Penggunaan GMO dalam pengeluaran makanan. GMO: faedah atau bahaya, tujuan penciptaan, aplikasi, penyelidikan keselamatan

rumah / Isteri curang

Akademi Perubatan Negeri Kemerovo

Jabatan Kebersihan Am

Abstrak mengenai topik:

"Organisme diubah suai secara genetik (GMO)"

Selesai:

Leshcheva E.S., 403 gr.,

Kostrova A.V., 403 gr.

Kemerovo, 2012

pengenalan

Apakah itu GMO (sejarah, matlamat dan kaedah penciptaan)

Jenis GMO dan kegunaannya

Dasar Rusia mengenai GMO

Kebaikan GMO

Bahaya GMO

Akibat menggunakan GMO

Kesimpulan

Bibliografi

pengenalan

Bilangan penduduk Bumi semakin meningkat, oleh itu, masalah besar timbul dalam meningkatkan pengeluaran makanan, memperbaiki ubat-ubatan dan perubatan secara umum. Dan dalam hal ini, dunia sedang mengalami genangan sosial, yang menjadi semakin mendesak. Terdapat pendapat bahawa dengan saiz semasa populasi planet ini, hanya GMO yang dapat menyelamatkan dunia daripada ancaman kelaparan, kerana dengan bantuan pengubahsuaian genetik adalah mungkin untuk meningkatkan hasil dan kualiti makanan.

Penciptaan produk yang diubah suai secara genetik kini merupakan tugas yang paling penting dan paling kontroversi.

Apakah GMO?

Organisma yang diubah suai secara genetik (GMO) ialah organisma yang genotipnya telah sengaja diubah secara buatan menggunakan kaedah kejuruteraan genetik. Takrifan ini boleh digunakan untuk tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma. Perubahan genetik biasanya dibuat untuk tujuan saintifik atau ekonomi.

Sejarah penciptaan GMO

Produk transgenik pertama telah dibangunkan di Amerika Syarikat oleh bekas syarikat kimia tentera Monsanto pada tahun 80-an.

Syarikat Monsanto (Monsanto)- sebuah syarikat transnasional, peneraju dunia dalam bioteknologi tumbuhan. Produk utama adalah benih jagung, kacang soya, kapas yang diubah suai secara genetik, serta racun herba yang paling biasa di dunia, Roundup. Diasaskan oleh John Francis Quiney pada tahun 1901 sebagai syarikat kimia semata-mata, Monsanto telah berkembang menjadi kebimbangan yang mengkhusus dalam teknologi tinggi dalam bidang pertanian. Momen penting dalam transformasi ini berlaku pada tahun 1996, apabila Monsanto melancarkan tanaman pertama yang diubah suai secara genetik secara serentak: kacang soya transgenik dengan ciri Sedia Roundup baharu dan kapas Ballgard yang tahan serangga. Kejayaan besar produk ini dan seterusnya produk serupa dalam pasaran pertanian AS menggalakkan syarikat itu untuk mengalihkan tumpuannya daripada kimia tradisional dan farmakokimia kepada pengeluaran varieti benih baharu. Pada Mac 2005, Monsanto memperoleh syarikat benih terbesar Seminis, yang mengkhusus dalam pengeluaran benih sayuran dan buah-buahan.

Jumlah terbesar kawasan ini disemai di Amerika Syarikat, Kanada, Brazil, Argentina dan China. Selain itu, 96% daripada semua tanaman GMO adalah milik Amerika Syarikat. Secara keseluruhan, lebih daripada 140 barisan tumbuhan yang diubah suai secara genetik diluluskan untuk pengeluaran di dunia.

Tujuan mencipta GMO

Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu menganggap penggunaan kaedah kejuruteraan genetik untuk mencipta varieti transgenik tumbuhan atau organisma lain sebagai bahagian penting dalam bioteknologi pertanian. Pemindahan langsung gen yang bertanggungjawab untuk sifat berguna adalah perkembangan semula jadi kerja pada pemilihan haiwan dan tumbuhan, yang telah memperluaskan keupayaan penternak untuk mengawal proses mencipta varieti baru dan mengembangkan keupayaannya, khususnya, pemindahan sifat berguna antara spesies tidak bersilang.

Kaedah untuk mencipta GMO

Peringkat utama mencipta GMO:

1. Mendapatkan gen terpencil.

2. Pengenalan gen ke dalam vektor untuk dipindahkan ke dalam badan.

3. Pemindahan vektor dengan gen ke dalam organisma yang diubah suai.

4. Transformasi sel badan.

5. Pemilihan organisma yang diubah suai secara genetik dan penyingkiran organisma yang tidak berjaya diubah suai.

Proses sintesis gen kini dibangunkan dengan sangat baik malah sebahagian besarnya automatik. Terdapat peranti khas yang dilengkapi dengan komputer, dalam ingatan yang mana program untuk sintesis pelbagai urutan nukleotida disimpan.

Untuk memasukkan gen ke dalam vektor, enzim digunakan - enzim sekatan dan ligase. Menggunakan enzim sekatan, gen dan vektor boleh dipotong menjadi kepingan. Dengan bantuan ligase, kepingan sedemikian boleh "dilekatkan bersama", digabungkan dalam kombinasi yang berbeza, membina gen baru atau melampirkannya dalam vektor.

Jika organisma unisel atau kultur sel multisel tertakluk kepada pengubahsuaian, maka pada peringkat ini pengklonan bermula, iaitu pemilihan organisma tersebut dan keturunannya (klon) yang telah mengalami pengubahsuaian. Apabila tugasnya adalah untuk mendapatkan organisma multiselular, sel dengan genotip yang diubah digunakan untuk pembiakan vegetatif tumbuhan atau dimasukkan ke dalam blastokista ibu tumpang apabila ia berkaitan dengan haiwan. Akibatnya, anak-anak dilahirkan dengan genotip yang berubah atau tidak berubah, di antaranya hanya mereka yang mempamerkan perubahan yang diharapkan dipilih dan disilangkan antara satu sama lain.

Apakah GMO? Organisma yang diubah suai secara genetik ( GMO) - organisma hidup, komponen genetik yang telah diubah secara buatan menggunakan kaedah kejuruteraan genetik. Lazimnya, perubahan tersebut digunakan untuk tujuan saintifik atau pertanian. Pengubahsuaian genetik ( GM) berbeza daripada mutagenesis semula jadi, ciri mutagenesis buatan dan semula jadi, dengan campur tangan yang disasarkan dalam organisma hidup.

Jenis pengeluaran utama pada masa ini ialah pengenalan transgen.

Dari sejarah.

Penampilan GMO adalah disebabkan oleh penemuan dan penciptaan bakteria rekombinan pertama pada tahun 1973. Ini membawa kepada kontroversi dalam komuniti saintifik, kepada kemunculan potensi risiko yang ditimbulkan oleh kejuruteraan genetik, yang telah dibincangkan secara terperinci pada Persidangan Asilomar 1975. Salah satu cadangan utama daripada mesyuarat ini ialah pengawasan kerajaan terhadap penyelidikan rekombinan harus diwujudkan. DNA supaya teknologi ini boleh dianggap selamat. Herbert Boyer kemudiannya mengasaskan syarikat pertama menggunakan teknologi rekombinan DNA(Genentech) dan pada tahun 1978 syarikat itu mengumumkan penciptaan produk yang menghasilkan insulin manusia.

Pada tahun 1986, ujian lapangan terhadap bakteria kejuruteraan genetik yang akan melindungi tumbuhan daripada fros yang dibangunkan oleh sebuah syarikat bioteknologi kecil yang dipanggil Advanced Genetic Sciences of Oakland, California, telah berulang kali ditangguhkan oleh penentang bioteknologi.

Pada akhir 1980-an dan awal 1990-an, panduan untuk menilai keselamatan tumbuhan dan makanan kejuruteraan genetik muncul daripada FAO dan WHO.

Pada akhir 1980-an, pengeluaran eksperimen skala kecil yang diubah suai secara genetik ( GM) tumbuhan. Kelulusan pertama untuk penanaman komersial berskala besar telah diberikan pada pertengahan 1990-an. Sejak itu, bilangan petani di seluruh dunia yang menggunakannya semakin meningkat setiap tahun.

Masalah diselesaikan dengan kemunculan GMO.

Penampilan GMO dianggap oleh saintis sebagai salah satu spesies untuk pembiakan tumbuhan dan haiwan. Para saintis lain percaya bahawa Kejuruteraan genetik- cawangan mati-matian pemilihan klasik, kerana GMO bukan produk pemilihan buatan, iaitu penanaman sistematik dan jangka panjang varieti baru (spesies) organisma hidup melalui pembiakan semula jadi, dan sebenarnya adalah yang baru. buatan buatan dalam makmal organisma.

Dalam kebanyakan kes, gunakan GMO meningkatkan produktiviti dengan ketara. Terdapat pendapat bahawa pada kadar pertumbuhan penduduk dunia sekarang sahaja GMO dapat menghadapi ancaman kebuluran, kerana dengan cara ini hasil dan kualiti makanan dapat ditingkatkan dengan ketara. Para saintis lain yang menentang GMO percaya bahawa wujud teknologi canggih Dengan membiak jenis baru tumbuhan dan haiwan, dan mengusahakan tanah, mereka dapat memberi makan kepada penduduk planet yang semakin meningkat dengan pesat.

Kaedah untuk mendapatkan GMO.
Urutan penciptaan sampel GM:
1. Membesarkan gen yang diperlukan.
2. Pengenalan gen ini ke dalam DNA organisma penderma.
3. Pemindahan DNA dengan gen menjadi boleh diproyeksikan organisma.
4. Pencantuman sel dalam badan.
5. Menyaring organisma diubah suai yang tidak berjaya diubah suai.

Kini proses pengeluaran gen sudah mantap dan dalam kebanyakan kes diautomasikan. Makmal khas telah dibangunkan di mana, menggunakan peranti terkawal komputer, proses sintesis jujukan nukleotida yang diperlukan dikawal. Peranti sedemikian menghasilkan semula segmen DNA panjangnya sehingga 100-120 bes nitrogen (oligonukleotida).

Untuk menampal yang diterima gen ke dalam vektor (organisma penderma), enzim digunakan - ligase dan enzim sekatan. Menggunakan enzim sekatan, vektor dan gen boleh dipotong menjadi kepingan individu. Dengan bantuan ligase, kepingan yang serupa boleh "disambung", digabungkan dalam kombinasi yang sama sekali berbeza, dengan itu mencipta yang sama sekali baru gen atau memperkenalkannya kepada penderma organisma.

Teknik memperkenalkan gen ke dalam bakteria telah diterima pakai oleh kejuruteraan genetik selepas Frederick Griffith tertentu menemui transformasi bakteria. Fenomena ini adalah berdasarkan proses seksual biasa, yang disertai dengan pertukaran jumlah kecil serpihan antara plasmid dan bukan kromosom DNA. Teknologi plasmid membentuk asas untuk pengenalan gen buatan ke dalam sel bakteria.

Untuk memperkenalkan gen yang terhasil ke dalam genom sel haiwan dan tumbuhan, proses pemindahan digunakan. Selepas pengubahsuaian organisma unisel atau multisel, peringkat pengklonan bermula, iaitu proses memilih organisma dan keturunannya yang telah berjaya menjalani pengubahsuaian genetik. Sekiranya perlu untuk mendapatkan organisma multiselular, maka sel-sel yang diubah akibat pengubahsuaian genetik digunakan dalam tumbuhan sebagai pembiakan vegetatif; pada haiwan mereka dimasukkan ke dalam blastokista ibu tumpang. Akibatnya, keturunan dilahirkan dengan profil gen yang berubah atau tidak, mereka yang mempunyai ciri-ciri yang diharapkan sekali lagi dipilih dan sekali lagi bersilang antara satu sama lain sehingga anak yang stabil muncul.

Penggunaan GMO.

Aplikasi GMO dalam sains.

Kini organisma yang diubah suai secara genetik digunakan secara meluas dalam penyelidikan gunaan dan asas. kajian saintifik. Dengan bantuan mereka, corak kejadian dan perkembangan penyakit seperti kanser, penyakit Alzheimer, regenerasi dan proses penuaan dikaji, proses yang berlaku dalam sistem saraf dikaji, dan masalah lain yang berkaitan dalam perubatan dan biologi diselesaikan.

Penggunaan GMO dalam perubatan.

Sejak tahun 1982, organisma yang diubah suai secara genetik telah digunakan dalam perubatan gunaan. Tahun ini, insulin manusia, yang dihasilkan menggunakan β-bakteria, telah didaftarkan sebagai ubat.

Sedang dijalankan penyelidikan setelah menerima menggunakan GM- ubat tumbuhan dan vaksin terhadap penyakit seperti wabak dan HIV. Proinsulin yang diperolehi daripada GM safflower sedang diuji. Ubat untuk trombosis, yang diperoleh daripada susu kambing yang diubah suai secara genetik, telah berjaya diuji dan diluluskan untuk digunakan. Cawangan perubatan seperti terapi gen telah menerima perkembangan yang sangat pesat. Bidang perubatan ini berdasarkan pengubahsuaian genom sel somatik manusia. Pada masa kini, terapi gen adalah kaedah utama untuk memerangi beberapa penyakit. Sebagai contoh, pada tahun 1999, setiap anak ke-4 dengan kekurangan imun gabungan yang teruk telah berjaya dirawat dengan terapi gen. Ia juga dirancang untuk menggunakan terapi gen sebagai salah satu cara untuk memerangi proses penuaan.

Penggunaan GMO dalam pertanian.

Dalam bidang pertanian Kejuruteraan genetik digunakan untuk mencipta varieti baru tumbuhan yang bertolak ansur dengan kemarau, suhu rendah, tahan terhadap perosak, dan mempunyai rasa dan kualiti pertumbuhan yang lebih baik. Baka baru haiwan yang terhasil dicirikan oleh peningkatan produktiviti dan pertumbuhan yang dipercepatkan. Pada masa ini, jenis tumbuhan baru telah dicipta yang dibezakan oleh kandungan kalori tertinggi dan kandungan jumlah mikroelemen yang diperlukan untuk tubuh manusia. Baka baharu pokok yang diubah suai secara genetik sedang diuji, yang mempunyai kandungan selulosa yang lebih tinggi dan pertumbuhan pesat.

Kegunaan lain GMO.

Tumbuhan sedang dibangunkan yang boleh digunakan sebagai biofuel.

Pada awal tahun 2003, yang pertama diubah suai secara genetik organisma– GloFish, dicipta untuk tujuan estetik. Terima kasih hanya kepada kejuruteraan genetik, ikan akuarium yang sangat popular Danio rerio telah memperoleh beberapa jalur warna terang pendarfluor pada perutnya.

Pada tahun 2009, pelbagai jenis mawar baharu, "Tepuk tangan" dengan kelopak biru, muncul untuk dijual. Dengan kemunculan bunga mawar ini, impian ramai penternak yang tidak berjaya mencuba membiak bunga mawar dengan kelopak biru menjadi kenyataan.

Definisi GMO

Tujuan mencipta GMO

Kaedah untuk mencipta GMO

Penggunaan GMO

GMO - hujah menyokong dan menentang

Kelebihan organisma yang diubah suai secara genetik

Bahaya organisma yang diubah suai secara genetik

Penyelidikan makmal GMO

Akibat pengambilan makanan GM untuk kesihatan manusia

Kajian keselamatan GMO

Bagaimanakah pengeluaran dan penjualan GMO dikawal selia di dunia?

Senarai pengeluar antarabangsa yang didapati menggunakan GMO

Aditif dan perisa makanan yang diubah suai secara genetik

Kesimpulan

Senarai sastera terpakai

Definisi GMO

Organisma yang diubah suai secara genetik- ini adalah organisma di mana bahan genetik (DNA) telah diubah dengan cara yang mustahil dalam alam semula jadi. GMO boleh mengandungi serpihan DNA daripada mana-mana organisma hidup lain.

Tujuan mendapatkan organisma yang diubah suai secara genetik– meningkatkan ciri-ciri berfaedah organisma penderma asal (rintangan kepada perosak, rintangan fros, hasil, kandungan kalori dan lain-lain) untuk mengurangkan kos produk. Akibatnya, kini terdapat kentang yang mengandungi gen bakteria tanah yang membunuh kumbang kentang Colorado, gandum tahan kemarau yang telah ditanam dengan gen kala jengking, tomato dengan gen menggelepar, dan kacang soya dan strawberi dengan gen bakteria.

Spesies tumbuhan tersebut boleh dipanggil transgenik (diubah suai secara genetik), di mana gen (atau gen) yang dipindahkan daripada spesies tumbuhan atau haiwan lain berfungsi dengan jayanya. Ini dilakukan supaya tumbuhan penerima menerima sifat baru yang sesuai untuk manusia, meningkatkan daya tahan terhadap virus, racun herba, perosak dan penyakit tumbuhan. Produk makanan yang diperoleh daripada tanaman yang diubah suai secara genetik tersebut mungkin rasa lebih enak, kelihatan lebih baik dan tahan lebih lama.

Juga, tumbuhan sedemikian sering menghasilkan penuaian yang lebih kaya dan lebih stabil daripada rakan semula jadi mereka.

Produk yang diubahsuai secara genetik- ini adalah apabila gen daripada satu organisma yang diasingkan di makmal dipindahkan ke dalam sel yang lain. Berikut adalah contoh dari amalan Amerika: untuk menjadikan tomato dan strawberi lebih tahan fros, mereka "diimplan" dengan gen dari ikan utara; Untuk mengelakkan jagung daripada dimakan oleh perosak, ia boleh "disuntik" dengan gen yang sangat aktif yang diperoleh daripada racun ular.

Dengan cara ini, jangan mengelirukan istilah " diubahsuai" dan "diubah suai secara genetik" Sebagai contoh, kanji yang diubah suai, yang merupakan sebahagian daripada kebanyakan yogurt, sos tomato dan mayonis, tidak ada kaitan dengan produk GMO. Kanji yang diubah suai ialah kanji yang telah diperbaiki oleh manusia untuk keperluan mereka. Ini boleh dilakukan sama ada secara fizikal (pendedahan kepada suhu, tekanan, kelembapan, sinaran) atau secara kimia. Dalam kes kedua, bahan kimia digunakan yang diluluskan oleh Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia sebagai bahan tambahan makanan.

Tujuan mencipta GMO

Perkembangan GMO dianggap oleh sesetengah saintis sebagai perkembangan semula jadi kerja pada pemilihan haiwan dan tumbuhan. Yang lain, sebaliknya, menganggap kejuruteraan genetik sebagai penyimpangan sepenuhnya dari pemilihan klasik, kerana GMO bukanlah produk pemilihan buatan, iaitu, perkembangan beransur-ansur varieti (baka) organisma baru melalui pembiakan semula jadi, tetapi sebenarnya adalah yang baru. spesies yang disintesis secara buatan dalam makmal.

Dalam banyak kes, penggunaan tumbuhan transgenik sangat meningkatkan hasil. Terdapat pendapat bahawa dengan saiz semasa populasi planet ini, hanya GMO yang dapat menyelamatkan dunia daripada ancaman kelaparan, kerana dengan bantuan pengubahsuaian genetik adalah mungkin untuk meningkatkan hasil dan kualiti makanan.

Penentang pendapat ini percaya bahawa dengan tahap moden teknologi pertanian dan mekanisasi pengeluaran pertanian, varieti tumbuhan dan baka haiwan yang telah wujud sekarang, diperoleh dengan cara klasik, mampu menyediakan sepenuhnya makanan berkualiti tinggi kepada penduduk planet ini ( masalah kemungkinan kelaparan dunia disebabkan semata-mata oleh sebab sosio-politik, dan oleh itu boleh diselesaikan bukan oleh ahli genetik, tetapi oleh elit politik negara.

Jenis-jenis GMO

Asal-usul kejuruteraan genetik tumbuhan terletak pada penemuan 1977 bahawa mikroorganisma tanah Agrobacterium tumefaciens boleh digunakan sebagai alat untuk memperkenalkan gen asing yang berpotensi bermanfaat ke dalam tumbuhan lain.

Percubaan lapangan pertama tanaman tanaman yang diubah suai secara genetik, yang menghasilkan tomato tahan terhadap penyakit virus, telah dijalankan pada tahun 1987.

Pada tahun 1992, China mula menanam tembakau yang "tidak takut" terhadap serangga berbahaya. Pada tahun 1993, produk yang diubah suai secara genetik dibenarkan di rak kedai di seluruh dunia. Tetapi pengeluaran besar-besaran produk yang diubah suai bermula pada tahun 1994, apabila tomato muncul di Amerika Syarikat yang tidak rosak semasa pengangkutan.

Hari ini, produk GMO menduduki lebih daripada 80 juta hektar tanah ladang dan ditanam di lebih daripada 20 negara di seluruh dunia.

GMO menggabungkan tiga kumpulan organisma:

mikroorganisma yang diubah suai secara genetik (GMM);

haiwan yang diubah suai secara genetik (GMFA);

Tumbuhan ubah suai genetik (GMP) adalah kumpulan yang paling biasa.

Hari ini, terdapat beberapa dozen baris tanaman GM di dunia: kacang soya, kentang, jagung, bit gula, beras, tomato, biji sesawi, gandum, tembikai, chicory, betik, zucchini, kapas, rami dan alfalfa. Kacang soya GM sedang ditanam secara beramai-ramai, yang di AS telah pun menggantikan kacang soya, jagung, kanola dan kapas konvensional. Tanaman tumbuhan transgenik sentiasa meningkat. Pada tahun 1996, 1.7 juta hektar telah diduduki di dunia di bawah tanaman varieti tumbuhan transgenik, pada tahun 2002 angka ini mencapai 52.6 juta hektar (di mana 35.7 juta hektar berada di Amerika Syarikat), pada tahun 2005 GMO- Sudah terdapat 91.2 juta hektar tanaman , pada tahun 2006 - 102 juta hektar.

Pada tahun 2006, tanaman GM telah ditanam di 22 negara, termasuk Argentina, Australia, Kanada, China, Jerman, Colombia, India, Indonesia, Mexico, Afrika Selatan, Sepanyol, dan Amerika Syarikat. Pengeluar utama dunia produk yang mengandungi GMO ialah Amerika Syarikat (68%), Argentina (11.8%), Kanada (6%), China (3%). Lebih daripada 30% daripada kacang soya dunia, lebih daripada 16% daripada kapas, 11% daripada kanola (tumbuhan biji minyak) dan 7% daripada jagung dihasilkan menggunakan kejuruteraan genetik.

Tidak ada satu hektar pun di wilayah Persekutuan Rusia yang telah disemai dengan transgen.

Kaedah untuk mencipta GMO

Peringkat utama mencipta GMO:

1. Mendapatkan gen terpencil.

2. Pengenalan gen ke dalam vektor untuk dipindahkan ke dalam badan.

3. Pemindahan vektor dengan gen ke dalam organisma yang diubah suai.

4. Transformasi sel badan.

5. Pemilihan organisma yang diubah suai secara genetik dan penyingkiran organisma yang tidak berjaya diubah suai.

Teknik memperkenalkan gen ke dalam bakteria telah dibangunkan selepas Frederick Griffith menemui fenomena transformasi bakteria. Fenomena ini berdasarkan proses seksual primitif, yang dalam bakteria disertai dengan pertukaran serpihan kecil DNA bukan kromosom, plasmid. Teknologi plasmid membentuk asas untuk pengenalan gen buatan ke dalam sel bakteria. Untuk memperkenalkan gen siap ke dalam radas keturunan sel tumbuhan dan haiwan, proses pemindahan digunakan.

Penggunaan GMO

Penggunaan GMO untuk tujuan saintifik.

Pada masa ini, organisma yang diubah suai secara genetik digunakan secara meluas dalam penyelidikan saintifik asas dan gunaan. Dengan bantuan GMO, corak perkembangan penyakit tertentu (penyakit Alzheimer, kanser), proses penuaan dan penjanaan semula dikaji, fungsi sistem saraf, beberapa yang lain sedang diselesaikan masalah semasa biologi dan perubatan.

Penggunaan GMO untuk tujuan perubatan.

Organisma yang diubah suai secara genetik telah digunakan dalam perubatan gunaan sejak tahun 1982. Tahun ini, insulin manusia yang dihasilkan menggunakan bakteria yang diubah suai secara genetik telah didaftarkan sebagai ubat.

Kerja sedang dijalankan untuk mencipta tumbuhan yang diubah suai secara genetik yang menghasilkan komponen vaksin dan ubat-ubatan terhadap jangkitan berbahaya (wabak, HIV). Proinsulin yang diperoleh daripada safflower yang diubah suai secara genetik berada pada peringkat ujian klinikal. Ubat melawan trombosis berdasarkan protein daripada susu kambing transgenik telah berjaya diuji dan diluluskan untuk digunakan.

Satu cabang perubatan baru sedang berkembang pesat - terapi gen. Ia berdasarkan prinsip penciptaan GMO, tetapi objek pengubahsuaian adalah genom sel somatik manusia. Pada masa ini, terapi gen adalah salah satu kaedah utama untuk merawat penyakit tertentu. Oleh itu, pada tahun 1999, setiap kanak-kanak keempat yang menderita SCID (kekurangan imun gabungan yang teruk) telah dirawat dengan terapi gen. Selain digunakan dalam rawatan, terapi gen juga dicadangkan digunakan untuk melambatkan proses penuaan.

Terdapat banyak salah tanggapan tentang bahaya makan makanan yang diubah suai secara genetik. Dan kebanyakan salah tanggapan ini mempunyai asas moral, etika dan agama. Kewajipan saintis adalah untuk menerangkan dalam bentuk yang boleh diakses oleh orang biasa semua kebaikan dan keburukan menggunakan sumber makanan yang diubah suai secara genetik (selepas ini GMI) untuk mengelakkan persepsi negatif yang tidak munasabah terhadap pencapaian kejuruteraan genetik dan memberi semua orang peluang untuk membuat pilihan termaklum tentang produk makanan yang diperlukan untuk kehidupan.

Organisma yang telah mengalami perubahan genetik dipanggil transgenik. Tetapi tidak semua organisma transgenik boleh menjadi produk makanan GMI. Jika organisma tersebut mampu membiak dan menghantar maklumat genetik baharu, maka ia diubah suai secara genetik (selepas ini GMO).

Mari kita pertimbangkan prasyarat untuk penciptaan GMO. Peningkatan populasi Bumi membawa kepada keperluan untuk organisma dengan sifat tertentu: ketahanan terhadap kemarau, sejuk, perosak, dll.; produktiviti tinggi; buah-buahan besar; dsb. Di samping itu, perkembangan sains dan teknologi biologi telah mewujudkan syarat-syarat untuk pelaksanaan matlamat ini.

Tumbuhan transgenik, bergantung pada sifat yang dikawal oleh gen yang dipindahkan, dibahagikan kepada:

tahan racun herba;
- tahan terhadap perosak serangga;
- tahan terhadap racun herba dan perosak serangga;
- tahan terhadap virus, jangkitan bakteria dan kulat;
- tahan kepada faktor abiotik (sejuk, panas, kemarau, dll.);
- tumbuhan untuk industri makanan dan farmaseutikal;
- tumbuhan untuk membersihkan tanah, air, dll.

Membiak organisma dengan sifat ini boleh dilakukan menggunakan pembiakan tradisional dan kejuruteraan genetik.

Pembiakan tumbuhan tradisional, dalam jangka masa yang panjang, memilih organisma dengan sifat yang diingini daripada generasi tumbuhan dan, dengan menyeberanginya, meningkatkan ekspresi sifat ini.

Kejuruteraan genetik, menggunakan teknik dan teknologi biologi molekul moden, memperkenalkan kawasan gen yang bertanggungjawab untuk sifat tertentu, dengan itu menyebabkan manifestasi sifat ini dalam generasi baru tumbuhan.

Dalam kes ini, kejuruteraan genetik menggunakan kaedah asas transformasi tumbuhan berikut:

penggunaan enzim khas yang mampu mengenali bahagian DNA, membelahnya kepada bahagian dan menjahitnya dalam urutan yang berbeza. Teknik ini digunakan pada awal perkembangan kejuruteraan genetik;

kaedah balistik biologi: gen yang dimasukkan ke dalam DNA digunakan pada tungsten atau zarah emas, dan senjata biologi khas menembak zarah ini ke arah kromosom - molekul sasaran. Hari ini ini adalah teknik yang paling biasa.

Sebarang bahan mentah makanan atau produk makanan boleh diperiksa untuk menentukan kehadiran GMI di dalamnya. "Dua arah utama digunakan untuk mengesan kawasan tertentu asid nukleik: pengesanan langsung molekul sasaran yang dikehendaki menggunakan sistem hibridisasi berlabel dan pengesanan molekul sasaran selepas peningkatan awal dalam bilangannya."

Apakah potensi bahaya yang dipertimbangkan apabila menggunakan tanaman yang diubah suai secara genetik? Jika kita membenarkan penggunaan organisma transgenik yang tidak terkawal masuk aktiviti ekonomi dan pengedarannya secara semula jadi, akibat berikut adalah mungkin:

Gen yang tidak diingini akan dipindahkan kepada spesies liar melalui persilangan bebas, dan spesies liar akan menjadi toleran terhadap racun herba, virus dan serangga, dsb. (bahaya biologi menggunakan GMI);

Tumbuhan makanan akan mengubah nilai biologi dan pemakanannya, menyebabkan mutasi, alahan, dan menjadi toksik kepada haiwan dan manusia (bahaya makanan GMI).

Untuk mengurangkan atau menghapuskan potensi risiko kepada hidupan liar dan kesihatan manusia daripada penggunaan makanan GMI, adalah perlu untuk:

Kawalan ke atas aktiviti kejuruteraan genetik, pengeluaran, pelepasan dan penjualan GMO;

Penilaian perubatan-genetik, teknologi dan perubatan-biologi GMI;

Aktiviti pemantauan.

Untuk mengawal biokeselamatan GMI, perkara berikut dijalankan. Pertama, binaan yang dibina ke dalam gen dikaji dan dibandingkan dengan yang diisytiharkan. Kemudian mereka mengetahui sama ada gen yang dimasukkan mempengaruhi sifat tumbuhan seperti yang dinyatakan. Beri perhatian khusus kepada pemindahan gen aseksual dan seksual. Mereka mengkaji kecenderungan organisma transgenik kepada penyakit, serta apa yang boleh berlaku jika gen yang diperkenalkan masuk ke dalam tanaman lain melalui persilangan bebas, bagaimana kerentanan organisma transgenik kepada penyakit dan perosak akan berubah, dan bagaimana produk genetik akan menjejaskan spesies lain. tumbuhan dan haiwan.

Pemeriksaan produk makanan daripada GMI dijalankan di kawasan berikut.

Penilaian perubatan-genetik (kajian gen yang diisytiharkan diperkenalkan pada peringkat molekul dan selular dan kesannya terhadap tumbuhan, tumbuhan lain, haiwan, manusia), penilaian teknologi (kajian sifat organoleptik, pengguna dan teknologi produk GMI ) dan penilaian perubatan-biologi dijalankan secara konsisten. Berdasarkan keputusan penilaian perubatan dan biologi, ujian klinikal dijalankan, dan kesimpulan dikeluarkan mengenai kualiti dan keselamatan produk GMI. Apabila produk pertama daripada GMI baharu telah diuji, pemantauan kebersihan dijalankan, dan jika hasilnya positif, maka kebenaran diberikan untuk penggunaan GMI secara meluas untuk tujuan makanan.

Penilaian bioperubatan termasuk:

Kajian komposisi kimia,
- penilaian nilai biologi dan kebolehcernaan dalam haiwan makmal,
- kajian toksikologi pada haiwan makmal (5-6 bulan),
- penilaian sifat alergen, mutagenik dan kesan ke atas fungsi pembiakan haiwan makmal.

Pada masa ini, di Rusia kitaran penuh semua kajian yang diperlukan telah selesai dan diluluskan untuk digunakan dalam Industri Makanan dan penjualan kepada penduduk 11 jenis produk makanan asal tumbuhan yang diperoleh menggunakan teknologi transgenik: 3 garisan kacang soya yang tahan racun perosak; 3 garisan jagung tahan racun perosak; 2 garisan jagung tahan perosak; 2 jenis kentang tahan kepada kumbang kentang Colorado dan 1 baris bit gula tahan kepada glifosat.

Selaras dengan Dekri Ketua Doktor Sanitari Negara Persekutuan Rusia No. 149 pada 16 September. 2003 "Mengenai pemeriksaan genetik mikrobiologi dan molekul mikroorganisma diubah suai secara genetik yang digunakan dalam pengeluaran produk makanan" pemeriksaan kebersihan dan epidemiologi di Institut Penyelidikan Pemakanan Negeri Akademi Sains Perubatan Rusia dan Institut Penyelidikan Epidemiologi Negeri yang dinamakan sempena. N.F. Gamaleya RAMS juga tertakluk kepada produk berikut yang diperoleh menggunakan mikroorganisma yang diubah suai secara genetik.

1. Keju yang dihasilkan menggunakan primer yis yang mengekspresikan chymosin rekombinan.

2. Bir dibuat menggunakan yis yang diubah suai secara genetik.

3. Produk tenusu yang diperoleh menggunakan tanaman "starter".

4. Sosej salai yang diperoleh menggunakan kultur "starter".

5. Produk makanan, teknologi penyediaannya melibatkan penggunaan bakteria laktik yang ditapai sebagai pengeluar enzim.

6. Probiotik yang mengandungi strain yang diubah suai secara genetik.

Di negara EU, produk makanan yang mengandungi GMI disediakan dengan label khas. Di AS, pelabelan khas tidak diperlukan jika produk itu sudah diiktiraf sebagai selamat.

Di Rusia, maklumat berikut diletakkan pada pembungkusan: Produk diubah suai genetik yang diperoleh daripada sumber diubah suai genetik mengandungi komponen yang diperoleh daripada sumber diubah suai secara genetik.

Produk GMI berikut tertakluk pada pelabelan mandatori:

Dari soya - pekat protein soya, tepung soya, susu soya, dll.;
- daripada jagung - tepung jagung, popcorn, jagung tin, dll.;
- daripada kentang – kentang untuk penggunaan langsung, kentang tumbuk kering, kerepek kentang, dll.;
- daripada tomato - pes tomato, puri, sos tomato, dll.;
- daripada bit gula – molase, serat makanan.

keselamatan penggunaan makanan, bahan tambahan aktif teknologi dan biologi

Makanan yang diperlukan untuk fungsi normal tubuh manusia terdiri daripada nutrien asas - sebatian organik dan bukan organik yang diperlukan untuk pertumbuhan normal, penyelenggaraan dan pembaikan tisu, serta untuk pembiakan. Nutrien diwakili oleh makronutrien (protein, lemak, karbohidrat dan unsur makro) dan mikronutrien (vitamin dan unsur mikro).

Walau bagaimanapun, produk makanan yang dikeluarkan oleh manusia, sebagai tambahan kepada komponen yang telah disebutkan, mungkin termasuk bahan asing - pencemar bahan mentah makanan dan produk makanan - xenobiotik yang telah kita bincangkan, serta bahan yang diperkenalkan khas oleh manusia ke dalam makanan - begitu -dipanggil aditif.

Bergantung pada sifat, sifat dan tujuan penggunaannya, aditif dibahagikan kepada makanan, teknologi dan aktif secara biologi, isu penggunaan selamatnya akan dibincangkan dalam bab ini.

Aditif makanan ialah bahan semula jadi bukan makanan, asli-identik atau tiruan (sintetik) yang sengaja dimasukkan ke dalam bahan mentah makanan, produk separuh siap atau produk siap untuk meningkatkan jangka hayatnya atau memberikan sifat tertentu.

Makanan tambahan terbahagi kepada:

Aditif yang memberikan sifat organoleptik produk - penambah baik konsistensi, pewarna, perisa, agen perisa;

Pengawet – agen antimikrob, antioksidan.

Penilaian toksikologi dan kebersihan bahan tambahan makanan, di mana kajian komprehensif mengenai bahan tambahan makanan yang diisytiharkan dijalankan dan keselamatan lengkapnya untuk pengguna ditubuhkan, berlaku dalam empat peringkat.

Menjalankan penilaian toksikologi dan kebersihan awal. Semasa peringkat ini, ia ditentukan komposisi kimia dan sifat bahan tambahan makanan, tentukan tujuannya, kaedah pengesanan dan pelupusan, metabolisme, beri nama kepada bahan, membangunkan teknologi untuk mendapatkan bahan tambahan, dan semasa eksperimen akut, hitung dos yang boleh membawa maut.

Peringkat terpanjang penilaian toksikologi dan kebersihan bahan tambahan makanan. Ketoksikan genetik, pembiakan, teratogenik, subkronik dan kronik bahan tambahan makanan dikaji dalam eksperimen kronik.

Ketoksikan genetik sesuatu bahan ialah keupayaan untuk memberi kesan berbahaya kepada keturunan pengguna, i.e. menyebabkan mutasi yang tidak diingini. Ketoksikan pembiakan ialah keupayaan bahan untuk menyebabkan kesan berbahaya ke atas kesuburan lelaki dan wanita dan keupayaan am kepada pembiakan. Ketoksikan teratogenik sesuatu bahan ialah keupayaan untuk menyebabkan kecacatan pada embrio. Ketoksikan kronik bahan ialah kesan toksik bahan pada tubuh manusia, yang boleh dikesan selepas mengambil bahan ujian selama 2 tahun atau lebih.

Pengesanan mana-mana jenis ketoksikan di atas dalam haiwan makmal memerlukan penolakan untuk menggunakan bahan tambahan makanan yang diisytiharkan. Penyelidikan lanjut mengenai bahan tersebut dihentikan kerana kekurangan keperluan.

Pada peringkat ini, keputusan kajian diringkaskan dan ADI bahan yang dikaji dan kepekatan maksimum bahan tambahan makanan yang dibenarkan dalam produk dikira. Data dimasukkan ke dalam piawaian kebersihan.

Peringkat akhir melibatkan pemantauan bahan tambahan makanan untuk mengesahkan keselamatannya, memperkenalkan pindaan kepada piawaian kebersihan.

Aditif teknologi ialah sebarang bahan atau bahan yang, bukan bahan makanan, sengaja digunakan dalam pemprosesan bahan mentah dan pengeluaran produk makanan untuk meningkatkan teknologi. Harus ada sesedikit mungkin dalam produk makanan siap - dalam MPC.

Dalam pengeluaran makanan, pelbagai bahan tambahan pemprosesan digunakan pada pelbagai peringkat proses teknologi. Mari lihat beberapa kumpulan:

Pemecut proses teknologi – enzim haiwan, tumbuhan, mikroorganisma, sintetik. Dalam banyak kes, tidak perlu mengeluarkannya daripada produk siap;

Fiksatif mioglobin adalah bahan yang memberikan stabil warna merah jambu daging dan produk ikan;

Bahan untuk tepung peluntur, yang, kerana sifat kimianya, adalah agen pengoksidaan yang kuat;

Penambahbaik kualiti roti, antaranya ialah: penambahbaik tindakan oksidatif, yang meningkatkan kapasiti pegangan gas doh; pembaikan pemulihan yang meningkatkan hasil volumetrik roti; kanji diubah suai yang meningkatkan sifat struktur dan mekanikal roti, dsb.;

Ejen penggilap. Memproses karamel dan dragees dengan mereka menghalang produk daripada melekat bersama. Minyak perubatan vaseline, lilin, lemak, parafin, talc digunakan sebagai agen penggilap;

Pelarut yang digunakan untuk nyahgris dan mengekstrak sebarang bahan daripada pepejal; dan lain-lain.

Banyak bahan tambahan untuk pengeluaran makanan (ekstraktan, penjerap, penyerap, dsb.) juga dianggap sebagai aditif teknologi. Biasanya, bahan tambahan tidak boleh terkandung dalam produk siap. Selepas memenuhi tujuan teknologinya, bahan-bahan ini dikeluarkan dari persekitaran di mana proses itu dijalankan.

Video: Adakah anda makan GMO? Ketahui apa yang akan berlaku kepada anda.

Organisma yang diubah suai secara genetik

Hari ini sukar untuk mencari orang yang tidak pernah mendengar perkataan "organisma yang diubah suai secara genetik" dan "transgenik". Daripada artikel ilmiah dan projek kejuruteraan organisma transgenik telah pun berhijrah ke dalam kartun dan jenaka. Tetapi sehingga hari ini, hanya sedikit orang yang mengetahui masalah asas dan teknikal yang perlu diselesaikan untuk mewujudkannya dan masalah baharu yang mereka cipta.

Setiap spesies makhluk hidup mempunyai set gen tersendiri. Mereka merekodkan semua ciri semula jadi organisma yang membawanya: bentuk daun atau warna bulu, bilangan sesungut atau saiz beri. Ditulis dalam bentuk urutan molekul tertentu - nukleotida, memainkan peranan huruf. Ini kelihatan pelik - tetapi tidak lebih daripada, katakan, imej digital, juga dirakam dalam bentuk beberapa teks dalam bahasa khas.

Walau bagaimanapun, komputer yang berbeza menggunakan kod yang berbeza. Dan di sini kod genetik adalah sama untuk semua makhluk hidup tanpa terkecuali. Gen jenis yang berbeza- Ini teks yang berbeza, ditulis dalam bahasa yang sama, yang tidak mengetahui dialek mahupun fon yang berbeza. Jika gen entah bagaimana masuk ke dalam sel asing, radasnya dengan yakin membaca protein yang tidak pernah dilihat sebelumnya daripadanya. Sebagai contoh, sel kita yang dijangkiti virus influenza rajin menghasilkan protein yang ditulis dalam gennya - katakan, neuraminidase, yang menyebabkan kita loya dan sakit kepala.

Sesi permainan buta

Sebaik sahaja ini menjadi jelas, saintis tergoda untuk bermain dengan pembina genetik: mengambil gen dari satu organisma dan memindahkannya ke yang lain. Tetapi mudah untuk mengatakan "ambil dan pindahkan" - setiap "huruf" yang digunakan untuk menulis teks genetik hanya terdiri daripada beberapa atom. Objek bersaiz ini tidak boleh dilihat dengan mana-mana mikroskop - saiznya jauh lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya. Tetapi perlu bukan sahaja untuk mengenal pasti gen tertentu dalam sel, tetapi juga untuk memotongnya dengan teliti, memindahkannya ke dalam sel lain, dan memasukkannya ke dalam salah satu kromosomnya. Dan juga pastikan ia masuk ke dalam "peranti membaca" di sana - lagipun, pada bila-bila masa, hanya beberapa gen yang terdapat dalam sel berfungsi di dalam sel, dan kami masih tidak memahami sepenuhnya bagaimana ia memilih yang mana gen untuk dibaca. Biologi molekul mengambil masa hampir dua puluh tahun untuk memperoleh alat untuk mula menyelesaikan masalah ini.

Langkah pertama untuk mencipta organisma transgenik ialah mengenal pasti gen "penderma". Dengan sendirinya, ini tidak begitu mudah: jika, katakan, kita berminat dalam pengeluaran beberapa bahan - baik, sebagai contoh, asid amino triptofan - kita perlu mengasingkan dan membersihkan enzim yang membuatnya, menentukan urutan asid aminonya , dan "kira" urutan daripadanya nukleotida dalam gen yang sepadan (yang tidak begitu mudah: satu asid amino boleh dikodkan oleh beberapa kombinasi nukleotida) dan cari gen ini. Walau bagaimanapun, korespondensi antara produk yang diminati oleh pembangun dan gen yang bertanggungjawab untuknya boleh diwujudkan dengan cara lain, dan banyak gen telah dikenal pasti sebelum kemunculan transgenik. Bagi menguraikannya, hari ini automasi berjaya mengatasi tugas ini, yang mana Hadiah Nobel telah dianugerahkan pada tahun 70-an.

Tetapi kini gen yang dikehendaki telah dikenal pasti, dibaca, dan tempatnya dalam genom penderma telah ditubuhkan. Sekarang kita perlu memotongnya. Di sinilah kejuruteraan genetik itu sendiri bermula. Enzim sekatan khas digunakan sebagai gunting untuk memotong gen yang dikehendaki. Sebenarnya, terdapat banyak enzim yang boleh memotong untaian DNA, tetapi enzim sekatan memotongnya mengikut gabungan huruf-nukleotida yang ditakrifkan dengan ketat - unik untuk setiap enzim sekatan (dan lebih daripada seratus daripadanya kini diketahui). Sudah tentu, tiada siapa yang menjamin bahawa sempadan wilayah yang menarik bagi kita akan ditandakan oleh mana-mana kombinasi utama ini, tetapi, mengetahui teks gen yang kita cari, kita boleh memilih enzim sekatan supaya antara kepingan mereka potong akan ada yang mengandunginya sepenuhnya. Di samping itu, serpihan ini mungkin termasuk hiasan daripada bahagian DNA yang berdekatan, tetapi ia boleh dikeluarkan oleh exonucleases - enzim yang menggigit satu nukleotida pada satu masa dari hujung untaian DNA.

Walau bagaimanapun, baru-baru ini satu cara telah muncul untuk menyalin kawasan yang dikehendaki tanpa memotongnya - tindak balas rantai polimerase. Untuk itu, cukup untuk mempunyai hanya benih - sekeping kecil DNA yang sepadan dengan permulaan gen yang dikehendaki. Dalam keadaan tertentu, primer ini boleh berfungsi sebagai isyarat untuk enzim polimerase membuat salinan gen bermula dengan serpihan ini. Lebih-lebih lagi, apabila salinan itu siap, polimerase akan mula membuat salinan daripadanya dan dari kawasan yang menjadi modelnya. Salinan akan mula membiak seperti runtuhan salji sehingga bekalan nukleotida percuma dalam sistem kehabisan. Ia kelihatan hampir seolah-olah taburan dilemparkan ke dalam karya Pushkin yang dikumpulkan huruf besar dan sekeping kertas dengan satu baris "Berhampiran Lukomorye terdapat pokok oak hijau..." - dan melalui masa yang singkat akan menerima beberapa ratus salinan teks penuh prolog kepada "Ruslan dan Lyudmila"!

Tetapi gen yang diperlukan entah bagaimana terpencil. Sekarang kita perlu membungkusnya dalam sampul surat yang akan menghantarnya ke dalam sangkar orang lain. Biasanya, pembawa semula jadi maklumat genetik digunakan untuk ini - virus dan plasmid. Yang terakhir adalah molekul DNA bulat kecil yang wujud dalam sel bakteria secara berasingan daripada genom utamanya. Mereka dapat menembusi dari satu sel ke sel yang lain dan berfungsi bakteria sebagai sesuatu seperti virus mel, membolehkan mereka menghantar ciri-ciri berguna kepada satu sama lain - contohnya, ketahanan terhadap antibiotik tertentu. Keupayaan untuk memindahkan gen dari sel ke sel inilah yang menjadikan plasmid sebagai alat kegemaran untuk kejuruteraan genetik.

Terutamanya mudah ialah apa yang dipanggil Ti-plasmid yang diperoleh daripada mikroorganisma Agrobacterium tumefaciens. Bakteria ini menjangkiti batang dan daun sesetengah tumbuhan, dan Ti-plasmidnya dapat mengintegrasikan sebahagian daripada DNA mereka - beberapa gen - ke dalam kromosom sel tumbuhan. Setelah menerima hadiah seperti itu, sel-sel mula membelah dengan cepat, bertukar menjadi percambahan tisu longgar (hempedu mahkota), dan menghasilkan sejumlah bahan eksotik di mana bakteria yang telah mengubahnya memberi makan (untuk mikroorganisma tanah lain, bahan ini tidak boleh dimakan. ). Malah, bakteria bertindak di sini sebagai ahli bioteknologi, memperkenalkan gen untuk sifat berguna ke dalam genom tumbuhan. Bagi manusia, Ti-plasmid amat berharga dengan tepat kerana ia bukan sahaja boleh menghantar gen yang diperlukan ke dalam sel tumbuhan, tetapi juga mengintegrasikannya di dalam kromosom asalnya.

Walau bagaimanapun, virus dan plasmid hampir tidak pernah digunakan dalam bioteknologi dalam bentuk semula jadinya. Contohnya, plasmid Ti mengandungi gen untuk hormon tumbuhan yang menyebabkan sel tumbuhan berkembang menjadi tumor yang longgar dan menghalangnya daripada mengkhusus - manakala pembangun mesti menanam keseluruhan tumbuhan daripada sel yang diubah suai secara genetik. Gen lain enzim Ti-plasmid mengekod yang mensintesis makanan bakteria - jika ia dibiarkan, sebahagian daripada sumber tumbuhan transgenik masa depan akan dibelanjakan untuk pengeluaran bahan-bahan ini yang tidak diperlukan untuk manusia. Di samping itu, semua gen ini mengambil ruang, yang mahal dalam "sampul" genetik - meningkatkan saiz bahagian DNA yang mesti dihantar ke sel sasaran secara mendadak mengurangkan kemungkinan kejayaan. Oleh itu, sebelum digunakan, semua yang tidak perlu dipotong daripada Ti-plasmid (serta dari mana-mana pembawa genetik lain) menggunakan alat yang sudah biasa kepada kita - hanya gen yang memastikan penghantaran "kargo" ke destinasi yang dimaksudkan itu kekal. Binaan buatan sedemikian untuk pemindahan gen dipanggil "vektor" dalam jargon bioteknologi. Kadang-kadang, bagaimanapun, dalam proses menukar plasmid atau virus kepada vektor, sesuatu ditambah kepada mereka. Sebagai contoh, kawasan kawal selia telah ditambah kepada vektor yang dicipta berdasarkan plasmid Ti, membolehkan mereka membiak dalam sel Escherichia coli, yang lebih mudah untuk berkembang di makmal daripada Agrobacterium tumefaciens, memakan asid amino yang jarang ditemui.

Vektor yang dicipta daripada pembawa semula jadi maklumat genetik menyelesaikan masalah lain untuk pereka. Seperti yang telah disebutkan, tidak cukup untuk memindahkan gen yang dikehendaki ke sel lain - ia juga perlu mula bekerja di sana. Setiap organisma mempunyai sistem yang halus dan kompleks untuk mengawal aktiviti gen, memastikan bahawa hanya gen yang produknya diperlukan pada masa ini berfungsi. Mengikut definisi, sel tidak memerlukan produk gen lain, dan ia tidak mempunyai sebab untuk membaca gen ini.

Virus pernah menghadapi masalah yang sama, yang mana ia adalah soal hidup dan mati: tanpa meyakinkan sel untuk segera mula membacanya, mereka tidak akan dapat membiak. Oleh itu, gen struktur virus dilengkapi dengan promoter - bahagian DNA yang dilihat oleh sistem enzim sel sebagai arahan untuk mula membaca. Penganjur ialah unsur biasa mana-mana alat genetik; sel perumah juga mempunyai penganjurnya sendiri, yang mengawal aktiviti gen dengan membuka dan menutup penganjurnya untuk membaca enzim. Walau bagaimanapun, promoter virus tidak mematuhi pengawal selia selular dan sentiasa terbuka kepada enzim. Penganjur plasmid Ti yang disebutkan di atas berkelakuan dengan cara yang sama. Dalam kes ini, seorang penganjur memaksa sel membaca keseluruhan siri gen bersebelahan dengannya. Vektor dengan promoter sedemikian bukan sahaja memasukkan teks genetik yang diperlukan ke dalam genom sel sasaran, tetapi juga memaksanya untuk segera mula membacanya.

Meletakkan "surat" ke dalam "sampul surat" berlaku seperti ini: vektor, yang secara fizikalnya adalah molekul DNA bulat, dipotong di tempat yang betul dengan enzim sekatan, dibawa bersentuhan dengan salinan gen terpencil, dan silang- enzim penghubung, ligase, ditambah. Ia menghubungkan dua keping DNA - gen dan vektor - sekali lagi ke dalam cincin. Kini yang tinggal hanyalah memperkenalkan DNA rekombinan yang terhasil ke dalam sel sasaran. Seperti yang kita sedia maklum, vektor boleh melakukan ini sendiri, tetapi ia boleh dibantu dengan meningkatkan kebolehtelapan membran sel menggunakan garam atau arus elektrik tertentu. Jika sasarannya adalah bakteria, maka tidak perlu memasukkan gen yang dikehendaki ke dalam genom utama - ia juga boleh berfungsi dalam plasmid vektor...

Di sini satu lagi kesukaran timbul: pembina molekul berfungsi dengan sejumlah besar objek sekaligus - gen, vektor, sel sasaran. Adalah jelas bahawa setiap operasi tidak mempunyai kadar kejayaan 100%, dan akibatnya, tidak semua sel sasaran menerima gen penderma. Sel transgenik mesti diasingkan daripada sel yang tidak berubah. Untuk melakukan ini, apabila mencipta DNA rekombinan, gen untuk ketahanan terhadap beberapa antibiotik dimasukkan ke dalam vektor bersama-sama dengan gen yang dikehendaki. Dan selepas terdedah kepada vektor tersebut, sel sasaran disalut pada medium nutrien yang mengandungi antibiotik ini. Kemudian semua sel di mana vektor tidak menembusi atau tidak berfungsi akan mati, dan hanya yang transgenik akan kekal.

Jika objek kerja adalah mikroorganisma, maka tugas itu selesai: populasi sel transgenik telah dicipta, yang kini hanya perlu didarabkan. Dengan tumbuh-tumbuhan lebih sukar: dari kultur sel anda perlu mengembangkan keseluruhan organisma. Tetapi penanam tumbuhan belajar melakukan ini jauh sebelum kemunculan kejuruteraan genetik. Perkara yang paling sukar adalah dengan haiwan: telur mereka yang disenyawakan perlu diubah suai secara genetik, dan apabila bekerja dengan mamalia, mereka juga perlu ditanam ke dalam ibu tumpang. Inilah sebabnya mengapa banyak kali lebih sedikit haiwan transgenik telah dicipta daripada tumbuhan dan mikrob. Tetapi belum ada satu pun yang mencapai tahap pembiakan komersial secara besar-besaran. Walau bagaimanapun, keadaan terakhir mungkin mempunyai sebab lain.

Percaya tetapi semak

Hujah-hujah terhadap organisma dan produk transgenik sebahagian besarnya terdiri daripada "PR hitam" yang dijana oleh perjuangan kompetitif syarikat-syarikat industri pertanian, serta kenyataan agama dan ideologi yang pada dasarnya tidak dapat disahkan (seperti tesis tentang "mengganggu rancangan ilahi") dan sehari-hari biasa. ketakutan yang tidak diketahui. Tetapi selain daripada kekotoran maklumat ini, masalah sebenar boleh dilihat dalam perbincangan tentang keselamatan GMO.

Yang paling serius ialah ancaman kepada biodiversiti semula jadi. Debunga daripada tumbuhan GM boleh mendarat pada bunga nenek moyang liar mereka, dengan itu melepaskan gen asing untuk terapung dengan bebas di seluruh populasi liar. Jika gen ini memberikan pemiliknya beberapa jenis kelebihan hidup (dan varieti GM selalunya berbeza daripada yang tradisional dalam ketahanannya terhadap kemarau, fros, perosak, dll.), maka ia akan dengan cepat merebak dalam populasi liar, menyesarkan sepenuhnya liar. bentuk - dan kita, sebenarnya, akan kehilangan salah satu jenis makhluk hidup, yang kemudiannya mustahil untuk dipulihkan dengan sebarang langkah. Hakikat bahawa di tempat spesies yang hilang akan berkembang saudara transgeniknya tidak mengubah perkara: kuda dan lembu domestik tidak boleh menggantikan nenek moyang kita yang telah dimusnahkan - tarpan dan auroch.

Walau bagaimanapun, tumbuhan yang ditanam selalunya boleh membiak bukan sahaja dengan nenek moyang langsung mereka, tetapi juga dengan spesies yang berkait rapat, kebanyakannya adalah rumpai berbahaya. Jika mereka mendapat, katakan, gen untuk rintangan herbisida (dan lebih separuh daripada semua tumbuhan GM yang ditanam secara komersial di dunia adalah varieti yang tahan terhadap Roundup dadah), mereka akan mendapat "rumpai super" yang akan menjadi sangat sukar untuk melawan.

Cara sebenar pencegahan kesan ini telah dicadangkan pada tahun 1998, apabila peneraju teknologi transgenik dalam pengeluaran tanaman, syarikat Monsanto, membangunkan pelbagai gandum GM, yang, sebagai tambahan kepada ketahanan terhadap perosak, juga mempunyai gen terminator khas: bijirin yang mengandungi ia tidak berbeza dari segi rasa dan khasiat daripada yang biasa, tetapi tidak bercambah semasa menyemai. Hibrid varieti ini dengan gandum tradisional juga steril, yang tidak termasuk penyebaran bahan keturunan transgenik yang tidak terkawal. Syarikat itu serta-merta dituduh cuba menarik petani dengan pembelian benih tahunan, dan pada tahun berikutnya ia mengumumkan bahawa ia tidak akan membawa teknologi gen terminator ke pasaran. Walau bagaimanapun, ahli bioteknologi tidak meninggalkan idea yang menjanjikan ini: dalam beberapa makmal, mekanisme genetik pintar telah dicipta yang membolehkan tumbuhan GM berjaya bersilang antara satu sama lain, tetapi menjadikan benih tidak subur di mana hanya satu daripada ibu bapanya adalah transgenik.

Masalah menghalang pembebasan genotip kejuruteraan ke dalam alam sekitar adalah lebih meruncing jika teknologi transgenik digunakan pada haiwan. Penternak ikan tahu: jika ladang ikan menggunakan takungan semula jadi, maka tidak kira bagaimana anda memagarnya, lambat laun spesies yang ditanam di dalamnya akan ditemui di seluruh sungai. Sementara itu, daripada haiwan GM yang telah dicipta, salmon transgenik yang paling cepat berkembang daripada Aqua Bounty adalah yang paling hampir dengan kegunaan komersial. Sejak awal lagi, bilangan kromosom dalam genomnya telah diubah. Ini memungkinkan untuk mengecualikan persilangannya dengan ikan daripada populasi semula jadi - tetapi bukan pembiakannya dalam takungan semula jadi, jika ia masuk ke dalamnya.

Walau bagaimanapun, setakat ini, tiada preseden pencemaran genetik alam sekitar telah direkodkan - hanya kes tumbuhan transgenik yang muncul di ladang yang disemai dengan varieti konvensional diketahui (biasanya disebabkan oleh pemindahan debunga). Walaupun skala pembiakan organisma transgenik sudah sangat besar (sebagai tambahan kepada pertanian, GMO digunakan secara meluas dalam industri farmaseutikal - di negara maju, banyak ubat protein, termasuk yang penting seperti interferon dan insulin, dihasilkan oleh mikroorganisma yang sepadan dengannya. gen manusia telah dimasukkan), dan pemerhatian terhadap mereka adalah teliti dan kadangkala berat sebelah (perlu diperhatikan bahawa Rusia belum menerima undang-undang yang membenarkan penanaman tanaman GM, bagaimanapun, tanaman transgenik yang diimport boleh digunakan; untuk ini, produk mesti menjalani ujian perubatan-biologi, perubatan-genetik dan kepakaran teknologi - Ed.). Kebimbangan teori lain yang dinyatakan oleh pakar pada awal "era transgenik" tidak disahkan sama ada. Sebagai contoh, telah diandaikan bahawa gen yang diperkenalkan dalam persekitaran asing mungkin berubah menjadi tidak stabil, terdedah kepada meninggalkan "tanah air baru" dan merebak melalui virus kepada organisma lain. Malah, ini juga berlaku dengan gen "asli", tetapi dijangkakan gen penderma akan melakukan ini dengan lebih kerap. Walau bagaimanapun, kajian langsung mengenai keamatan "pemindahan mendatar" (sebagaimana ahli genetik memanggil pertukaran bahan genetik antara organisma spesies yang berbeza) tidak mendedahkan sebarang perbezaan antara varieti transgenik dan strain daripada yang normal.

Banyak syak wasangka juga ditimbulkan oleh fakta bahawa kebanyakan organisma transgenik membawa gen rintangan antibiotik. Adalah wajar untuk menganggap bahawa apabila makan makanan yang diperbuat daripada GMO tersebut, gen ini boleh dipindahkan kepada bakteria dalam tubuh manusia. Walaupun tidak patogenik, tetapi simbiotik, seperti E. coli, ia berlaku bahawa mikroflora normal tubuh manusia tiba-tiba menjadi patogen, dan jika bakteria pemberontak ternyata tahan terhadap antibiotik, ini akan merumitkan rawatan. Pada awal 90-an, malah terdapat karya yang melaporkan bahawa rintangan mikroorganisma patogen terhadap antibiotik dikesan lebih kerap pada orang yang mengambil makanan GM. Walau bagaimanapun, kajian yang lebih teliti tidak mengesahkan kesan ini. Secara amnya, sehingga kini, semua laporan mengenai bahaya yang diakibatkan kepada manusia atau haiwan dengan memakan makanan GM ternyata sama ada fiksyen atau tafsiran fakta yang salah. Sebagai contoh, dalam ucapan menentang penggunaan GMO masih terdapat rujukan kepada kekarsinogenan pengeluar aspartam yang popular, yang dihasilkan menggunakan bakteria transgenik. Sebenarnya, aspartam pada asalnya dihasilkan dalam dua cara: bioteknologi dan kimia semata-mata. Sehingga kini, kaedah kedua telah menggantikan sepenuhnya yang pertama, dan semua aspartam yang dihasilkan di dunia hari ini adalah sintetik. Karsinogenisitinya, tentu saja, tidak hilang, tetapi, seperti yang dijangkakan, ia dikaitkan dengan sifat bahan itu sendiri. Dan bukan dengan kaedah pengeluarannya, dan lebih-lebih lagi - bukan dengan transgenisiti bakteria yang menghasilkannya.

Perkara lain apabila orang itu sendiri menjadi objek manipulasi kejuruteraan genetik. DALAM tahun lepas Harapan besar doktor dikaitkan dengan terapi gen, yang memungkinkan untuk membetulkan kecacatan genetik dalam sel badan manusia. Rawatan ini telah pun digunakan untuk beberapa penyakit - khususnya, gabungan kekurangan imunogenital. Penyakit ini menghalang perkembangan sistem imun kanak-kanak, menghukumnya mati dari jangkitan pertama yang ditemuinya. Sebelum kemunculan terapi gen, ubat tidak dapat membantu bayi tersebut.

Walau bagaimanapun, program terapi gen untuk penyakit itu telah ditutup pada tahun 2002, apabila dua daripada 11 kanak-kanak yang dirawat telah didiagnosis dengan leukemia. Rupa-rupanya ini bukan satu kebetulan. Vektor dengan gen yang dihantar boleh dimasukkan ke dalam mana-mana bahagian genom, dan pada bayi yang terjejas ia ternyata merupakan jiran gen LMO2, yang telah lama diketahui bahawa aktivitinya yang berlebihan (yang mungkin disediakan oleh promoter virus yang kuat termasuk dalam vektor) membawa kepada leukemia. Sudah tentu, kemungkinan bahawa vektor akan memasukkan dirinya di sebelah LMO2 atau proto-onkogen lain adalah sangat kecil. Tetapi setiap pesakit disuntik dengan kira-kira sejuta sel yang "dibaiki secara genetik", dan satu serangan maut mungkin cukup untuk menghidap leukemia.

Kisah ini sudah cukup untuk mendiskreditkan penggunaan vektor virus dalam perubatan - tetapi bukan idea terapi gen. Hari ini, doktor sedang mempertimbangkan kemungkinan penghantaran bebas virus gen yang diperlukan ke dalam sel. Kaedah sedemikian telah lama diketahui dalam bioteknologi: contohnya, penggunaan liposom (kapsul lemak yang mampu menembusi membran sel) atau "senjata gen" - pengeboman langsung sel dengan mikropartikel emas dengan gen tetap pada permukaannya. Benar, laluan ini bebas bukan sahaja dari bahaya, tetapi juga dari kemudahan pemindahan vektor: kebarangkalian penyisipan gen yang dipindahkan dengan cara ini ke dalam kromosom sel sasaran adalah lebih kurang, dan tidak ada jaminan bahawa walaupun jika ia berjaya dimasukkan, ia akan mula berfungsi di sana. Walau bagaimanapun, menurut pendapat sebulat suara komuniti perubatan, dalam 10-15 tahun "pembaikan genetik" akan berubah menjadi prosedur besar-besaran.

Sudah tentu, tiada siapa yang boleh mengatakan bahawa dia mengetahui semua akibat menggunakan teknologi transgenik dan bahawa dalam keadaan apa pun ia tidak boleh menyebabkan kemudaratan. Tetapi mana-mana ciptaan hebat yang membentuk asas tamadun manusia - api, kapak, haiwan domestik, roda, bot - tidak pernah benar-benar selamat, dan tiada siapa yang dapat meramalkan semua akibat penggunaannya.

Pencapaian

1944 - Avery, McLeod dan McCarthy menunjukkan bahawa "bahan keturunan" adalah DNA.

1953 - James Watson dan Francis Crick menentukan struktur molekul DNA - heliks berganda.

1961-1966 - dinyahsulit kod genetik- prinsip merekod urutan asid amino dalam protein dalam DNA dan RNA.

1970 - enzim sekatan pertama telah diasingkan.

1973 - Gobinda Korana mensintesis gen penuh; Herbert Boyer dan Stanley Cohen mencadangkan strategi untuk mencipta DNA rekombinan.

1976-1977 - kaedah telah dibangunkan untuk menentukan jujukan nukleotida (jujukan) mana-mana DNA.

1978 - Genentech telah mengeluarkan insulin rekombinan yang dihasilkan oleh gen manusia yang dimasukkan ke dalam sel bakteria.

1980 - Mahkamah Agung AS mengeluarkan keputusan mengenai kesahihan paten mikroorganisma transgenik.

1981 - pensintesis DNA automatik mula dijual.

1982 - di Amerika Syarikat, permohonan untuk ujian lapangan organisma transgenik telah difailkan buat kali pertama; Vaksin haiwan kejuruteraan genetik pertama telah diluluskan di Eropah.

1983 - Ti-plasmid hibrid digunakan untuk transformasi tumbuhan; Monsanto mula mencipta tumbuhan transgenik.

1985-1988 - kaedah tindak balas rantai polimerase (PCR) telah dibangunkan.

1990 - pelan untuk menguji terapi gen menggunakan sel manusia telah diluluskan di Amerika Syarikat; kerja secara rasmi bermula pada Projek Genom Manusia sedunia (siap pada tahun 2000).

1994 - permit pertama untuk penanaman tumbuhan transgenik (varieti tomato FlavrSavr) telah diterima.

1996 - penanaman besar-besaran tumbuhan transgenik bermula.

1998 - Kesatuan Eropah memperkenalkan moratorium ke atas pendaftaran tanaman GM baharu, yang berkuat kuasa sehingga 2002.

2000 - Protokol Cartagena mengenai Biokeselamatan telah diterima pakai (dikuatkuasakan pada tahun 2003), mewujudkan piawaian antarabangsa yang paling umum untuk rawatan organisma transgenik.

"Organisme diubah suai secara genetik (GMO)"

pengenalan

Apakah GMO?

Tujuan mencipta GMO

Jenis-jenis GMO

Kaedah untuk mencipta GMO

Penggunaan GMO

Sesi permainan buta

Percaya tetapi semak

Pencapaian

Pilihan Editor