Näistä alueista eniten kylvetään Yhdysvalloissa, Kanadassa, Brasiliassa, Argentiinassa ja Kiinassa. Lisäksi 96 prosenttia kaikista GMO-kasveista kuuluu Yhdysvaltoihin. Yhteensä yli 140 linjaa geneettisesti muunnettuja kasveja on hyväksytty tuotantoon maailmassa.

GMO:ien luomisen tarkoitus

YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestö pitää geenitekniikan menetelmien käyttöä siirtogeenisten kasvilajikkeiden tai muiden organismien luomiseksi olennaisena osana maatalouden bioteknologiaa. Hyödyllisistä ominaisuuksista vastaavien geenien suora siirto on eläinten ja kasvien valintatyön luonnollinen kehitys, joka on laajentanut jalostajien kykyä hallita uusien lajikkeiden luomisprosessia ja laajentaa sen kykyjä, erityisesti hyödyllisten ominaisuuksien siirtoa. ei-risteilevien lajien välillä.

Menetelmät GMO:ien luomiseksi

GMO:ien luomisen päävaiheet:

1. Eristetun geenin hankkiminen.

2. Geenin vieminen vektoriin kehoon siirtämistä varten.

3. Vektorin siirto geenin kanssa modifioituun organismiin.

4. Kehon solujen transformaatio.

5. Geneettisesti muunnettujen organismien valinta ja sellaisten organismien eliminointi, joita ei ole muunnettu onnistuneesti.

Geenisynteesiprosessi on nyt erittäin hyvin kehittynyt ja jopa suurelta osin automatisoitu. On olemassa erityisiä tietokoneilla varustettuja laitteita, joiden muistiin on tallennettu ohjelmia erilaisten nukleotidisekvenssien synteesiä varten.

Geenin lisäämiseksi vektoriin käytetään entsyymejä - restriktioentsyymejä ja ligaaseja. Restriktioentsyymeillä geeni ja vektori voidaan leikata paloiksi. Ligaasien avulla tällaiset palat voidaan "liimata yhteen", yhdistää eri yhdistelmäksi, rakentaa uusi geeni tai sulkea se vektoriin.

Jos yksisoluisia organismeja tai monisoluisia soluviljelmiä aletaan modifioida, niin tässä vaiheessa alkaa kloonaus, eli niiden organismien ja niiden jälkeläisten (kloonien) valinta, jotka ovat muuttuneet. Kun tehtävänä on hankkia monisoluisia organismeja, muunnetun genotyypin soluja käytetään kasvien vegetatiiviseen lisääntymiseen tai siirretään korvikeäidin blastokysteihin, kun kyse on eläimistä. Seurauksena on, että pennut syntyvät muuttuneella tai muuttumattomalla genotyypillä, joista valitaan ja risteytetään keskenään vain ne, joilla on odotetut muutokset.

Mikä on GMO? Geneettisesti muunneltu organismi ( GMO) - elävä organismi, jonka geneettistä komponenttia on muutettu keinotekoisesti geenitekniikan menetelmillä. Tyypillisesti tällaisia muutoksia käytetään tieteellisiin tai maataloustarkoituksiin. Geneettinen muokkaus ( GM) eroaa luonnollisesta mutageneesistä, joka on ominaista keinotekoiselle ja luonnolliselle mutageneesille, kohdennetulla interventiolla elävään organismiin.

Tällä hetkellä tärkein tuotantomuoto on siirtogeenien tuominen.

Historiasta.

Ulkomuoto GMO johtui ensimmäisten rekombinanttibakteerien löytämisestä ja luomisesta vuonna 1973. Tämä johti kiistaan tiedeyhteisössä ja mahdollisten geenitekniikan aiheuttamien riskien ilmaantumiseen, joista keskusteltiin yksityiskohtaisesti vuoden 1975 Asilomar-konferenssissa. Yksi tämän kokouksen tärkeimmistä suosituksista oli, että yhdistelmä-DNA-tekniikan tutkimukselle tulisi perustaa hallituksen valvonta. DNA jotta tätä tekniikkaa voidaan pitää turvallisena. Herbert Boyer perusti sitten ensimmäisen rekombinanttitekniikkaa käyttävän yrityksen DNA(Genentech) ja vuonna 1978 yritys ilmoitti luovansa ihmisinsuliinia valmistavan tuotteen.

Vuonna 1986 biotekniikan vastustajat viivyttelivät toistuvasti pienen bioteknologiayrityksen Advanced Genetic Sciences of Oaklandissa Kaliforniassa kehittämiä geenimanipuloituja bakteereja, jotka suojelisivat kasveja pakkaselta.

1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa FAO:lta ja WHO:lta syntyi ohjeita geenimanipuloitujen kasvien ja elintarvikkeiden turvallisuuden arviointiin.

1980-luvun lopulla pienimuotoinen kokeellinen tuotanto geneettisesti muunneltuja ( GM) kasvit. Ensimmäiset luvat laajamittaiseen kaupalliseen viljelyyn annettiin 1990-luvun puolivälissä. Siitä lähtien sitä käyttävien viljelijöiden määrä ympäri maailmaa on kasvanut joka vuosi.

GMO:ien ilmaantuminen ratkaisee ongelmat.

Ulkomuoto GMO tiedemiehet pitävät sitä yhtenä kasvi- ja eläinjalostuslajina. Muut tiedemiehet uskovat niin Geenitekniikka- klassisen valinnan umpikujahaara, koska GMO ei ole keinotekoisen valinnan tuote, nimittäin elävän organismin uuden lajikkeen (lajin) järjestelmällinen ja pitkäaikainen viljely luonnollisen lisääntymisen kautta, ja se on itse asiassa uusi. keinotekoisesti luotu laboratoriossa organismi.

Useimmissa tapauksissa käytä GMO lisää merkittävästi tuottavuutta. On olemassa mielipide, että maailman väestön nykyisellä kasvuvauhdilla vain GMO pystyy selviytymään nälänhädän uhasta, koska tällä tavalla ruoan satoa ja laatua voidaan parantaa merkittävästi. Muut tutkijat, jotka vastustavat muuntogeenisiä organismeja uskovat, että olemassa kehittyneitä teknologioita Jalosttamalla uusia kasvi- ja eläinlajikkeita ja viljelemällä maata ne pystyvät ruokkimaan planeetan nopeasti kasvavaa väestöä.

Menetelmät GMO:ien saamiseksi.
GM-näytteiden luontijärjestys:
1. Tarvittavan geenin kasvattaminen.
2. Tämän geenin vieminen luovuttajaorganismin DNA:han.
3. Siirto DNA geenin kanssa projisoitavaksi organismi.
4. Solujen kiinnittyminen kehoon.
5. Sellaisten muunnettujen organismien seulominen, joita ei ole muokattu onnistuneesti.

Nyt geenintuotantoprosessi on vakiintunut ja useimmissa tapauksissa automatisoitu. On kehitetty erityisiä laboratorioita, joissa tietokoneohjattujen laitteiden avulla ohjataan tarvittavien nukleotidisekvenssien synteesiprosesseja. Tällaiset laitteet tuottavat segmenttejä DNA pituus jopa 100-120 typpipitoista emästä (oligonukleotidia).

Liitä vastaanotettu geeni vektoriin (luovuttajaorganismiin) käytetään entsyymejä - ligaaseja ja restriktioentsyymejä. Restriktioentsyymejä käyttämällä vektori ja geeni voidaan leikata yksittäisiksi paloiksi. Ligaasien avulla samanlaisia kappaleita voidaan "liittää", yhdistää täysin erilaiseksi yhdistelmäksi, jolloin syntyy täysin uusi geeni tai viemällä se luovuttajalle organismi.

Tekniikka geenien viemiseksi bakteereihin otettiin käyttöön geenitekniikassa sen jälkeen, kun tietty Frederick Griffith löysi bakteeritransformaation. Tämä ilmiö perustuu normaaliin seksuaaliseen prosessiin, johon liittyy vaihto pieni määrä plasmidien väliset ja ei-kromosomaaliset fragmentit DNA. Plasmiditeknologia loi perustan keinotekoisten geenien viemiselle bakteerisoluihin.

Tuloksena olevan geenin viemiseksi eläin- ja kasvisolujen genomiin käytetään transfektioprosessia. Yksisoluisten tai monisoluisten organismien muuntamisen jälkeen alkaa kloonausvaihe, eli prosessi, jossa valitaan organismeja ja niiden jälkeläisiä, jotka ovat onnistuneesti läpikäyneet geneettisen muuntamisen. Jos on tarpeen saada monisoluisia organismeja, niin geneettisen muuntamisen seurauksena muuttuneita soluja käytetään kasveissa vegetatiivisena lisäyksenä, eläimissä ne viedään sijaisemän blastokysteihin. Seurauksena on, että jälkeläiset syntyvät muuttuneella geeniprofiililla tai ei, ne, joilla on odotetut ominaisuudet, valitaan uudelleen ja risteytetään uudelleen keskenään, kunnes vakaat jälkeläiset ilmestyvät.

GMO:ien käyttö.

GMO:ien soveltaminen tieteessä.

Nyt geneettisesti muunnettuja organismeja käytetään laajasti soveltavassa ja perustutkimuksessa. tieteellinen tutkimus. Niiden avulla tutkitaan sairauksien, kuten syövän, Alzheimerin taudin, uusiutumis- ja ikääntymisprosessien esiintymis- ja kehittymismalleja, hermostossa tapahtuvia prosesseja sekä ratkaistaan muita lääketieteen ja biologian kannalta tärkeitä ongelmia.

GMO:ien käyttö lääketieteessä.

Vuodesta 1982 lähtien geneettisesti muunnettuja organismeja on käytetty soveltavassa lääketieteessä. Tänä vuonna lääkkeeksi rekisteröitiin β-bakteerien avulla valmistettu ihmisinsuliini.

Tällä hetkellä käynnissä tutkimusta saatuaan käyttöön GM- kasvilääkkeitä ja rokotteita sairauksia, kuten ruttoa ja HIV:tä vastaan. GM-saflorista saatua proinsuliinia testataan. Geneettisesti muunnettujen vuohien maidosta saatu tromboosilääke on testattu menestyksekkäästi ja hyväksytty käytettäväksi. Tällainen lääketieteen ala, kuten geeniterapia, on kehittynyt erittäin nopeasti. Tämä lääketieteen alue perustuu ihmisen somaattisten solujen genomin muuntamiseen. Nyt geeniterapia on tärkein menetelmä useiden sairauksien torjumiseksi. Esimerkiksi vuonna 1999 joka 4. lapsi, jolla oli vaikea yhdistetty immuunivajaus, hoidettiin onnistuneesti geeniterapialla. Geeniterapiaa suunnitellaan myös yhtenä keinona torjua ikääntymisprosessia.

GMO:ien käyttö maataloudessa.

Maataloudessa Geenitekniikka käytetään luomaan uusia kasvilajikkeita, jotka sietävät kuivuutta, alhaisia lämpötiloja, ovat tuholaisia kestäviä ja joilla on paremmat maku- ja kasvuominaisuudet. Syntyneille uusille eläinroduille on ominaista lisääntynyt tuottavuus ja kiihtynyt kasvu. Tällä hetkellä on jo luotu uusia kasvilajikkeita, jotka erottuvat korkeimmasta kalorisisällöstä ja ihmiskeholle tarvittavien mikroelementtien määrästä. Testataan uusia muuntogeenisiä puita, joilla on korkeampi selluloosapitoisuus ja nopea kasvu.

Muu GMO:ien käyttö.

Biopolttoaineina käytettäviä laitoksia kehitetään jo nyt.

Vuoden 2003 alussa ensimmäinen geneettisesti muunneltu organismi– GloFish, luotu esteettisiin tarkoituksiin. Vain geenitekniikan ansiosta erittäin suosittu akvaariokala Danio rerio on saanut useita fluoresoivia kirkkaita raitoja vatsalleen.

Vuonna 2009 myyntiin ilmestyi uusi ruusulajike, "Aplodit" sinisillä terälehdillä. Näiden ruusujen tultua toteutui monien kasvattajien unelma, jotka epäonnistuivat kasvattamaan ruusuja sinisillä terälehdillä.

Määritelmä GMO

GMO:ien luomisen tarkoitus

Menetelmät GMO:ien luomiseksi

GMO:ien soveltaminen

GMO:t - argumentteja puolesta ja vastaan

Geneettisesti muunnettujen organismien edut

Geneettisesti muunnettujen organismien vaarat

GMO:ien laboratoriotutkimus

GM-ruokien kulutuksen seuraukset ihmisten terveydelle

GMO-turvallisuustutkimukset

Miten GMO:ien tuotantoa ja myyntiä säännellään maailmassa?

Luettelo kansainvälisistä tuottajista, joiden on todettu käyttävän GMO:eja

Geneettisesti muunnetut elintarvikelisäaineet ja aromit

Johtopäätös

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

Määritelmä GMO

Geneettisesti muokattuja organismeja- nämä ovat organismeja, joiden geneettistä materiaalia (DNA) on muutettu tavalla, joka on luonnossa mahdotonta. GMO:t voivat sisältää DNA-fragmentteja mistä tahansa muista elävistä organismeista.

Tarkoitus saada geneettisesti muunnettuja organismeja– alkuperäisen luovuttajaorganismin hyödyllisten ominaisuuksien (tuholaisten vastustuskyky, pakkaskestävyys, sato, kaloripitoisuus ja muut) parantaminen tuotteiden kustannusten alentamiseksi. Tämän seurauksena nykyään on perunoita, jotka sisältävät Coloradon perunakuoriaisen tappavan savibakteerin geenejä, kuivuutta kestävää vehnää, johon on istutettu skorpionigeeni, tomaateissa kampelageenejä sekä soijapavuissa ja mansikoissa bakteerigeenejä.

Näitä kasvilajeja voidaan kutsua siirtogeenisiksi (geneettisesti muunnetuiksi), jossa muista kasvi- tai eläinlajeista siirretty geeni (tai geenit) toimii onnistuneesti. Tämä tehdään siten, että vastaanottajakasvi saa uusia ihmisille sopivia ominaisuuksia, lisää vastustuskykyä viruksia, rikkakasvien torjunta-aineita, tuholaisia ja kasvisairauksia vastaan. Tällaisista geneettisesti muunnetuista viljelykasveista valmistetut elintarvikkeet voivat maistua paremmalta, näyttää paremmalta ja kestää pidempään.

Myös tällaiset kasvit tuottavat usein runsaamman ja vakaamman sadon kuin luonnolliset vastineensa.

Geneettisesti muunneltu tuote- tämä tapahtuu, kun laboratoriossa eristetystä organismista peräisin oleva geeni siirretään toisen soluun. Tässä esimerkkejä amerikkalaisesta käytännöstä: jotta tomaatit ja mansikat olisivat pakkasenkestäviä, niihin "istutetaan" pohjoisten kalojen geenejä; Jotta tuholaiset eivät syö maissia, siihen voidaan "injektoida" erittäin aktiivinen geeni, joka saadaan käärmeen myrkystä.

Älä muuten sekoita termejä " muunnettu" ja "geenimuunneltu"." Esimerkiksi muunnetulla tärkkelyksellä, joka on osa useimpia jogurtteja, ketsuppeja ja majoneesi, ei ole mitään tekemistä GMO-tuotteiden kanssa. Modifioidut tärkkelykset ovat tärkkelyksiä, joita ihmiset ovat parantaneet tarpeitaan varten. Tämä voidaan tehdä joko fysikaalisesti (altistuminen lämpötilalle, paineelle, kosteudelle, säteilylle) tai kemiallisesti. Toisessa tapauksessa käytetään kemikaaleja, jotka Venäjän federaation terveysministeriö on hyväksynyt elintarvikelisäaineiksi.

GMO:ien luomisen tarkoitus

Jotkut tutkijat pitävät GMO:ien kehitystä eläinten ja kasvien valintatyön luonnollisena kehityksenä. Toiset päinvastoin pitävät geenitekniikkaa täydellisenä poikkeamana klassisesta valinnasta, koska GMO ei ole keinotekoisen valinnan tuote, toisin sanoen uuden lajikkeen (rodun) asteittainen kehittäminen luonnollisen lisääntymisen kautta, vaan itse asiassa uusi. laboratoriossa keinotekoisesti syntetisoidut lajit.

Monissa tapauksissa siirtogeenisten kasvien käyttö lisää suuresti satoa. On olemassa mielipide, että planeetan nykyisellä väestömäärällä vain GMO:t voivat pelastaa maailman nälän uhalta, koska geneettisen muuntamisen avulla on mahdollista lisätä ruuan tuottoa ja laatua.

Tämän lausunnon vastustajat uskovat, että nykyaikaisen maataloustekniikan ja maataloustuotannon koneistumisen ansiosta jo olemassa olevat kasvilajikkeet ja eläinrodut, jotka on saatu klassisella tavalla, pystyvät tarjoamaan maapallon väestölle täysimääräisesti korkealaatuista ruokaa ( Maailman mahdollisen nälänhädän ongelma johtuu yksinomaan sosiopoliittisista syistä, ja siksi sitä eivät voi ratkaista geneetikot, vaan valtioiden poliittinen eliitti.

GMO:ien tyypit

Kasvien geenitekniikan alkuperä on vuonna 1977 tehdyssä löydössä, jonka mukaan maaperän mikro-organismia Agrobacterium tumefaciens voitaisiin käyttää välineenä mahdollisesti hyödyllisten vieraiden geenien tuomiseksi muihin kasveihin.

Ensimmäiset geneettisesti muunnettujen viljelykasvien kenttäkokeet, jotka johtivat virustaudeille vastustuskykyisiksi tomaateiksi, suoritettiin vuonna 1987.

Vuonna 1992 Kiina alkoi kasvattaa tupakkaa, joka "ei pelännyt" haitallisia hyönteisiä. Vuonna 1993 geneettisesti muunnetut tuotteet sallittiin kauppojen hyllyille ympäri maailmaa. Mutta modifioitujen tuotteiden massatuotanto alkoi vuonna 1994, kun tomaatit ilmestyivät Yhdysvaltoihin, jotka eivät pilaantuneet kuljetuksen aikana.

GMO-tuotteet vievät nykyään yli 80 miljoonaa hehtaaria viljelysmaata ja niitä viljellään yli 20 maassa ympäri maailmaa.

GMO:t yhdistävät kolme organismiryhmää:

geneettisesti muunnetut mikro-organismit (GMM);

geneettisesti muunnetut eläimet (GMFA);

Geneettisesti muunnetut kasvit (GMP) ovat yleisin ryhmä.

Nykyään maailmassa on useita kymmeniä muuntogeenisten viljelykasvien linjoja: soijapavut, perunat, maissi, sokerijuurikkaat, riisi, tomaatit, rapsi, vehnä, meloni, sikuri, papaija, kesäkurpitsa, puuvilla, pellava ja sinimailas. GM-soijapapuja viljellään massiivisesti, ja ne ovat jo korvanneet tavanomaiset soijapavut, maissi, rypsi ja puuvilla. Siirtogeenisten kasvien sato lisääntyy jatkuvasti. Vuonna 1996 maailmassa siirtogeenisten kasvilajikkeiden viljelyala oli 1,7 miljoonaa hehtaaria, vuonna 2002 luku oli 52,6 miljoonaa hehtaaria (josta 35,7 miljoonaa hehtaaria Yhdysvalloissa), vuonna 2005 GMO- Sato hehtaaria oli jo 91,2 miljoonaa hehtaaria. , vuonna 2006 - 102 miljoonaa hehtaaria.

Vuonna 2006 GM-kasveja kasvatettiin 22 maassa, mukaan lukien Argentiina, Australia, Kanada, Kiina, Saksa, Kolumbia, Intia, Indonesia, Meksiko, Etelä-Afrikka, Espanja ja Yhdysvallat. Maailman tärkeimmät muuntogeenisiä organismeja sisältävien tuotteiden tuottajat ovat Yhdysvallat (68 %), Argentiina (11,8 %), Kanada (6 %), Kiina (3 %). Yli 30 % maailman soijapavuista, yli 16 % puuvillasta, 11 % rapsista (öljykasvi) ja 7 % maissista tuotetaan geenitekniikalla.

Venäjän federaation alueella ei ole yhtään hehtaaria, jolle on kylvetty siirtogeenejä.

Menetelmät GMO:ien luomiseksi

GMO:ien luomisen päävaiheet:

1. Eristetun geenin hankkiminen.

2. Geenin vieminen vektoriin kehoon siirtämistä varten.

3. Vektorin siirto geenin kanssa modifioituun organismiin.

4. Kehon solujen transformaatio.

5. Geneettisesti muunnettujen organismien valinta ja sellaisten organismien eliminointi, joita ei ole muunnettu onnistuneesti.

Tekniikka geenien viemiseksi bakteereihin kehitettiin sen jälkeen, kun Frederick Griffith löysi bakteeritransformaatioilmiön. Tämä ilmiö perustuu primitiiviseen seksuaaliseen prosessiin, johon bakteereissa liittyy pienten ei-kromosomaalisten DNA-fragmenttien, plasmidien, vaihto. Plasmiditekniikat loivat perustan keinotekoisten geenien viemiselle bakteerisoluihin. Valmiin geenin viemiseksi kasvi- ja eläinsolujen perinnölliseen laitteistoon käytetään transfektioprosessia.

GMO:ien soveltaminen

GMO:ien käyttö tieteellisiin tarkoituksiin.

Tällä hetkellä geneettisesti muunnettuja organismeja käytetään laajasti perus- ja soveltavassa tieteellisessä tutkimuksessa. GMO:ien avulla tutkitaan tiettyjen sairauksien (Alzheimerin tauti, syöpä) kehittymismalleja, ikääntymis- ja uusiutumisprosesseja, hermosto, useita muita ratkaistaan nykyiset ongelmat biologia ja lääketiede.

GMO:ien käyttö lääketieteellisiin tarkoituksiin.

Geneettisesti muunnettuja organismeja on käytetty soveltavassa lääketieteessä vuodesta 1982. Tänä vuonna geneettisesti muunnettujen bakteerien avulla valmistettu ihmisinsuliini rekisteröitiin lääkkeeksi.

Parhaillaan kehitetään muuntogeenisiä kasveja, jotka tuottavat rokotteiden komponentteja ja lääkkeitä vaarallisia infektioita (rutto, HIV) vastaan. Geneettisesti muunnetusta saflorista saatu proinsuliini on kliinisissä kokeissa. Transgeenisten vuohien maidon proteiiniin perustuva tromboosilääke on testattu menestyksekkäästi ja hyväksytty käytettäväksi.

Uusi lääketieteen ala kehittyy nopeasti - geeniterapia. Se perustuu GMO:ien luomisen periaatteisiin, mutta muuntamisen kohteena on ihmisen somaattisten solujen genomi. Tällä hetkellä geeniterapia on yksi tärkeimmistä menetelmistä tiettyjen sairauksien hoidossa. Siten jo vuonna 1999 joka neljäs SCID:tä (vaikea yhdistetty immuunivajaus) sairastava lapsi hoidettiin geeniterapialla. Hoidon lisäksi geeniterapiaa ehdotetaan käytettäväksi myös ikääntymisprosessin hidastamiseen.

Geneettisesti muunnettujen elintarvikkeiden syömisen vaaroista on monia vääriä käsityksiä. Ja useimmilla näistä väärinkäsityksistä on moraalinen, eettinen ja uskonnollinen perusta. Tiedemiesten tehtävänä on selittää tavallisten ihmisten saatavilla olevassa muodossa kaikki geneettisesti muunnettujen ravintolähteiden (jäljempänä GMI) käytön edut ja haitat, jotta estetään kohtuuttoman negatiivinen käsitys geenitekniikan saavutuksista ja tarjotaan jokaiselle mahdollisuus tietoinen valinta elämälle välttämättömistä elintarvikkeista.

Geneettisen muunnoksen läpikäyneitä organismeja kutsutaan siirtogeenisiksi. Mutta kaikista siirtogeenisistä organismeista ei voi tulla GMI-elintarvikkeita. Jos tällaiset organismit pystyvät lisääntymään ja välittämään uutta geneettistä tietoa, ne ovat geneettisesti muunnettuja (jäljempänä GMO).

Pohditaanpa GMO:ien luomisen edellytyksiä. Maapallon väestön lisääntyminen johtaa tarpeeseen organismeille, joilla on tietyt ominaisuudet: kestävyys kuivuutta, kylmää, tuholaisia jne. vastaan; korkea tuottavuus; suuret hedelmät; jne. Lisäksi biologisen tieteen ja teknologian kehitys on luonut edellytykset näiden tavoitteiden toteuttamiselle.

Siirtogeeniset kasvit, riippuen siirrettyjen geenien ohjaamista ominaisuuksista, jaetaan:

Herbisidin kestävä;
- kestää tuhohyönteisiä;
- kestävä rikkakasvien torjunta-aineille ja tuhohyönteisille;
- vastustuskykyinen viruksille, bakteeri- ja sieni-infektioille;
- kestää abioottisia tekijöitä (kylmä, lämpö, kuivuus jne.);
- kasvit elintarvike- ja lääketeollisuutta varten;
- kasvit maaperän, vesien jne. puhdistamiseen.

Näiden ominaisuuksien omaavien organismien jalostaminen on mahdollista perinteisellä jalostuksella ja geenitekniikalla.

Perinteinen kasvinjalostus valitsee pitkän ajan kuluessa kasvien sukupolvesta organismeja, joilla on halutut ominaisuudet, ja risteyttämällä tehostaa näiden ominaisuuksien ilmenemistä.

Geenitekniikka nykyaikaisen molekyylibiologian tekniikoita ja teknologiaa käyttäen tuo geeneihin alueita, jotka ovat vastuussa tietyistä ominaisuuksista, mikä saa aikaan näiden ominaisuuksien ilmentymisen uusissa kasvien sukupolvissa.

Tässä tapauksessa geenitekniikka käyttää seuraavia kasvien muuntamisen perusmenetelmiä:

erityisten entsyymien käyttö, jotka pystyvät tunnistamaan DNA:n osia, jakamaan ne osiin ja yhdistämään ne eri sekvenssiin. Tätä tekniikkaa käytettiin geenitekniikan kehityksen kynnyksellä;

biologisen ballistiikan menetelmä: DNA:han lisätyt geenit levitetään volframi- tai kultahiukkasiin, ja erityiset biologiset aseet ampuvat näitä hiukkasia kohti kromosomeja - kohdemolekyylejä. Nykyään tämä on yleisin tekniikka.

Kaikki elintarvikeraaka-aineet tai elintarviketuotteet voidaan tutkia GMI:n esiintymisen määrittämiseksi niissä. "Nukleiinihappojen tiettyjen alueiden havaitsemiseen käytetään kahta pääsuuntaa: halutun kohdemolekyylin suora havaitseminen leimatuilla hybridisaatiojärjestelmillä ja kohdemolekyylien havaitseminen niiden lukumäärän alustavan lisäyksen jälkeen."

Mitä mahdollisia vaaroja otetaan huomioon käytettäessä geneettisesti muunnettuja viljelykasveja? Jos sallimme siirtogeenisten organismien hallitsemattoman käytön Taloudellinen aktiivisuus ja niiden jakautuminen luonnossa, seuraavat seuraukset ovat mahdollisia:

Ei-toivotut geenit siirtyvät luonnonvaraisiin lajeihin vapaan risteytymisen kautta, ja luonnonvaraisista lajeista tulee sietokykyisiä rikkakasvien torjunta-aineille, viruksille ja hyönteisille jne. (GMI:n käytön biologinen vaara);

Ruokakasvit muuttavat biologista ja ravintoarvoaan, aiheuttavat mutaatioita, allergioita ja tulevat myrkyllisiksi eläimille ja ihmisille (GMI-ruokavaara).

GMI-ruoan käytöstä luonnonvaraisille eläimille ja ihmisten terveydelle aiheutuvan mahdollisen riskin vähentämiseksi tai poistamiseksi on tarpeen:

Geenitekniikan toiminnan, GMO:ien tuotannon, levittämisen ja myynnin valvonta;

GMI:n lääketieteellis-geneettinen, teknologinen ja lääketieteellis-biologinen arviointi;

Seurantatoiminnot.

GMI:n bioturvallisuuden valvomiseksi suoritetaan seuraavaa. Ensin geeniin rakennettua rakennetta tutkitaan ja verrataan ilmoitettuun. Sitten he selvittävät, vaikuttaako lisätty geeni kasvin ominaisuuksiin todetulla tavalla. Kiinnitä erityistä huomiota aseksuaaliseen ja seksuaaliseen geeninsiirtoon. He tutkivat siirtogeenisten organismien alttiutta sairauksille sekä sitä, mitä voi tapahtua, jos siirretyt geenit joutuvat vapaan risteytyksen kautta muihin viljelykasveihin, miten jälkimmäisten alttius taudeille ja tuholaisille muuttuu ja miten geenituote vaikuttaa muihin lajeihin. kasveista ja eläimistä.

GMI:n elintarvikkeiden tarkastus suoritetaan seuraavilla alueilla.

Lääketieteellinen-geneettinen arviointi (tutkimus ilmoitetun siirretyn geenin molekyyli- ja solutasolla ja sen vaikutus kasveihin, muihin kasveihin, eläimiin, ihmisiin), tekninen arviointi (tutkimus GMI-tuotteen aistinvaraisista, kuluttaja- ja teknologisista ominaisuuksista ) ja lääketieteellis-biologinen arviointi suoritetaan johdonmukaisesti. Lääketieteellisen ja biologisen arvioinnin tulosten perusteella tehdään kliinisiä kokeita ja annetaan johtopäätös GMI-tuotteiden laadusta ja turvallisuudesta. Kun ensimmäiset uuden GMI:n tuotteet on testattu, suoritetaan hygieeninen seuranta ja jos tulokset ovat positiivisia, annetaan lupa GMI:n laajaan käyttöön elintarviketarkoituksiin.

Biolääketieteellinen arviointi sisältää:

Kemiallisen koostumuksen tutkimus,
- biologisen arvon ja sulavuuden arviointi koe-eläimissä,
- toksikologiset tutkimukset koe-eläimillä (5-6 kuukautta),
- allergeenisten, mutageenisten ominaisuuksien ja koe-eläinten lisääntymistoimintoihin kohdistuvien vaikutusten arviointi.

Tällä hetkellä Venäjällä on suoritettu täysi sykli kaikista tarvittavista tutkimuksista ja hyväksytty käytettäväksi Ruokateollisuus ja siirtogeenisten tekniikoiden avulla saatujen 11 kasviperäisen elintarviketyypin myynti väestölle: 3 torjunta-aineille vastustuskykyistä soijapapulinjaa; 3 maissilinjaa, jotka kestävät torjunta-aineita; 2 tuholaisresistenttiä maissilinjaa; 2 perunalajiketta, jotka kestävät Coloradon perunakuoriaista ja 1 rivi sokerijuurikasta, jotka kestävät glyfosaattia.

Venäjän federaation valtion ylimmän terveyslääkärin asetuksen nro 149, 16. syyskuuta mukaisesti. 2003 "Elintarvikkeiden valmistuksessa käytettävien geneettisesti muunnettujen mikro-organismien mikrobiologisen ja molekyyligeneettisen tutkimuksen suorittamisesta" terveys- ja epidemiologinen tutkimus Venäjän lääketieteen akatemian valtion ravitsemuslaitoksessa ja nimetyssä valtion epidemiologian tutkimuslaitoksessa. N.F. Gamaleya RAMS koskee myös seuraavia tuotteita, jotka on valmistettu geneettisesti muunnetuista mikro-organismeista.

1. Juustot, jotka on valmistettu käyttämällä rekombinanttikymosiinia ilmentäviä hiivaalukkeita.

2. Geneettisesti muunnetusta hiivasta valmistettu olut.

3. Maitotuotteet, jotka on saatu ”aloituskasveista”.

4. Savustetut makkarat, jotka on saatu "aloitusviljelmillä".

5. Elintarvikkeet, joiden valmistusteknologiassa käytetään fermentoituja maitohappobakteereja entsyymien tuottajina.

6. Probiootit, jotka sisältävät geneettisesti muunnettuja kantoja.

EU-maissa GMI:tä sisältävät elintarvikkeet on varustettu erityisillä merkinnöillä. Yhdysvalloissa erityistä merkintää ei vaadita, jos tuote on jo tunnustettu turvalliseksi.

Venäjällä pakkauksiin on sijoitettu seuraavat tiedot: Muuntogeenisistä lähteistä saadut muuntogeeniset tuotteet sisältävät geneettisesti muunnetuista lähteistä saatuja komponentteja.

Seuraavat GMI-tuotteet ovat pakollisia merkintöjä:

Soijasta - soijaproteiinitiiviste, soijajauho, soijamaito jne.;
- maissista - maissijauho, popcorn, purkitettu maissi jne.;
- perunasta - perunat suoraan kulutukseen, kuivaperunamuusi, perunalastut jne.;
- tomaateista - tomaattipasta, sose, ketsuppi jne.;
- sokerijuurikkaasta - melassi, ravintokuitu.

elintarvikkeiden, teknologisten ja biologisesti aktiivisten lisäaineiden käytön turvallisuus

Ihmiskehon normaalille toiminnalle välttämätön ravinto koostuu perusravintoaineista - orgaanisista ja epäorgaanisista yhdisteistä, joita tarvitaan normaaliin kasvuun, kudosten ylläpitoon ja korjaamiseen sekä lisääntymiseen. Ravinteita edustavat makroravinteet (proteiinit, rasvat, hiilihydraatit ja makroelementit) ja mikroravinteet (vitamiinit ja hivenaineet).

Ihmisen valmistamissa elintarvikkeissa voi kuitenkin jo mainittujen komponenttien lisäksi sisältyä vieraita aineita - elintarvikkeiden raaka-aineiden ja elintarvikkeiden epäpuhtauksia - ksenobiootteja, joita olemme jo käsitelleet, sekä aineita, joita ihminen on erityisesti tuonut ruokaan - ns. - kutsutaan lisäaineiksi.

Lisäaineet jaetaan luonteensa, ominaisuuksiensa ja käyttötarkoituksensa mukaan elintarvike-, teknologisiin ja biologisesti aktiivisiin, niiden turvallisen käytön kysymyksiä käsitellään tässä luvussa.

Elintarvikelisäaineet ovat elintarvikkeisiin kuulumattomia luonnollisia, luonnonidenttisiä tai keinotekoisia (synteettisiä) aineita, jotka on tarkoituksella lisätty elintarvikeraaka-aineisiin, puolivalmiisiin tuotteisiin tai valmiisiin tuotteisiin niiden säilyvyyden pidentämiseksi tai tiettyjen ominaisuuksien antamiseksi.

Ravintolisät jaetaan:

Lisäaineet, jotka tarjoavat tuotteille aistinvaraisia ominaisuuksia - koostumuksen parantajat, väriaineet, aromit, aromiaineet;

Säilöntäaineet – antimikrobiset aineet, antioksidantit.

Elintarvikelisäaineiden toksikologinen ja hygieeninen arviointi, jonka aikana tehdään kattava tutkimus ilmoitetusta elintarvikelisäaineesta ja todetaan sen täydellinen turvallisuus kuluttajalle, tapahtuu neljässä vaiheessa.

Alustavan toksikologisen ja hygieenisen arvioinnin tekeminen. Tässä vaiheessa se määritetään kemiallinen koostumus ja lisäaineen ominaisuudet, määrittää sen käyttötarkoitus, havaitsemis- ja hävitysmenetelmät, aineenvaihdunta, nimetä aine, kehittää teknologiaa lisäaineen saamiseksi ja laskea akuutin kokeen aikana tappava annos.

Elintarvikelisäaineen toksikologisen ja hygieenisen arvioinnin pisin vaihe. Elintarvikelisäaineen geneettistä, lisääntymiskykyä, teratogeenisuutta, subkroonista ja kroonista myrkyllisyyttä tutkitaan kroonisessa kokeessa.

Aineen geneettinen myrkyllisyys on kyky vaikuttaa haitallisesti kuluttajan perinnöllisyyteen, ts. aiheuttaa ei-toivottuja mutaatioita. Lisääntymismyrkyllisyys on aineen kykyä aiheuttaa haitallisia vaikutuksia miesten ja naisten hedelmällisyyteen ja yleinen kyky lisääntymiseen. Aineen teratogeeninen myrkyllisyys on kyky aiheuttaa epämuodostumia alkioissa. Aineen kroonisella myrkyllisyydellä tarkoitetaan aineen myrkyllistä vaikutusta ihmiskehoon, joka voidaan havaita, kun testiainetta on kulutettu vähintään 2 vuotta.

Minkä tahansa edellä mainitun toksisuuden havaitseminen koe-eläimillä edellyttää ilmoitetun elintarvikelisäaineen käytön kieltämistä. Aineen jatkotutkimukset keskeytetään tarpeen puutteen vuoksi.

Tässä vaiheessa tehdään yhteenveto tutkimusten tuloksista ja lasketaan tutkittavan aineen ADI sekä tuotteissa olevan elintarvikelisäaineen suurin sallittu pitoisuus. Tiedot syötetään hygieniastandardeihin.

Viimeiseen vaiheeseen kuuluu seuranta elintarvikelisäaine vahvistaakseen sen turvallisuuden ja tekemällä muutoksia hygieniastandardeihin.

Teknisillä lisäaineilla tarkoitetaan kaikkia aineita tai materiaaleja, joita ei ole elintarvikkeiden ainesosia tarkoituksellisesti käytetty raaka-aineiden jalostuksessa ja elintarvikkeiden valmistuksessa teknologian parantamiseksi. Valmiissa elintarvikkeissa niitä tulisi olla mahdollisimman vähän – MPC:n sisällä.

Elintarviketuotannossa käytetään laajaa valikoimaa prosessin lisäaineita teknologisen prosessin monissa eri vaiheissa. Katsotaanpa joitain ryhmiä:

Teknologiset prosessikiihdyttimet – eläinten, kasvien, mikro-organismien entsyymit, synteettiset. Monissa tapauksissa niitä ei tarvitse poistaa valmiista tuotteesta;

Myoglobiinin kiinnitysaineet ovat aineita, jotka tarjoavat stabiileja vaaleanpunainen väri liha- ja kalatuotteet;

Jauhojen valkaisuaineet, jotka kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi ovat voimakkaita hapettimia;

Leivän laatua parantavat aineet, joihin kuuluvat: hapettumisen parantajat, jotka lisäävät taikinan kaasunpidätyskykyä; korjaavat parannusaineet, jotka lisäävät leivän tilavuutta; muunnetut tärkkelykset, jotka parantavat leivän rakenteellisia ja mekaanisia ominaisuuksia jne.;

Kiillotusaineet. Karamellin ja rakeiden käsittely niillä estää tuotteita tarttumasta yhteen. Kiillotusaineina käytetään vaseliinia lääketieteellistä öljyä, vahoja, rasvoja, parafiinia, talkkia;

Liuottimet, joita käytetään rasvanpoistoon ja minkä tahansa aineen uuttamiseen kiinteistä aineista; jne.

Myös monet elintarviketuotannon apuaineet (uuttoaineet, adsorbentit, absorbentit jne.) katsotaan teknisiksi lisäaineiksi. Normaalisti apumateriaaleja ei pitäisi sisältää valmiissa tuotteissa. Teknologisen tarkoituksensa täyttämisen jälkeen nämä materiaalit poistetaan ympäristöstä, jossa prosessi suoritetaan.

Video: Syötkö GMO:ita? Ota selvää, mitä sinulle tapahtuu.

Geneettisesti muokattuja organismeja

Nykyään on vaikea löytää henkilöä, joka ei olisi koskaan kuullut sanoja "geneettisesti muunnetut organismit" ja "siirtogeeniset". Tieteellisistä artikkeleista ja suunnitteluprojektit siirtogeeniset organismit ovat jo siirtyneet sarjakuviin ja vitseihin. Mutta tähän päivään mennessä harvat tietävät, mitä perustavanlaatuisia ja teknisiä ongelmia niiden luomiseksi piti ratkaista ja mitä uusia ongelmia ne aiheuttavat.

Jokaisella elävien olentojen lajilla on oma ainutlaatuinen geenisarjansa. Ne tallentavat kaikki niitä kantavan organismin luontaiset piirteet: lehtien muodon tai höyhenen värin, lonkeroiden lukumäärän tai marjojen koon. Kirjoitettu tiettyjen molekyylien - nukleotidien - sekvenssin muodossa, kirjaimien roolissa. Tämä näyttää oudolta - mutta ei sen enempää kuin esimerkiksi digitaalinen kuva, joka on myös tallennettu tekstin muodossa erityisellä kielellä.

Eri tietokoneet käyttävät kuitenkin erilaisia koodeja. Ja täällä geneettinen koodi on sama kaikille eläville olennoille poikkeuksetta. Geenit eri tyyppejä- Tämä erilaisia tekstejä, kirjoitettu samalla kielellä, joka ei tunne murteita eikä edes eri fontteja. Jos geeni jotenkin joutuu vieraan solun sisään, sen laite lukee siitä luottavaisesti ennennäkemättömän proteiinin. Esimerkiksi influenssaviruksella infektoituneet solumme tuottavat ahkerasti sen geeneihin kirjoitettuja proteiineja - vaikkapa neuraminidaasia, joka aiheuttaa meille pahoinvointia ja päänsärkyä.

Sokea pelisessio

Heti kun tämä tuli selväksi, tutkijat houkuttelivat leikkiä geneettisellä rakentajalla: ottamaan geeni yhdestä organismista ja siirtämään se toiseen. Mutta on helppo sanoa "ota ja siirrä" - jokainen "kirjain", jolla geneettinen teksti kirjoitetaan, koostuu vain muutamasta atomista. Tämän kokoisia esineitä ei voi nähdä millään mikroskoopilla - niiden koko on paljon pienempi kuin valon aallonpituus. Mutta ei ollut välttämätöntä vain tunnistaa tietty geeni solusta, vaan myös leikata se huolellisesti pois, siirtää se toiseen soluun ja lisätä se johonkin sen kromosomeista. Ja varmista myös, että se pääsee siellä olevaan "lukulaitteeseen" - loppujen lopuksi kulloinkin vain muutama solussa olevista geeneistä toimii solussa, emmekä vieläkään täysin ymmärrä, kuinka se valitsee geenit luettavaksi. Molekyylibiologialta kesti lähes kaksikymmentä vuotta hankkia työkalut näiden ongelmien ratkaisemiseen.

Ensimmäinen askel siirtogeenisen organismin luomiseksi on tunnistaa "luovuttaja" geeni. Sinänsä tämä ei ole niin yksinkertaista: jos esimerkiksi olemme kiinnostuneita jonkin aineen - no esimerkiksi aminohapon tryptofaanin - tuotannosta, meidän on eristettävä ja puhdistettava sitä valmistava entsyymi, määritettävä sen aminohapposekvenssi. , ja "laske" siitä sekvenssin nukleotidit vastaavassa geenissä (mikä ei ole niin yksinkertaista: yhtä aminohappoa voi koodata useilla nukleotidiyhdistelmillä) ja löytää tämä geeni. Kehittäjää kiinnostavan tuotteen ja siitä vastuussa olevan geenin välinen vastaavuus voidaan kuitenkin todeta muillakin tavoilla, ja monet geenit tunnistettiin jo ennen siirtogeenisten tuloa. Mitä tulee niiden tulkitsemiseen, nykyään automaatio selviää onnistuneesti tästä tehtävästä, josta 70-luvulla myönnettiin Nobel-palkintoja.

Mutta nyt haluttu geeni on tunnistettu, luettu ja sen paikka luovuttajan genomissa on selvitetty. Nyt meidän on leikattava se pois. Tästä alkaa itse geenitekniikka. Erityisiä restriktioentsyymejä käytetään saksina halutun geenin leikkaamiseen. Itse asiassa on monia entsyymejä, jotka voivat leikata DNA-juosteen, mutta restriktioentsyymit leikkaavat sen tiukasti määritellyn kirjainnukleotidien yhdistelmän mukaan - jokaisella restriktioentsyymillä erilainen (ja niitä tunnetaan nyt yli sata). Kukaan ei tietenkään takaa, että meitä kiinnostavan alueen rajat merkitään jollain näistä näppäinyhdistelmistä, mutta kun tiedämme etsimämme geenin tekstin, voimme valita restriktioentsyymejä niin, että kappaleiden joukosta ne löytyvät. Leikkaa niitä, jotka sisältävät sen kokonaan. Tämän lisäksi nämä fragmentit sisältävät todennäköisesti leikkausta viereisistä DNA-osista, mutta ne voidaan poistaa eksonukleaaseilla - entsyymeillä, jotka purevat pois yhden nukleotidin kerrallaan DNA-juosteen päästä.

Viime aikoina on kuitenkin ilmaantunut tapa kopioida haluttu alue leikkaamatta sitä pois - polymeraasiketjureaktio. Sitä varten riittää, että sinulla on vain siemen - pieni pala DNA:ta, joka vastaa halutun geenin alkua. Tietyissä olosuhteissa tämä aluke voi toimia signaalina polymeraasientsyymille tehdäkseen kopion tästä fragmentista alkavasta geenistä. Lisäksi kun kopio on valmis, polymeraasit alkavat tehdä kopioita sekä siitä että sen mallina toimineelta alueelta. Kopiot alkavat lisääntyä lumivyörynä, kunnes järjestelmän vapaiden nukleotidien tarjonta on loppunut. Näyttää melkein siltä, että Pushkinin kerättyihin teoksiin olisi heitetty sironta suurkirjaimia ja paperi, jossa on yksi rivi "Lukomorjen lähellä on vihreä tammi..." - ja läpi lyhyt aika olisi saanut useita satoja kopioita koko teksti prologi "Ruslan ja Ljudmila"!

Mutta tarvittava geeni eristetään jotenkin. Nyt meidän on pakattava se kirjekuoreen, joka toimittaa sen jonkun toisen häkkiin. Tyypillisesti tähän käytetään luonnollisia geneettisen tiedon kantajia - viruksia ja plasmideja. Jälkimmäiset ovat pieniä pyöreitä DNA-molekyylejä, jotka esiintyvät bakteerisoluissa erillään niiden päägenomista. Ne pystyvät tunkeutumaan solusta toiseen ja palvelemaan bakteereja kuten postiviruksia, jolloin ne voivat välittää hyödyllisiä piirteitä toisilleen - esimerkiksi vastustuskykyä tietylle antibiootille. Juuri tämä kyky siirtää geenejä solusta soluun on tehnyt plasmideista geenitekniikan suosikkityökalun.

Erityisen käteviä ovat mikro-organismista saadut niin kutsutut Ti-plasmidit Agrobacterium tumefaciens. Tämä bakteeri saastuttaa joidenkin kasvien varret ja lehdet, ja sen Ti-plasmidit pystyvät integroimaan osan niiden DNA:sta - useita geenejä - kasvisolun kromosomiin. Tällaisen lahjan saatuaan solut alkavat jakautua nopeasti muuttuen irtonaisen kudoksen proliferaatioksi (kruunusappi) ja tuottavat useita eksoottisia aineita, joilla ne muuntaneet bakteerit ruokkivat (muille maaperän mikro-organismeille nämä aineet ovat syömättömiä ). Itse asiassa bakteeri toimii täällä bioteknologina, joka tuo kasvin genomiin hyödyllisiä ominaisuuksia koskevia geenejä. Ihmisille Ti-plasmidit ovat erityisen arvokkaita juuri siksi, että ne eivät vain pysty toimittamaan tarvittavia geenejä kasvisoluun, vaan myös integroivat ne sen natiivikromosomeihin.

Viruksia ja plasmideja ei kuitenkaan juuri koskaan käytetä biotekniikassa luonnollisessa muodossaan. Esimerkiksi Ti-plasmidi sisältää kasvihormonien geenejä, jotka pakottavat kasvisolut kasvamaan löysäksi kasvaimeksi ja estävät niitä erikoistumasta - kun taas kehittäjien on kasvatettava koko kasvi geneettisesti muunnetusta solusta. Muut Ti-plasmidin geenit koodaavat entsyymejä, jotka syntetisoivat bakteeriruokaa - jos niitä jätetään, osa tulevan siirtogeenisen kasvin resursseista kuluu näiden ihmisille tarpeettomien aineiden tuotantoon. Lisäksi kaikki nämä geenit vievät tilaa, mikä on kallista geneettisissä "kuorissa" - kohdesoluun toimitettavan DNA-osan koon kasvattaminen vähentää jyrkästi onnistumisen todennäköisyyttä. Joten ennen käyttöä kaikki tarpeeton leikataan pois Ti-plasmidista (sekä mistä tahansa muusta geneettisestä kantajasta) meille jo tutuilla työkaluilla - jäljelle jää vain geenit, jotka varmistavat "lastin" toimituksen aiottuun kohteeseen. Tällaisia keinotekoisia geeninsiirtorakenteita kutsutaan bioteknologisessa ammattikielessä "vektoreiksi". Joskus kuitenkin, kun plasmidi tai virus muunnetaan vektoriksi, niihin lisätään jotain. Esimerkiksi Ti-plasmidin pohjalta luotuihin vektoreihin on lisätty säätelyalueita, jotka mahdollistavat niiden lisääntymisen Escherichia coli -soluissa, joita on paljon helpompi kasvattaa laboratoriossa kuin Agrobacterium tumefaciens, joka ruokkii harvinaisia aminohappoja.

Geneettisen tiedon luonnollisista kantajista luodut vektorit ratkaisevat suunnittelijoille toisen ongelman. Kuten jo mainittiin, ei riitä, että haluttu geeni siirretään toiseen soluun - sen on myös alettava toimia siellä. Jokaisella organismilla on hienovarainen ja monimutkainen järjestelmä geenitoiminnan säätelyyn, mikä varmistaa, että vain ne geenit, joiden tuotetta sillä hetkellä tarvitaan, toimivat. Määritelmän mukaan solu ei tarvitse toisen geenin tuotetta, eikä sillä ole mitään syytä lukea tätä geeniä.

Virukset kohtasivat kerran saman ongelman, jolle se on elämän ja kuoleman kysymys: ilman solun vakuuttamista aloittamaan niiden lukeminen, ne eivät pysty lisääntymään. Siksi viruksen rakennegeenit on varustettu promoottorilla - DNA-osalla, jonka solun entsyymijärjestelmät havaitsevat käskynä aloittaa lukeminen. Promoottori on yleinen elementti missä tahansa geneettisessä laitteessa, isäntäsolulla on myös omat promoottorit, jotka säätelevät geenien toimintaa avaamalla ja sulkemalla niiden promoottorit entsyymien lukemista varten. Viruspromoottorit eivät kuitenkaan tottele solun säätelyaineita ja ovat aina avoimia entsyymeille. Edellä mainitun Ti-plasmidin promoottorit käyttäytyvät samalla tavalla. Tässä tapauksessa yksi promoottori pakottaa solun lukemaan koko sarjan viereisiä geenejä. Vektori, jossa on tällainen promoottori, ei vain lisää tarvittavia geneettisiä tekstejä kohdesolun genomiin, vaan myös pakottaa sen välittömästi aloittamaan niiden lukemisen.

"Kirjeen" laittaminen "kuoreen" tapahtuu näin: vektori, joka on fyysisesti pyöreä DNA-molekyyli, leikataan restriktioentsyymeillä oikeaan paikkaan, saatetaan kosketukseen eristetyn geenin kopion kanssa ja ristiin sidosentsyymiä, ligaasia, lisätään. Se yhdistää kaksi DNA-palaa - geenin ja vektorin - jälleen renkaaksi. Nyt jäljellä on vain viedä tuloksena oleva yhdistelmä-DNA kohdesoluun. Kuten jo tiedämme, vektorit voivat tehdä tämän itse, mutta niitä voidaan auttaa lisäämällä solukalvon läpäisevyyttä käyttämällä tiettyjä suoloja tai sähkövirtaa. Jos kohteena on bakteeri, niin haluttua geeniä ei tarvitse edes laittaa päägenomiin - se voi toimia myös vektoriplasmidissa...

Tässä syntyy toinen vaikeus: molekyylikonstruktorit työskentelevät suuren määrän kohteita kerralla - geenien, vektorien, kohdesolujen kanssa. On selvää, että jokaisen leikkauksen onnistumisprosentti ei ole 100 %, ja sen seurauksena kaikki kohdesolut eivät saa luovuttajageeniä. Siirtogeeniset solut on erotettava muuttumattomista soluista. Tätä varten yhdistelmä-DNA:ta luotaessa vektoriin liitetään halutun geenin mukana geeni, joka on resistentti jollekin antibiootille. Tällaisille vektoreille altistuksen jälkeen kohdesolut maljataan ravintoalustaan, joka sisältää tätä antibioottia. Sitten kaikki solut, joihin vektori ei ole tunkeutunut tai ei toimi, kuolevat, ja vain siirtogeeniset jäävät jäljelle.

Jos työn kohteena olivat mikro-organismit, niin tehtävä on suoritettu: on luotu siirtogeenisten solujen populaatio, joka nyt tarvitsee vain kertoa. Kasvien kanssa se on vaikeampaa: soluviljelmistä on kasvatettava koko organismi. Mutta kasvinjalostajat oppivat tekemään tämän kauan ennen geenitekniikan tuloa. Kaikkein vaikeinta on eläinten kanssa: niiden hedelmöittyneet munat on muunnettava geneettisesti, ja nisäkkäiden kanssa työskennellessä ne on myös istutettava sijaisemälle. Tästä syystä siirtogeenisiä eläimiä on luotu monta kertaa vähemmän kuin kasveja ja mikrobeja. Mutta yksikään ei ole vielä saavuttanut kaupallisen massajalostuksen pistettä. Jälkimmäiseen seikkaan voi kuitenkin olla muita syitä.

Luota mutta tarkista

Argumentit siirtogeenisiä organismeja ja tuotteita vastaan koostuvat suurelta osin agroteollisuusyritysten kilpailun synnyttämästä "musta PR:stä" sekä pohjimmiltaan todentamattomista uskonnollisista ja ideologisista lausunnoista (kuten väitöskirja "jumalalliseen suunnitelmaan puuttumisesta") ja arkipäiväisistä asioista. tuntemattoman pelot. Mutta tämän tietolian lisäksi GMO:ien turvallisuudesta käytävissä keskusteluissa voidaan havaita todellisia ongelmia.

Vakavin niistä on uhka luonnon monimuotoisuudelle. GM-kasvien siitepöly voi laskeutua villien esi-isiensä kukkien päälle ja vapauttaa siten vieraan geenin kellumaan vapaasti kaikkialla luonnonvaraisessa populaatiossa. Jos tämä geeni tarjoaa omistajilleen jonkinlaisen elämänedun (ja GM-lajikkeet eroavat usein perinteisistä kuivuuden, pakkasen, tuholaisten jne. kestävyydestään), niin se leviää hyvin nopeasti luonnonvaraiseen populaatioon ja syrjäyttää luonnon kokonaan. muoto - ja itse asiassa menetämme yhden elävien olentojen tyypeistä, joita on sitten mahdotonta palauttaa millään toimenpiteillä. Se, että kadonneen lajin tilalle kasvavat sen siirtogeeniset sukulaiset, ei muuta asiaa: kotihevoset ja -lehmät eivät voi korvata tuhottuja esi-isiämme - tarpaania ja aurokkia.

Viljelykasvit voivat kuitenkin usein risteytyä suorien esi-isiensä lisäksi myös läheisten lajien kanssa, joista monet ovat haitallisia rikkakasveja. Jos he saavat esimerkiksi rikkakasvien torjunta-aineresistenssigeenin (ja yli puolet kaikista kaupallisesti kasvatetuista GM-kasveista maailmassa on Roundup-lääkeresistenttejä lajikkeita), he saavat "superrikkaruohon", jota on erittäin vaikea torjua.

Todellinen tapa näiden vaikutusten ehkäisemistä ehdotettiin jo vuonna 1998, jolloin kasvinviljelyn siirtogeenisten teknologioiden johtaja Monsanto kehitti erilaisia muuntogeenisiä vehnöitä, joissa tuholaisten vastustuskyvyn lisäksi oli myös erityinen terminaattorigeeni: jyvät sisältävät se ei eronnut maultaan ja ravitsemuksellisilta ominaisuuksiltaan tavallisista, mutta ei itänyt kylvettäessä. Tämän lajikkeen hybridit perinteisen vehnän kanssa olivat myös steriilejä, mikä sulki pois siirtogeenisen perinnöllisen materiaalin hallitsemattoman leviämisen. Yritystä syytettiin välittömästi yrittämisestä saada maanviljelijät koukkuun vuotuisiin siemenhankintoihin, ja seuraavana vuonna se ilmoitti, ettei se tuo terminaattorigeenitekniikkaa markkinoille. Bioteknikot eivät kuitenkaan ole hylänneet tätä lupaavaa ideaa: useissa laboratorioissa on luotu älykkäitä geneettisiä mekanismeja, joiden avulla GM-kasvit risteytyvät onnistuneesti keskenään, mutta tekevät hedelmättömistä siemenistä, joissa vain toinen vanhemmista oli siirtogeeninen.

Muokattujen genotyyppien ympäristöön vapautumisen estämisen ongelma on vieläkin akuuttimpi, jos siirtogeenisiä tekniikoita sovelletaan eläimiin. Kalankasvattajat tietävät: jos kalanviljelylaitoksella on käytössä luonnonvarainen tekojärvi, niin aitaapa se miten tahansa, ennemmin tai myöhemmin siellä kasvavat lajit löytyvät koko joesta. Samaan aikaan jo luoduista GM-eläimistä Aqua Bountyn nopeimmin kasvava siirtogeeninen lohi on lähimpänä kaupallista käyttöä. Heti alusta alkaen kromosomien määrää hänen genomissaan muutettiin. Tämä mahdollistaa sen risteytymisen luonnollisten populaatioiden kalojen kanssa - mutta ei sen lisääntymisen luonnollisissa altaissa, jos se joutuu niihin.

Toistaiseksi ei kuitenkaan ole havaittu ennakkotapauksia ympäristön geneettisestä saastumisesta - tiedetään vain tapauksia, joissa siirtogeenisiä kasveja esiintyy pelloilla, joissa on kylvetty perinteisiä lajikkeita (yleensä siitepölyn siirtymisestä). Vaikka siirtogeenisten organismien jalostuksen mittakaava on jo nyt valtava (maatalouden lisäksi GMO:t ovat laajalti käytössä lääketeollisuudessa - kehittyneissä maissa monia proteiinilääkkeitä, mukaan lukien sellaisia tärkeitä kuin interferoni ja insuliini, tuottavat mikro-organismit, joille vastaavat ihmisen geenejä on lisätty), ja niiden havainnot olivat perusteellisia ja joskus puolueellisia (on huomionarvoista, että Venäjällä ei ole vielä annettu lakia, joka sallisi muuntogeenisten viljelykasvien viljelyn, mutta maahantuotuja siirtogeenisiä kasveja voidaan käyttää; tätä varten tuote on läpäistävä lääketieteellis-biologinen, lääketieteellis-geneettinen testaus ja tekninen asiantuntemus. Ed.). Myöskään muut teoreettiset huolenaiheet, joita asiantuntijat ilmaisivat "siirtogeenisen aikakauden" kynnyksellä, eivät vahvistuneet. Oletettiin esimerkiksi, että vieraassa ympäristössä viety geeni saattaa osoittautua epävakaaksi, alttiiksi jättämään "uuden kotimaansa" ja leviämään virusten välityksellä muihin organismeihin. Itse asiassa näin tapahtuu myös "natiivien" geenien kanssa, mutta odotettiin, että luovuttajageenit tekisivät tämän paljon useammin. Suorat tutkimukset "horisontaalisen siirron" intensiteetistä (kuten geneetikot kutsuvat geneettisen materiaalin vaihtoa eri lajien organismien välillä) eivät kuitenkaan paljastaneet eroja siirtogeenisten lajikkeiden ja kantojen välillä normaaleista.

Paljon epäilyksiä herätti myös se, että useimmat siirtogeeniset organismit kantavat antibioottiresistenssigeenejä. Oli luonnollista olettaa, että tällaisista GMO:eista valmistettuja ruokia syödessä nämä geenit voisivat siirtyä ihmiskehon bakteereihin. Vaikka ei patogeeninen, mutta symbioottinen, kuten E. coli, tapahtuu, että ihmiskehon normaali mikrofloora muuttuu yhtäkkiä patogeeniseksi, ja jos kapinabakteerit osoittautuvat vastustuskykyisiksi antibiootille, tämä vaikeuttaa suuresti hoitoa. 90-luvun alussa oli jopa töitä, joissa kerrottiin, että patogeenisten mikro-organismien vastustuskyky antibiooteille havaittiin useammin ihmisillä, jotka söivät GM-elintarvikkeita. Tarkemmat tutkimukset eivät kuitenkaan ole vahvistaneet tätä vaikutusta. Yleensä tähän asti kaikki raportit ihmisille tai eläimille GM-ruoan syömisen aiheuttamista haitoista ovat osoittautuneet joko fiktioksi tai tosiasioiden vääräksi tulkinnaksi. Esimerkiksi GMO:ien käyttöä vastustavissa puheissa viitataan edelleen suositun aspartaamin tuottajan syöpää aiheuttaviin tekijöihin, jotka on tuotettu siirtogeenisten bakteerien avulla. Itse asiassa aspartaamia tuotettiin alun perin kahdella tavalla: bioteknisellä ja puhtaasti kemiallisella tavalla. Toistaiseksi toinen menetelmä on korvannut ensimmäisen kokonaan, ja kaikki tällä hetkellä maailmassa tuotettu aspartaami on synteettistä. Sen karsinogeenisuus ei tietenkään katoa, mutta kuten odottaa, se liittyy itse aineen ominaisuuksiin. Eikä sen tuotantomenetelmällä, eikä varsinkaan - ei sitä tuottavien bakteerien siirtogeenisyydellä.

Eri asia on, milloin henkilö itse joutuu geenitekniikan manipuloinnin kohteeksi. SISÄÄN viime vuodet Lääkäreiden suuret toiveet liittyivät geeniterapiaan, joka mahdollistaa solujen geneettisten vikojen korjaamisen ihmiskehon. Tätä hoitoa on jo käytetty joihinkin sairauksiin - erityisesti yhdistettyyn synnynnäiseen immuunipuutokseen. Tämä sairaus estää lapsen immuunijärjestelmän kehittymisen ja tuomitsee hänet kuolemaan ensimmäisestä infektiosta, jonka hän kohtaa. Ennen geeniterapian tuloa lääketiede ei voinut tehdä mitään auttaakseen tällaisia vauvoja.

Taudin geeniterapiaohjelma kuitenkin lopetettiin vuonna 2002, jolloin kahdella 11 hoidetusta lapsesta todettiin leukemia. Ilmeisesti tämä ei ollut sattumaa. Kuljetetut geenit sisältävä vektori voidaan liittää mihin tahansa genomin osaan, ja sairastuneilla vauvoilla se osoittautui LMO2-geenin naapuriksi, jonka on pitkään tiedetty, että sen liiallinen aktiivisuus (joka voi hyvinkin johtua voimakas viruspromoottori, joka sisältyy vektoriin) johtaa leukemiaan. Tietenkin todennäköisyys, että vektori asettuu LMO2:n tai muun proto-onkogeenin viereen, on hyvin pieni. Mutta jokaiseen potilaaseen injektoitiin noin miljoona "geneettisesti korjattua" solua, ja yksi kohtalokas isku saattaa riittää leukemian kehittymiseen.

Tämä tarina riitti horjuttamaan virusvektorien käyttöä lääketieteessä - mutta ei geeniterapian ideaa. Nykyään lääkärit harkitsevat mahdollisuutta kuljettaa tarvittavat geenit soluun viruksetta. Tällaiset menetelmät ovat olleet biotekniikassa jo pitkään tunnettuja: esimerkiksi liposomien (solukalvon läpi tunkeutuvien rasvakapseleiden) käyttö tai "geenipyssy" - solujen suora pommittaminen kultamikrohiukkasilla niiden pinnalle kiinnitetyillä geeneillä. Totta, nämä polut ovat vapaita paitsi vaaroista, myös vektorinsiirron mukavuudesta: todennäköisyys, että tällä tavalla siirretty geeni insertoituu kohdesolun kromosomiin, on paljon pienempi, eikä ole takeita siitä, että jopa jos se on lisätty onnistuneesti, se alkaa toimia siellä. Lääketieteellisen yhteisön yksimielisen mielipiteen mukaan "geneettinen korjaus" muuttuu kuitenkin 10-15 vuoden kuluttua massatoimenpiteeksi.

Kukaan ei tietenkään voi sanoa tietävänsä kaikki siirtogeenisten tekniikoiden käytön seuraukset ja että ne eivät missään olosuhteissa voi aiheuttaa haittaa. Mutta mikään suurista keksinnöistä, jotka muodostivat ihmissivilisaation perustan - tuli, kirves, kotieläimet, pyörä, vene - eivät koskaan olleet täysin turvallisia, eikä kukaan voinut ennakoida kaikkia sen käytön seurauksia.

Virstanpylväät

1944 - Avery, McLeod ja McCarthy osoittivat, että "perinnöllisyysaine" on DNA.

1953 - James Watson ja Francis Crick määrittelivät DNA-molekyylin rakenteen - kaksoiskierteen.

1961-1966 - salaus purettu geneettinen koodi- periaate rekisteröidä aminohapposekvenssit proteiineissa DNA:ssa ja RNA:ssa.

1970 - ensimmäinen restriktioentsyymi eristettiin.

1973 - Gobinda Korana syntetisoi täyspitkän geenin; Herbert Boyer ja Stanley Cohen ehdottivat strategiaa yhdistelmä-DNA:n luomiseksi.

1976-1977 - on kehitetty menetelmiä minkä tahansa DNA:n nukleotidisekvenssien (sekvensointi) määrittämiseksi.

1978 - Genentech on vapauttanut yhdistelmä-insuliinia, joka on tuotettu bakteerisoluun siirretyn ihmisen geenin avulla.

1980 - Yhdysvaltain korkein oikeus antoi tuomion siirtogeenisten mikro-organismien patentoinnin laillisuudesta.

1981 - automaattiset DNA-syntetisaattorit tulivat myyntiin.

1982 - Yhdysvalloissa jätettiin ensimmäistä kertaa hakemuksia siirtogeenisten organismien kenttätestauksesta; Ensimmäinen geneettisesti muunneltu eläinrokote on hyväksytty Euroopassa.

1983 - hybridi Ti-plasmideja käytettiin kasvien transformaatioon; Monsanto aloitti siirtogeenisten kasvien luomisen.

1985-1988 - polymeraasiketjureaktio (PCR) -menetelmä on kehitetty.

1990 - Yhdysvalloissa on hyväksytty suunnitelma ihmissoluja käyttävän geeniterapian testaamiseksi; työ aloitettiin virallisesti maailmanlaajuisen ihmisgenomiprojektin parissa (valmistui vuonna 2000).

1994 - ensimmäinen siirtogeenisen kasvin (tomaattilajike FlavrSavr) viljelylupa saatiin.

1996 - siirtogeenisten kasvien massaviljely aloitettiin.

1998 – Euroopan unioni otti käyttöön uusien muuntogeenisten viljelykasvien rekisteröintikiellon, joka oli voimassa vuoteen 2002 asti.

2000 - Cartagenan bioturvallisuuspöytäkirja hyväksyttiin (tuli voimaan vuonna 2003), jossa vahvistetaan yleisimmät kansainväliset standardit siirtogeenisten organismien hoidolle.

"Genneettisesti muunnetut organismit (GMO)"

Johdanto

Mikä on GMO?

GMO:ien luomisen tarkoitus

GMO:ien tyypit

Menetelmät GMO:ien luomiseksi

GMO:ien soveltaminen

Sokea pelisessio

Luota mutta tarkista

Virstanpylväät

Toimittajan valinta