«Генетически модифицированные организмы (гмо). Научное определение ГМО

Человеку давно свойственно интересоваться окружающим миром и находить объяснения тому окружающим вещам и событиям. Собственно, без этого человек не стал бы человеком. На базе верований, мифов развивалась сначала религия, а потом - и современная наука, которая уже весьма успешно объясняет окружающий мир от очень малых до впечатляющих масштабов. Но всегда оставались люди, которые противились прогрессу и распространяли устоявшиеся мифы, уверяя, что они отвечают на все вопросы и незачем двигаться дальше. Гром гремит - это Перун-громовержец злится; кто-то заболел - это Бог его наказывает, вот тебе объяснения, отстань, не задавай вопросов, а лучше помолись.
Современные мифы более глубоки и обычно связаны с наукой. Причины понятна - наука развилась (особенно в последнее время) до такой степени, что часто нужен колоссальный объем знаний, чтобы просто понять, о чем вообще идет речь. У многих людей этого объема нет или безвозвратно потерян, что и снижает их сопротивляемость к разного рода мифам нашего времени. Миф про вредность пищевых добавок Exxx; миф про полезность натурального и вредность «химии»; миф про врачей-убийц, травящих людей прививками; миф про настолько страшное ГМО, что наклейки с надписью «без ГМО» надо клеить даже на салфетки и на пачки с солью.

Что такое ГМО? Зачем они нужны? Как велика опасность и польза от их использования? Есть ли доказательства безопасности этих организмов?

Disclaimer: автор статьи не имеет отношения к биологии - не является ни биологом, ни биохимиком, ни генетиком и не обладает хоть сколько-то родственной профессией. Эта статья - всего лишь попытка разобраться с ворохом информации и реальности об одной из угроз современного мира. Так что если вы ближе к биологии и генетике, заранее предупреждаю, вы можете пострадать при чтении статьи, например, лопнуть от смеха. Фактически данная статья является компиляцией статей по теме ГМО (ссылки приведены в тексте).

Что такое ген и генотип

С самого начала определимся, о чем пойдет речь. Для начала - что такое ген? Как известно, носителем наследственной информации (генома) является ДНК - длиннющая молекула, выглядящая как двойная спираль, которая содержится в каждой клетке организма и хранит полную информацию об организме. В редких случаях (у вирусов) носителем наследственной информации является РНК.

На картинке - ДНК, обрабатываемая ДНК-лигазой (картинка из Википедии)
ДНК - колоссальная по размерам молекула, если ее спираль просто развернуть, эта линия будет длиной в несколько сантиметров. ДНК содержит последовательность генов (геном), которые вместе с условиями окружающей среды (условиями роста) и определяет фенотип - внешний вид организма (да и внутренний тоже), его особенности, особенности внутренних процессов. Каждый ген кодирует производство какого-то белка или функциональной РНК, которые впоследствии и участвуют в биохимических процессах организма.


Различных белков огромное множество с различным назначением, например, в человеческом организме есть белок гемоглобин, который используется организмом для обеспечения внутренних органов кислородом, есть инсулин, который регулирует уровень глюкозы в крови, и множество других.

Инсулин. За его производство в организме отвечает один из генов 11-ой хромосомы.
Очевидно, что у разных людей разные ДНК, ведь люди не похожи друг на друга (и не у людей тоже - фактически каждый организм, за исключением разве что самых простейших, обладает своей собственной уникальной ДНК). ДНК постоянно меняется - под воздействием внешних факторов (радиации, ультрафиолета и прочего) в ДНК возникают мутации - изменения генов, «выключение/включение» генов и прочие трансформации. По теории эволюции, наиболее удачные мутации закрепляются, особи с неудачными мутациями отсеиваются. Мутации ДНК происходят чаще, чем принято думать. Человеческое тело ежесекундно пронзается сотнями высокоэнергетических космических частиц, естественно, многие из этих частиц попадают в ДНК и вызывают в нем изменения. Многие из этих изменений исправляются самим организмом (см. выше картинку с ДНК-лигазой, которая как раз и занимается репарацией ДНК), но некоторые оказываются устойчивыми и приводят к различным мутациям. Мутации могут быть вредными (например, в клетке «ломается» механизм внутреннего контроля размножения и получается раковая клетка), могут быть нейтральными и полезными - полезные закрепляются в процессе эволюции. Отметим, что по теории эволюции закрепляются положительные мутации, то есть те, которые позволяют виду выживать в текущих условиях. Человек же закрепляет то изменение растений (и животных), которое выгодно ему, а не окружающей среде - более сочные и крупные яблоки, более дойные коровы и так далее. Для этого существует селекция и генетическая модификация.

Традиционная селекция

Поскольку ГМО сравнивается часто именно с традиционной селекцией (кстати, часто создается впечатление, что противники ГМО не знают о ее методах вообще ничего), надо обязательно упомянуть о методах традиционной селекции.
На самом деле традиционная селекция целью ставит то же самое - изменение генотипа определенного вида (в основном растений), чтобы достичь нужных человеку результатов. Селекция на растениях проста еще и тем, что растения очень склонны к изменению генотипа в зависимости от внешних условий - у них это один из методов защиты от животных и прочих вредителей, выработавшийся в процессе эволюции. Упомянем некоторые методы селекции:

• Отбор. Самый древний и самый простой метод селекции. Сеем овощи/фрукты, собираем, оставляем только те, которые нам нужны (например, с самыми крупными плодами), опять сеем, опять растим и отбираем и так далее. Так выведена, например, антоновка. Он же очевидно и самый медленный метод селекции.
• Полиплоидия. Дублирование хромосом в растении, что приводит к увеличению размеров клеток и всего растения. Цитата отсюда:

  В настоящее время применяют методы искусственного получения полиплоидов, воздействуя на растения разными мутагенами (в основном колхицином), разрушающими веретено деления клетки. Таким образом из диплоидных (2n) можно получить тетраплоидные (4n) формы.

  Колхицин - токсичное вещество. Его планировали для борьбы против рака из-за высокой токсичности по отношению к раковым клеткам, но запретили, когда обнаружили, что и для обычных клеток оно тоже токсично.
• Мутагенез. Спонтанное или индуцированное получение мутантов (изменение генокода). Опять уступим место цитатам:
  http://sbio.info/page.php?id=40 :

  Индуцированные рентгеновыми лучами мутанты были выделены у многих злаков (ячменя, пшеницы, ржи и др.). Они отличаются не только повышенной урожайностью, но и укороченным побегом. Такие растения устойчивы к полеганию и имеют заметные преимущества при машинной уборке.

  
  http://vodospad.kiev.ua/books/book18/dubinin_16.html

  В настоящее время на базе громадного развития ядерной физики, давшей новые доступные источники излучений в виде гамма-лучей от Со60, нейтронов в ядерных реакторах и т. д., мощное влияние радиации используется в практических целях по селекции растений и микроорганизмов.Создание новых методов радиационной селекции было связано с развитием ряда научных положений в области генетики, и в первую очередь с разработкой вопроса о природе материальных основ наследственности, знание которых позволило вскрыть физическую и химическую природу воздействия радиации на наследственные структуры в клетке.
  …
  При введении в промышленное использование исходного штамма пеницилла (штамм 1951В25) его активность составляла всего лишь около 50 единиц. Продажная стоимость пенициллина в то время была громадной. За десять лет работы методами радиационной селекции, к 1960 г., были получены штаммы с активностью до 5000 единиц. При этом получены штаммы, не выделяющие золотисто-желтого пигмента, что резко облегчило химическую очистку пенициллина. В результате пенициллин стал дешевым, общедоступным лечебным средством. То же произошло со стрептомицином. Активность исходных штаммов составляла около 200 единиц, сейчас радиационные штаммы выделяют 2000 и более единиц.

Может, подобные методы селекции уже не применяются? Пожалуйста - современный метод селекции TILLING . Зародыши пшеницы обрабатываются сильным мутагенным и канцерогенным веществом Ethyl methanesulfonate , что приводит к мутациям около половины генов растения. После чего сканированием определяется растение, в котором изменен конкретный нужный нам ген, и путем постепенного скрещивания c нормальным видом добиваются получения более-менее вменяемого растения с нужным модифицированным геном. И, скорее всего, с кучей других модифицированных генов, которые никак не проявили себя на контроле.

Таким образом, традиционная селекция широко использует такие методы: как облучение рентгеном, облучение радиацией, использование токсических веществ. Очевидно, что при этом меняется солидная часть генокода, причем никто не контролирует, что именно изменилось в коде и какие последствия эти изменения могут вызвать.

В общем, фактически единственное отличие традиционной селекции от генетической модификации в том, что в генной модификации мы знаем, что меняем, знаем, что хотим получить и целенаправленно. В традиционной - не знаем , просто смотрим, нужный получился или нет.

Аргументы за

Аргументы «за» легко найти у производителей генетически модифицированных организмов, а также просмотреть в базе данных генетических модификаций . Это и повышенная урожайность, и наличие определенных веществ (например «золотой рис» - рис с повышенным содержанием витамина A, подробнее чуть дальше), устойчивость к гербицидам, позволяющим изменять механизмы опрыскивания гербицидами посевов, выработка определенных токсинов против вредителей (например, картошка с устойчивостью к колорадскому жуку), что позволяет сократить использование тех же пестицидов, и так далее.
Страхи против ГМО обычно связаны именно с ГМО, употребляемыми в пищу. Но этим их область употребления не ограничивается. При помощи генной модификации, например, выведены: кошки, светящиеся в темноте , кошки , которые не вызывают аллергию, бактерии, вырабатывающие определенные лекарственные средства, и много других .

Аргументы против

Разберем аргументы «против», которые употребляют противники ГМО. Аргументы приведены в порядке убывания бредовости. Ниже даны комментарии по поводу.

Добавят в помидоры гены камбалы, а человек будет это есть и у него жабры вырастут

Для среднего обывателя, может, и необязательно знать, что ген и генотип - это разные вещи. И что не бывает гена помидора или гена камбалы. И что при модификации меняется не генотип, а отдельные гены, причем не искусственные, а вполне себе обычные гены (могут быть из растений или животных, а могут быть просто «включенные» гены самого растения). Но вот почему те же самые гены, съеденные отдельно в виде обычной камбалы и обычного помидора, не приводят к вырастанию жабр, а объединенные в один организм приводят - лично для меня загадка.
Кстати, шутка про помидор с геном камбалы весьма старая и является всего лишь шуткой. Самый известный генетически модифицированный помидор - это сорт Flavr Savr , модификацией которого пытались избавиться от «невкусности» магазинных помидоров - в нем просто «отключили» ген, ответственный за «слом» клеточных стенок при созревании помидора (то есть никаких новых генов не добавляли, просто сделали недействующим один из существующих, ответственный за выработку пектина). Первоначально линия была довольно популярной, но из-за истории с опытами Пуштаи (см. дальше) и начавшейся всеобщей истерии по поводу ГМО ветку закрыли, больше ГМО-помидоры на рынок не поступали никогда.

А откуда знать, что они там изменили?

Многие люди не в курсе, что все ГМО подлежат обязательной регистрации, и есть открытая база данных всех ныне существующих ГМО-организмов:http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp . Как минимум указывается описание изменения.Кроме того, опять-таки стоит сравнить с традиционной селекцией, где уже точно неизвестно, какие именно части изменились в геноме.

Проблема в том, что плохая «лежкость» помидора является следствием его вкуса - главные составляющие вкуса помидора (глютамат и прочее) при высоком содержании (во вкусных зрелых помидорах) приводят к «слому» клеточных стенок из-за высокого содержания пектина, и сам помидор становится очень уязвимым - обычный садовый помидор очень трудно довезти до полок магазина, он мягкий, мнется и портится. Поэтому селекцией вывели помидор, в котором такого слома не происходит, сам помидор крепче, но вот вкус в итоге пострадал, поскольку со сломом выработки пектина в ходе традиционной селекции поломалась и выработка глютамата и прочих вкусняшек.

Надо есть только натуральную, проверенную веками пищу

Здесь объединяются два очень распространенных мифа:

1. Иррациональная вера в «натуральное» и то, что оно обязательно лучше «искусственного». Базируется на нелепой уверенности в том, что природа создала яблоки, бананы, кукурузу, сою и так далее исключительно для потребления человеком и в них содержится идеально сбалансированный для человека набор витаминов, белков, жиров и всего прочего.
2. Убежденность в том, что все не-ГМО продукты, продающиеся на рынках и в магазинах - неизменные в течении веков сорта, которые люди едят и выращивают уже очень давно.

Полезно знать, что практически 100% сортов продуктов, являющихся основными кормовыми для людей и животных (картошка, кукуруза, соя и так далее) насчитывают максимум несколько десятков лет истории - большинство выведены селекцией в 20-м веке и не имеют аналогов в живой природе (и в дикой природе, кстати, не выживают). Дикие яблоки выглядят как сильно уменьшенные копии своих собратьев на полках магазинов, а дикую кукурузу в природе и не встретишь уже.
Данный аргумент также удивительно слышать от людей, у которых картошка является одним из основных продуктов питания. А ведь еще каких-то 200 лет назад попытка заставить крестьян выращивать картошку вызывало неприятие вплоть до «картофельных бунтов». Место цитате :

При Екатерине II “земляная груша”, “тартуфель” начал внедряться в России как средство борьбы с голодом. 8 февраля 1765 года указом императрицы все губернаторы обязывались лично заботиться о разведении продукта. Но сельские власти отнеслись к делу формально и тихо саботировали. В отписках в Петербург сообщалось: “Оных яблоков ноне в появе не было”, “по Божескому изволению ни единого того яблока урожаю не оказалось”, “яблоко то мирянам не показалося”, “не только приплоду, но и что посажено в земле не оказалося”.

или отсюда :

Распоряжение о посеве картофеля, не имевшее принудительного характера, было сделано еще в 1837-1838 годах и не вызвало в народе никаких толков. Впоследствии же, когда волнение уже вспыхнуло, народ ухватился и за него, отыскивая в нем доказательств его убеждения в продаже крестьян какому-то господину. Награды, обещанные за посевы картофеля, были непонятны крестьянам, и они старались найти в действиях начальства какой-то особенный, тайный смысл. Будучи обеспечены в хлебе, они видели в картофеле такой же не нужных для них овощ, как и всякий другой. Награды эти могли иметь значение в губерния не хлебородных, в которых картофель мог заменить собой недостаток в хлебе.

То есть картошка, «проверенная временем», в целом не насчитывает и пары веков использования, а современные сорта - даже нескольких десятков лет (например, популярный сорт «Невский» внесен в реестр Украины только в 1984 году).
И это картошка, один из основных продуктов питания. В тему можно упомянуть весьма любимые многими мандарины, апельсины и прочие экзотические фрукты, которые массово здесь есть не могли всего-то сотню лет назад.

Любителям «натурального» можно задавать простые вопросы - зачем природа создала кучу ядовитых ягод, растений и животных, которые человеку есть нельзя? Аргумент «проверенные временем» тоже не проходит - есть пример проверенного временем и давно используемого растения, которое вызывает рак (подчеркиваю, не служит стимулирующим фактором, не сопутствующим признаком, а именно напрямую вызывает рак мочевыводящих путей).

ГМО недостаточно исследованы и нет исследований, доказывающих их полную безопасность

Читатели, которые знакомы с формальной логикой и приемами ведения дискуссий, моментально должны раскусить нелепый прием во фразе «не доказана полная безопасность». Для тех, кто не понял - гуглим «чайник Рассела». Если кратко - формально невозможно доказать полную безопасность чего-либо, по той простой причине, что принципиально невозможно доказать отсутствие чего-либо.
А существует ли и доказана ли опасность ГМО? Безусловно, существует - например, при помощи ГМО вполне можно вывести, например, помидоры с цианидом и они будут смертельно опасны. И тут читателю предоставляется очередное упражнение в логике - значит ли это, что все ГМО априори опасны и их производство и исследования следует запретить?
Более того, абсолютно безопасных продуктов не бывает. Даже банальный дигидрогена монооксид смертельно ядовит при разовом применении в объемах от 10 литров. Поэтому вопрос стоит ставить так - являются ли коммерческие ГМО-продукты более опасными, чем традиционные не-ГМО продукты. Результаты экспериментов показывают, что нет, не более опасны. И даже если предположить теоретическую опасность, то реальные положительные эффекты от применения ГМО намного превосходят гипотетический вред от него же.
И опять стоит напомнить, что продукты традиционной селекции проверяются на добровольных основаниях. То есть, как правило, не проверяются никем.

Научные исследования подтверждают вредность ГМО

Часто упоминаются в споре. Что ГМО вызывают рак; что ГМО приводит к бесплодию в третьем поколении; что ГМО вызывают желудочные проблемы. Общее у этих исследований одно - невоспроизводимость результатов. Рассмотрим некоторые исследования:

ГМО насчитывает уже более 20 лет исследований. И нет ни одного построенного по правилам научного исследования, которое бы показало опасность таких организмов именно вследствие использования генной модификации.

Greenpeace против ГМО

Да, популярная «общественная» организация Greenpeace является ярым противником ГМО и всячески протестует против его применения и исследования. Доходит вплоть до того, что самые ярые активисты уничтожают экспериментальные посевы ГМ-пшеницы - результаты пятилетней работы ученых.
Кто такие Greenpeace? Теоретически - борцы за экологию, с засильем корпораций, которые отравляют планету и так далее. Практически же это давным-давно организация, сделавшая себе имя на мифической «защите природы» и зарабатывающая деньги экологическим рэкетом. Недавно я наткнулся на эмоциональную, но любопытную статью по теме Greenpeace, факты в которой говорят сами за себя .
Но, может, Greenpeace приводит разумные аргументы против ГМО? Почитаем . Видим те же популистские лозунги про «неиследованность», а также повторение старого анекдота про помидоры с геном камбалы. (Организация, борящаяся против ГМО и при этом не отличающая ген от генома - это весьма показательно, я считаю. Подчеркиваю, это официальный сайт). Но даже они подтверждают, что ГМО исследуется уже более 20 лет.

ГМО-растение может скреститься с диким и уйти в дикую природу

ГМО-семена специально делают бесплодными, чтобы фермеры были вынуждены покупать их каждый год

Оба мифа сведены вместе, чтобы продемонстрировать, что творится в головах отдельных людей. Да-да, многие противники ГМО употребляют оба этих аргумента одновременно.
Сначала появился первый аргумент - что ГМО-растения могут взаимно оплодотворяться с дикими и уйти в дикую природу. В самом «продвинутом» варианте - что ГМО-растения сами отрастят себе ноги и сами уйдут. Всерьез рассматривать последнее не будем, но для рассмотрения самой возможности «ухода в дикую природу» должны выполняться несколько условий: наличие рядом с полями близкородственных растений, способных к взаимному опылению с гм-растениями, сам факт такого опыления и главное - что получившийся гибрид действительно выживет в дикой природе (то есть будет обладать свойствами, позволяющими ему активно бороться с сорняками и прочими растениями, которые уже занимают некультивированные земли). Поскольку ни целью селекции, ни целью гм-модификации почти никогда не является получение растения, способного выжить в дикой природе - то данную опасность следует признать серьезно преувеличенной.
Тем не менее, некоторые семена производители делают стерильными (в основном из-за обвинений предыдущего пункта). Это дало плод для спекуляций вроде «производители ГМО подсадят фермеров на свой продукт и заставят его покупать каждый год». Почему у фермеров при этом отшибет память и они забудут, как выращивать неГМО-растения и почему фермерам в данном случае будет запрещено покупать обычный селекционный (неГМО) материал - обычно не уточняется.
Так вот, фермеры, как правило, уже закупают семенной материал каждый год. Дело в том, что выращивание семенного материала и выращивание собственно продукта, который дальше идет на продажу (в хлеб, на корм скоту,...) - это разные занятия и фермерам удобнее покупать готовый семенной материал, чем выделять земли для выращивания семенного материала, тщательно контролировать его рост, обеспечивать хранение семенного материала и так далее.
Кроме того, закупка семенного материала фермерами проводится регулярно также из-за того, что гибридные (мутантные) версии растений, которые они выращивают, при семенном скрещивании с обычными (переопылении) теряют свои гибридные свойства уже во втором-третьем поколении (вырождаются) - см. закон расщепления по Менделю. Чтобы не терять свойства гибридов, их надо скрещивать исключительно между собой, то есть выделять специальные поля для этого, следить за стерильностью этих полей от негибридных вариантов - в общем, всем этим фермерам, как правило, заниматься не очень хочется, для этого есть отдельные специальные производители семенного материала.

Правительство не стало бы запрещать ГМО, если бы оно было безвредным

Данным аргумент базируется на странной уверенности, что правительство первоначальной целью ставит пользу от своего служения обществу. В большинстве же случаев (особенно в наших странах, в данном контексте я имею в виду Россию и Украину) основная цель правительства - удержание своего места, если надо будет - любой ценой. Если большинство населения не будет любить, например, самолеты - будте уверены, правительство их тоже запретит.
Да, градус истерии достиг таких высот, что правительство, например, Украины, выпустило постановление об обязательном уведомлении покупателя, содержит ли или не содержит ГМО отдельные продукты, что по букве закона ведет к таким парадоксам, как необходимость маркировки «без ГМО» даже на соли, воде и салфетках.

Здравый смысл все-таки возобладал и в Украине и в Росии подобную маркировку отменяют, а взамен вводят обязательную маркировку, если продут содержит более 0,9% ГМО .

В Индии наблюдается череда самоубийств фермеров из-за ГМО

Миф утверждает, что из-за большого распространения ГМО в Индии наблюдается череда самоубийств фермеров, которые их выращивали. На самом деле прямой связи между ГМО и самоубийствами индийских фермеров не обнаружено. Подробности .

Монополист Монсанто травит людей

ГМО-технологии это лишь орудие в монополизации мирового сельхоз. производства американским химическим концерном Монсанто. Смысл внедрения этих биотехнологий лишь в повышении прибыли любой ценой, Монсанто плевать на безопасность потребителей и природы. Они в основном выпускают на мировой рынок семена растений, генетически модифицированных для устойчивости к ими же производимым пестицидам, чтобы продавать свою канцерогенную отраву в удесятеренных дозах. Отсюда .

И вообще, Монсанто - крупный монополист, задумавший уничтожить все живое и капиталистическая организация, которая ни перед чем не остановится .
Монсанто (очень крупный производитель ГМ-модифицированных семян растений, а по совместительству - крупнейший производитель популярного гербицида Roundup - коммерческое название глифосата) регулярно обвиняется в своем монопольном положении в области ГМО. Сразу разберемся с монополизмом. Благодаря опять-таки всеобщей истерии по поводу ГМО, процедура допуска ГМО-продуктов на рынки стала такой , что коммерчески выгодно этим заниматься только крупным производителям. Мелкая биолаборатория просто не потянет такие расходы. Но тем не менее Монсанто не является единственным производителем ГМ-семян, в чем легко убедиться, если посмотреть вышеупомянутую базу данных.
Источник мифа происходит от фактического незнания процедуры применения удобрений. Почему-то утверждается, что поливать растения, устойчивые к гербициду, надо в 10 раз больше. Утверждается также, что глифосат может провоцировать рак. Последнее - правда определенные взаимосвязи обнаруживались, что, в принципе, не особо удивительно для гербицида - вещества, призванного уничтожать живые организмы (глифосат способен уничтожать растения, бактерии, но практически не действует на людей и животных, поскольку у них отсутствуют те ферменты, которые блокирует данное вещество).
Теперь факты:

• Глифосат является самым популярным гербицидом, потому что уничтожает очень широкий спектр сорняков. Другие гербициды действуют более выборочно и их, как правило, нужно применять в комплексе.
• Глифосат полностью уничтожает многие виды растений, попадая к ним через листву и стебли. На семена в почве не действует, в почве распадается. Постепенно также распадается и в растениях, если попал внутрь.
• Патент Монсанто на глифосат закончился в 2000 году. Теперь его производят куча производителей, включая российских. Хотя Монсанто и остается самым крупным его производителем, монополистом она отнюдь не является.
• Глифосат не нужно лить в удесятеренных дозах для повышения эффективности. Более того, в большинстве цивилизованных стран для превышения допусков по поливу пестицидами фермерам надо обращаться за специальным разрешением и серьезно его аргументировать.
• Устойчивые к глифосату ГМО-растения можно полить глифосатом более обильно, но один раз и причем сделать это за несколько недель до уборки, дав глифосату время распасться. Обычные менее устойчивые растения надо поливать несколько раз и вероятность того, что глифосат попадет в созревшие плоды, выше для не генетически модифицированных сортов.
• «Устойчивость к глифосату» также обозначает, что глифосат не попадает внутрь растения.
• И насчет, почему устойчивость именно к глифосату. Пока что глифосат - единственный гербицид, устойчивость к которому кодируется одним геном. Поиск похожих веществ ведется, но пока без успехов.

Выводы предлагаю сделать самостоятельно.

ГМ соя с генами арахиса может вызывать у людей аллергию

Самый разумный аргумент из рассматриваемых. Действительно, если модифицированная соя будет производить белок, который есть в арахисе, то возможны негативные эффекты у людей с аллергией на арахис.
Но для ГМ обычно точно известно, что именно менялось и какой именно новый белок будет производиться, то есть случаи аллергенности можно проверить уже на этапе предварительных исследований. И в данном случае нужна не маркировка «содержит ГМО», а маркировка, какие именно белки содержит данное ГМО (видели на шоколаде надпись «может содержать арахис»? Вот нечто в таком стиле), против которой, собственно, никто и не возражает. А если человек добровольно кушает продукты, на которых написано, что у данного человека данный конкретный продукт может вызвать аллергию - то в этом виновато отнюдь не ГМО.

Уже упоминаемый инсулин для больных диабетом производится генетически модифицированными бактериями. Модификация позволила создать бактерий, производящих инсулин, полностью аналогичный человеческому, который легче усваивается в отличие от свиного инсулина (отличается от человеческого на одну аминокислоту) и от инсулина от крупного рогатого скота (отличается от человеческого на три аминокислоты).

И что?

Слово Капитану Очевидность: полный запрет ГМО приведет к серьезному падению качества инсулина для больных диабетом.

Почти вся папайя, которая сейчас выращивается в мире - это ГМ-сорта. «Натуральная» папайя была уничтожена вредителем, к которому ГМ-папайя устойчива. Так что если не хотите кушать ГМ-организмы - никогда не покупайте папайю.

Благодаря Greenpeace и прочим экологам на поля Китая только сейчас поступил «золотой рис» с повышенным содержанием витамина A. Потребовалось дополнительно 12 лет исследований, чтобы данные экологи все-таки угомонились. По приблизительным оценкам, за это время в Китае около 8 миллионов детей умерли или серьезно заболели от нехватки витамина A .

Вместо заключения

Лично я после оценки всех «за» и «против» считаю ГМО прогрессивной научной технологией, позволяющей человечеству решить некоторые актуальные проблемы, а страшилки по их поводу считаю либо очень сильно преувеличенными, либо полностью выдуманными. Подавляющее большинство предубеждений против ГМО разбиваются о тот простой факт, что в магазинах полно продуктов, полученных в результате радиационного, рентгеновского и химического мутагенеза, и это почему-то никого не смущает. Некоторые аргументов «за» и «против» ГМО рассмотрены в статье и, надеюсь, послужат поводом для дополнительных рассуждений. Более подробную информацию по теме можно собрать по приведенным ссылкам.

1. Елена Клещенко. ГМО: городские мифы. «Химия и жизнь» №7, 2012 http://elementy.ru/lib/431731
2. Леонид Каганов. RAZGOVOR.ORG: Хочу питаться генетически модифицированными продуктами.http://lleo.me/dnevnik/2008/02/26.html

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. , пожалуйста.

Что такое ГМО? Актуальность проблемы Виды ГМО Классификация ГМО История появления Получение ГМО Цели создания ГМО Использование Воздействие на человека В чем может быть опасность? В чем может быть опасность? Мнения 1) С социальной точки зрения С социальной точки зрения 2) С научной точки зрения С научной точки зрения Опыт Методы исследования Выводы Список литературы

В связи с тем, что число жителей Земли выросло за последнее столетие с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., возникла огромная проблема – недостаточное количество продуктов питания, а также многие лекарственные препараты столь дороги, что большая часть населения Земли полагается на традиционные методы лечения, используя всевозможные растения.

1. Генетически модификациированные растения (ГМР); 2. Генетически модификациированные животные (ГМЖ); 3. Генетически модификациированные микроорганызмы (ГММ) На данный момент уже созданы: модификациированные коровы, способные давать человеческое молоко; модификациированный лосось способный расти быстрее и быть крупнее, чем их природные сородичи; Это наиболее крупная группа по своему разнообразию и использованию. Это малочисленная группа, в основном представители этой группы создавались в интересах медицины.

Первые трансгенные органызмы появились ещё в конце 80-х годов. В 1983 г. ученые, изучая почвенную бактерию, которая образует на стволах деревьев и кустарников наросты, обнаружили, что она переносит фрагмент собственной ДНК (вектор) в ядро растительной клетки, где он встраивается в хромосому и распознается как свой. ГМО были разработаны американским химическим концерном Монсанто.

1. Получение изолированного гена. 2. Введение гена в вектор для переноса в органызм. 3. Перенос вектора с геном в модификациируемый органызм. 4. Преобразование клеток органызма. 5. Отбор генетически модификациированных органызмов и устранение тех, которые не были успешно модификациированы.

Одни ученые рассматривают ГМО, как естественное развитие по селекции животных и растений, другие считают генную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. При генной модификации можно улучшить и качество пищи. Противники считают, что современное с/х производство способно обеспечить и на имеющемся уровне селекции население высококачественным продовольствием.

С одной стороны, некоторые эксперты считают, что смоделированные гены способны вызывать генетические мутации в клетках органызма человека. Следовательно ГМО могут осуществлять негативное влияние на органызм человека. Миллионы людей во всем мире каждый день употребляют еду, которая содержит ГМО. При этом вопрос влияния ГМО на здоровье человека до сих пор остается без ответа. Дискуссии на эту тему длятся в мире больше 10-ти лет. Ученые-генетики никак не придут к определенному выводу. С другой стороны, группа ученых доказывает, что с помощью ГМО человечество сможет искусственно выращивать внутренние органы человека. Бесспорно, это будет великим достижением человечества в области трансплантации внутренних органов, однако, это все еще только предположения, у которых нет доказательств.

Медицинский риск Повышенная аллергеноопасность Возможная токсичность и опасность для здоровья Устойчивость к действиям антибиотиков Могут возникнуть новые и опасные вирусы Социальный риск Угроза для выживания мелких фермеров Лишение свободы выбора в приобретении продуктов Экологический риск Появление супер вредителей Нарушение природного баланса Выход трансгенов из-под контроля

Одно из мнений заключается в том, что только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Без генной инженерии человечество может оказаться в тупике. Потенциальный вред ГМО явно недооценивается. В процессе внедрения в органызм гены способны как сами мутировать, так и оказывать негативное воздействие на геном органызма человека. В результате могут образовываться неизвестные токсичные белки, вызывающие токсикозы и аллергию. за против

В ходе проделанной работы было выяснено, что такое ГМО, как и для чего их получают, каковы положительные и отрицательные стороны их применения. На основании изученной информации я все же склоняюсь к мнению, что на современном этапе развития генной инженерии ГМО представляют опасность, ведь неизвестно, как поведет себя ген, встроенный в другую ДНК. Путем социологического опроса также было выяснено, что, хотя только 28% респондентов имеют представление о ГМО, тем не менее, 76% из всех опрошенных полагают, что ГМО небезопасны для использования. 22 html Ермишин А.П. «ГМО. Мифы и реальность» (И. Ермакова «Что мы едим? Воздействие на человека ГМО и способы защиты» (html) Чемерис А.В. и др. «Новая старая ДНК», – Уфа: Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, c. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. «Биология: в 3 т., том 3», пер. с англ.– Изд. 4-е, – М.: БИНОМ Лаборатория знаний, – 451 с.

- 120.21 Кб

Федеральное Агентство по Образованию РФ

Вологодский Государственный Технический Университет

Кафедра Геоэкологии и Инженерной Геологии

Реферат на тему: Производство ГМО: история и перспективы развития.

Выполнил: ст. гр. ФЭГ-41

Петруничева С. В.

Проверил: Ногина Ж. В.

Вологда

2010

Введение...................... .............................. .............................. .............................. ...3

1. ГМО и его виды……………………………………………………………... 4
2. Краткая история ГМО........................... .............................. .............................. .5
3. Направления и задачи создания ГМО........................... .............................. .....7
4. Наиболее распространённые методы получения ГМО........................... ....9
5. Международные производители, замеченных в использовании ГМО..10
6. Продукты, содержащие ГМО........................... .............................. ..................11
1. Генномодифицированные растения...................... .............................. .....11
2. Самые распространенные ГМ сельскохозяйственные растения.......11
3. ГМ пищевые добавки и ароматизаторы................. .............................. ....12
7. Регулировка производства и продажи ГМО в мире.......................... ...........13
8. Аргументы против распространения генетически модифицированных продуктов..................... .............................. .............................. .........................15

9.Последствия распространения генетически модифицированных организмов.................... .............................. .............................. ............................. 16

1. Последствия для экологии Земли......................... .............................. ....16
2. Последствия для здоровья человека...................... .............................. ..16
1. Темпы распространения ГМО........................... .............................. ..............19
2. Заключение.................... .............................. .............................. ......................23
3. Список использованной литературы.................... .............................. ..........24

Приложение.

Введение.

Число жителей Земли за последнее столетие увеличилось с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., таким образом возникает огромная проблема, стоящая перед человечеством. Эта проблема заключается в увеличение производства продуктов питания, несмотря на то, что за последние 40 лет производство увеличилось в 2.5 раза, все равно этого не достаточно. И в мире в связи с этим наблюдается социальный застой, который становится все более настоятельным.

Другая проблема возникла с медицинским лечением. Несмотря на огромные достижение современной медицины, производимые сегодня лекарственные препараты столь дороги, что ѕ населения земли сейчас полностью полагаются на традиционные донаучные методы лечения, прежде всего на неочищенные препараты растительного происхождения.

В развитых странах лекарственные средства на 25% состоят из природных веществ, выделенных из растений. Открытия последних лет (противоопухолевые препараты: таксол, подофиллотоксин) свидетельствуют о том, что растения еще долго будут оставаться источником полезных биологически-активных веществ (БТА), и что способности растительной клетки к синтезу сложных БТА все еще значительно превосходят синтетические способности инженера-химика. Вот почему ученые взялись за проблему создания трансгенных растений.

Создание генетически модифицированных (ГМ) продуктов является сейчас самой главной и самой противоречивой задачей.

1. ГМО и его виды.

Генетически модифицированные организмы – это организмы, в которых генетический материал (ДНК) изменен невозможным в природе способом. ГМО могут содержать фрагменты ДНК из любых других живых организмов.

Генетически модифицированные организмы появились в конце 80-х годов двадцатого века. В 1992 году в Китае начали выращивать табак, который «не боялся» вредных насекомых. Но начало массовому производству модифицированных продуктов положили в 1994 году, когда в США появились помидоры, которые не портились при перевозке.

ГМО объединяют три группы организмов:

1. генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ);
2. генетически модифицированные животные (ГМЖ);
3. генетически модифицированные растения (ГМР) – наиболее распространенная группа.

На сегодня в мире существует несколько десятков линий ГМ-культур: сои, картофеля, кукурузы, сахарной свеклы, риса, томатов, рапса, пшеницы, дыни, цикория, папайи, кабачков, хлопка, льна и люцерны. Массово выращиваются ГМ-соя, которая в США уже вытеснила обычную сою, кукуруза, рапс и хлопок.

Посевы трансгенных растений постоянно увеличиваются. В 1996 году в мире под посевами трансгенных сортов растений было занято 1,7 млн. га, в 2002 г. этот показатель достиг 52,6 млн. га (из которых 35,7 млн. га - в США), в 2005 г ГМО-посевов было уже 91,2 млн. га, в 2006 году - 102 млн. га.

В 2006 году ГМ-культуры выращивали в 22 странах мира, среди которых Аргентина, Австралия, Канада, Китай, Германия, Колумбия, Индия, Индонезия, Мексика, Южная Африка, Испания, США. Основные мировые производители продукции, содержащую ГМО – США (68%), Аргентина (11,8%), Канада (6%), Китай (3%).

1. Краткая история ГМО.

1944 - Эвери, Мак-Леод и Маккарти доказали, что "вещество наследственности" – это ДНК.

1961-1966 -расшифрован генетический код – принцип записи в ДНК и РНК последовательности аминокислот в белках.

1970 - выделена первая рестриктаза.

1973 - Стенли Коэн и Герберт Бойер переносят ген, специфический участок ДНК, из одного организма в другой, начало ДНК-технологии.

1978 - фирма "Genentech" выпустила рекомбинантный инсулин, производимый человеческим геном, введенным в бактериальную клетку. 1980 - в США узаконивается патентование трансгенных микроорганизмов. 1981 - в продажу поступают автоматические синтезаторы ДНК.

1982 - в США впервые поданы заявки на проведение полевых испытаний трансгенных организмов. В то же время в Европе разрешена первая вакцина для животных, полученная методами генной инженерии. Зарегистрировано первое лекарство, полученное методами биотехнологии: человеческий инсулин, вырабатываемый бактериями.

В 1983 - ученые, изучая почвенную бактерию, которая образует на стволах деревьев и кустарников наросты, обнаружили, что она переносит фрагмент собственной ДНК в ядро растительной клетки, где он встраивается в хромосому, после чего распознается как свой. С момента этого открытия и началась история генной инженерии растений.

Пионером стала компания "Monsanto", которая вырастила табак, неуязвимый для вредителей, потом генно-модифицированный помидор (1994). Затем появились модифицированная кукуруза, соя, рапс, огурец, картофель, свекла, яблоки и многое другое.

1985-1988 - разработан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР).

1987 - первое разрешение на полевые испытания ГМ растений (США).

1990 - первый пищевой продукт, модифицированный методом биотехнологии - фермент, применяемый при изготовлении сыра, был разрешен для использования в США первый зарегистрированный продукт питания с ГМ ингредиентами: модифицированные дрожжи (Великобритания).

1994 - получено первое разрешение на возделывание трансгенного растения (помидор сорта FlavrSavr компании "Monsanto").

1995 - введение в практику первого сорта сои, полученного при помощи биотехнологии.
1996-1997 - начало возделывания первых ГМ культур: кукуруза, соя, хлопчатник (Австралия, Аргентина, Канада, Китай, Мексика, США).

1999 - выведен «золотой» рис, обогащенный каротином, для профилактики слепоты у детей развивающихся стран.

2000 - принят Катрахенский протокол по биобезопасности, установивший наиболее общие международные нормы обращения с трансгенными организмами. Расшифровка генома человека. Создание Совета по вопросам информации в области биотехнологии.

2001 - первая полная карта генома сельскохозяйственной культуры.

2003 - ГМ растения возделывают почти на 70 млн га в 18 странах мира, где проживает более половины человечества.

На сегодняшний день трансгенные растения выращиваются на разных полях мира, общая площадь которых больше 80 млн. га.

1. Направления и задачи создания ГМО.

Надежды, которые возлагаются на генетически модифицированные (ГМ) растения, можно подразделить на два основных направления:

1.Усовершенствование качественных характеристик продукции растениеводства.

2.Увеличение продуктивности и стабильности растениеводства путем повышения резистентности растений к неблагоприятным факторам.

Создание генетически модифицированных растений чаще всего выполняется для решения следующих конкретных задач.

1) В целях увеличения урожайности путем повышения:

а) резистентности к патогенам;

б) резистентности к гербицидам;

в) устойчивости к температурам, различному качеству почв;

г) улучшения характеристик продуктивности (вкусовых качеств, облегчение усвояемости).

2) В фармакологических целях:

а) получение продуцентов терапевтических агентов;

б) продуцентов антигенов, обеспечения пищевой «пассивной» иммунизации.

Основные задачи ДНК-технологии в создании ГМ растений в современных условиях развития сельского хозяйства и общества довольно многообразны и заключаются в следующем:

1.Получение гибридов (совместимость, мужская стерильность).

2.Рост и развитие растений (изменение габитуса растений - например, высоты, формы листьев и корневой системы и др.; изменение в цветении - например, строении и окраске цветков, времени зацветания).

3.Питание растений (фиксация атмосферного азота не бобовыми растениями; улучшение поглощения элементов минерального питания; повышение эффективности фотосинтеза).

4.Качество продукции (изменение состава и/или количества сахаров и крахмала; изменение состава и/или количества жиров и т.п.).

5.Устойчивость к абиотическим факторам стресса (устойчивость к засухе и засолению, жароустойчивость; устойчивость к затоплению и т.п.).

6.Устойчивость к биотическим факторам стресса (устойчивость к вредителям; устойчивость к бактериальным, вирусным и грибным болезням).

На практике среди признаков, контролируемых перенесенными генами, на первом месте стоит устойчивость к гербицидам. Доля устойчивых к вирусным, бактериальным или грибным болезням среди промышленно выращиваемых трансгенных растений - менее 1%.

Существенным направлением в получении ГМ растений являются попытки создать биотопливо. Проблема создания биотоплива возникла достаточно давно. Об этом мечтал еще Генри Форд. Будущий бензин можно будет извлекать из генетически модифицированных сои или кукурузы. Т.е. будут растения-фабрики по производству заданных веществ (например, упомянутого растительного масла, которое в недалеком будущем с успехом заменит нефть в качестве топлива). В результате резко сократятся посевные площади и воздействие добываемого топлива на окружающую среду.

Переход к топливным плантациям должен начаться с биодизельных топлив - их молекулярная структура настолько близка к структуре некоторых растительных масел, что на первых порах можно будет обойтись и без генной инженерии.

Описание работы

Число жителей Земли за последнее столетие увеличилось с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., таким образом возникает огромная проблема, стоящая перед человечеством. Эта проблема заключается в увеличение производства продуктов питания, несмотря на то, что за последние 40 лет производство увеличилось в 2.5 раза, все равно этого не достаточно. И в мире в связи с этим наблюдается социальный застой, который становится все более настоятельным.
Другая проблема возникла с медицинским лечением. Несмотря на огромные достижение современной медицины, производимые сегодня лекарственные препараты столь дороги, что ѕ населения земли сейчас полностью полагаются на традиционные донаучные методы лечения, прежде всего на неочищенные препараты растительного происхождения.

Содержание

Введение...................................................................................................................3
ГМО и его виды……………………………………………………………...4
Краткая история ГМО........................................................................................5
Направления и задачи создания ГМО..............................................................7
Наиболее распространённые методы получения ГМО...............................9
Международные производители, замеченных в использовании ГМО..10
Продукты, содержащие ГМО...........................................................................11
Генномодифицированные растения.........................................................11
Самые распространенные ГМ сельскохозяйственные растения.......11
ГМ пищевые добавки и ароматизаторы...................................................12
Регулировка производства и продажи ГМО в мире.....................................13
Аргументы против распространения генетически модифицированных продуктов..........................................................................................................15
9.Последствия распространения генетически модифицированных организмов.............................................................................................................16
Последствия для экологии Земли...........................................................16
Последствия для здоровья человека......................................................16
Темпы распространения ГМО.......................................................................19
Заключение......................................................................................................23
Список использованной литературы............................................................24

Генетически модифицированные организмы (ГМО) - вредные для нормального человека злаки, овощи и другие продукты питания, неизвестно как обработанные генетиками. По мнению широких слоев населения, вызывают необратимые изменения в поглотившем их человеческом организме, плохо влияют на потенцию, являются причиной раннего облысения и образования злокачественных опухолей. Обычно вкуснее, питательнее и, согласно исследованиям, полезнее немодифицированных. Официальная наука не имеет достоверных данных о вреде ГМО.
Генетически модифицированный организм (ГМО ) - живой организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Такие изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза.
ГМО - это живые организмы, содержащие новую комбинацию продукты не представляют какой-либо опасности для человек
Цели создания ГМО

Разработка ГМО некоторыми учеными рассматриваются, как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считаютгенную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, то есть постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид.

Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путем, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием (проблема же возможного мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а политическими элитами государств.)

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекации.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Применение ГМО

Использование ГМО в научных целях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.

Использование ГМО в медицинских целях

Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий

Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифированного сафлора. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.

Бурно развивается новая отрасль медицины - генотерапия. В её основе лежат принципы создания ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия - один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения.

Использование ГМО в сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.

Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом.

Другие направления использования

GloFish, первое генетически модифицированное домашнее животное

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.

В 2003 году на рынке появилась GloFish - первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.

В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы» (подробней см. en:Blue rose).

Влияние продуктов содержащих ГМО на здоровье

1)Угнетение иммунитета, аллергические реакции и метаболические расстройства, в результате непосредственного действия трансгенных белков.

2)Различные нарушения здоровья в результате появления в ГМО новых, незапланированных белков или токсичных для человека продуктов метаболизма

3)Появление устойчивости патогенной микрофлоры человека к антибиотикам

4)Нарушения здоровья, связанные с накоплением в организме человека гербицидов.

5)Сокращение поступления в организм необходимых веществ.

6)Отдаленные канцерогенный и мутагенный эффекты.

Наука не только решает задачи, которые ставит перед собой сегодняшний день, но и подготовляет завтрашний день техники, медицины, сельского хозяйства, межзвездных полётов, покорения природы.

Введение

Одна из самых перспективных наук - генетика, изучающая явления наследственности и изменчивости организмов. Наследственность - одно из коренных свойств жизни, она определяет воспроизведение форм в каждом последующем поколении. И если мы хотим научиться управлять развитием жизненных форм, образованием полезных для нас и устранением вредных, - мы должны понять сущность наследственности и причины появления новых наследственных свойств у организмов.

В данном реферате рассматриваются основные характеристики, проблемы и перспективы генной инженерии. В настоящее время эта тема весьма актуальна. На начало 21-го века в мире проживает около 5 млрд. человек. По прогнозам учёных к концу 21-го века население Земли может увеличиться до 10 миллиардов. Как прокормить такое количество людей качественной пищей, если и при 5 миллиардах в некоторых регионах население голодает? Впрочем, даже если бы такой проблемы не существовало, то человечество, для решения других своих проблем, стремилось бы внедрять в сельское хозяйство наиболее производительные биотехнологии. Одной из таких технологий как раз и является генная инженерия.

Для написания реферата производился сбор материала, его обобщение и систематизация, что было весьма затруднительно, потому что в источниках существует много разногласий, много точек зрения. Так как генная инженерия большое развитие получила именно в наши дни, еще очень мало выпущено книг, посвященных этой теме, и поэтому в работе использовались статьи, найденные в Internet.

История генетического модифицирования

История генетического модифицирования началась в 1972г., когда американский ученый Пол Берг впервые объединил в пробирке в единое целое два гена, выделенные из разных организмов (бактерии и онкогенного вируса обезьяны). Он получил рекомбинацию ДНК, которая не могла образовываться в природе. Такая ДНК была внесена в бактериальные клетки – был создан первый трансгенный организм.

Затем последовало создание бактерий, несущих гены мушки дрозофилы, кролика, человека.

Трансгенные организмы получили разнообразные названия: рекомбинантные, живые измененные, генетически модифицированные, генно-инженерные, химерные.

Появление новых организмов обеспокоило многих ученых. Они, в том числе Берг, опубликовали в журнале "Сайенс" письмо с просьбой приостановить работы по генной инженерии до выявления безопасности трансгенных организмов и разработки правил безопасности работы с ними. Предлагалось, что искусственно созданные человеком организмы могут быть опасными для ныне существующих. Появление их в природе может вызвать их бесконтрольное размножение, вытеснение ими естественных обитателей. Не исключено, что трансгенные организмы могут вызвать эпидемии неизвестных ранее болезней растений, животных и человека, нарушить равновесие в природе, хаотично переносить гены. Возникли дискуссии: нравственные, религиозные, этические, политические.

Британские журналисты окрестили генетически модифицированные продукты (полученные из трансгенных организмов) "пищей Франкенштейна".

На генно-инженерные работы был наложен непродолжительный мораторий. После создания правил безопасности работы с генетически модифицированными организмами, с 1976г. запрет был снят. Первоначальные работы проводились в обстановке строгой безопасности в специальных сооружениях. Однако за 30 лет работы не было создано ничего опасного, поэтому постепенно меры предосторожности были снижены.

Зародилась новая отрасль промышленности – трансгенная технология. Она основана на конструировании и применении трансгенных организмов. Только в США существует свыше 2500 фирм, применяющих трансгенные технологии. В них работают высококвалифицированные специалисты, конструирующие организмы на основе вирусов, грибов, растений и животных.

Разработчики трансгенных технологий рассматриваю генно-инженерный способ создания сельскохозяйственных культур как усовершенствованное скрещивание, которое значительно сокращает сроки создания улучшенных сортов растений. Противники трансгенных технологий считают, что традиционная селекция проводится между сортами одного или нескольких близких видов, а трансгенные методы перемещают гены от одних видов в другие, нарушая при этом все установленные в течение длительного периода времени границы между живыми организмами. Это приводит к появлению принципиально новых организмов с измененной программой наследственности. Их пыльца и семена неизбежно проникнут в естественную среду и вызовут необратимые изменения, последствия которых непредсказуемы. Кроме того, трансгенные технологии недостаточно совершенны. Процесс встраивания нового гена недостаточно точен, т. е. невозможно предвидеть место нового гена в геноме. Внедренный ген может изменить функции генов клетки-хозяина, вызвать синтез новых веществ, побочные эффекты, связанные с плейотропным (множественным) действием генов, и др.

Предполагается, что трансгенные растения безопасны для окружающей среды. За последние 15 лет полевые испытания прошли 25000 трансгенных культур. Первым коммерческим трансгенами были помидоры сорта "Flavr Savr" (Приложение 1) , созданные компанией "Calgen". Они появились в 1994 г. в супермаркетах США. Однако проблемы с производством их и транспортировкой привели к тому, что сорт сняли с продажи. Затем были получены многие сорта самых различных сельскохозяйственных культур. Наиболее распространенной культурой является соя. Коммерческое выращивание ее трансгенов начато с 1995 г. на втором месте – кукуруза, на третьем – хлопок, а затем – масличный рапс, табак, картофель и др.

Преимущество трансгенных растений состоит в том, что они выращиваются без применения химикатов. Широко применяется тип инсектецидных трансгенных растений, которые несут ген бактерии Bacillus thuringienesis, способствующий поражению вредителей кукурузы, картофеля и хлопчатника. Инсектицидный бактериальный токсин, синтезируемый растением, безвреден для человека и животных. Поэтому применение инсектицидных трансгенных растений может повысить чистый доход на 35% по сравнению с немодифицированными растениями. Из испытанных модифицированных растений 40% - устойчивы к вирусам, 25% - устойчивы к гербицидам, 25% - устойчивы к вредным насекомым.

Генетически модифицированные растения имеют ряд преимуществ. Они менее прихотливы, более устойчивы к болезням, насекомым-вредителям, к пестицидам, отличаются повышенной урожайностью. Получаемые из них продукты дольше хранятся, имеют лучший товарный вид, обладают повышенной пищевой ценностью. Например, растительное масло из трансгенных кукурузы, сои рапса имеет сниженное количество насыщенных жиров. В трансгенных картофеле и кукурузе содержится меньше воды и больше крахмала. Из такого картофеля получаются воздушные чипсы, картофель фри. При этом требуется меньше масла для жарки. Такие продукты легче усваиваются организмом.

В 1999 г. был получен трансгенный "золотой рис" с повышенным содержанием каротина. Он служит для профилактики слепоты детей развивающихся стран, где является основным продуктом питания.

Мировые лидеры в выращивании трансгенных растений – США, Аргентина, Канада и Китай. За 12 лет в США было выращено 3,5 трлн. т трансгенных растений. Массовые посевы таких растений в странах ЕС и России запрещены. Страны ЕС против продуктов, полученных путем генетической модификации. В Россию и Украину ввозят некоторые модифицированные продукты: соя, кукуруза картофель.

Генетически модифицированные растения широко используются для производства продуктов питания и пищевых добавок. Например соевый лецитин (Е322) применяется как эмульгатор и стабилизатор в кондитерской промышленности, а шкурки соевых бобов – при производстве хлопьев, закусок, отрубей. Модифицированная соя широко используется в пищевой промышленности как дешевый наполнитель (входит в состав таких продуктов, как колбаса, хлеб, шоколад и др.). Модифицированные картофель и кукуруза применяются для приготовления чипсов, а так же крахмала, используемого в качестве загустителя, студнеобразователя, желирующих веществ в хлебопекарной и кондитерской промышленностях. Их используют так же в производстве многих кетчупов, соусов, майонезов. Модифицированное кукурузное и рапсовое масло применяют в виде добавок в маргарин, выпечку, бисквиты.

Перспективным направлением считается применение трансгенных продуктов иммунопрофилактике. Так, уже получен табак, в генетическом коде которого находится человеческий ген, ответственный за выработку антител против вируса кори. В ближайшем будущем будут созданы растения с противовирусными генами животных и человека.

Специалисты Гринписа подготовили список продуктов, которые могут содержать трансгенные продукты с указанием компаний-производителей. К ним относятся: шоколадные изделия Mars, Snickers, Twix, безалкогольные напитки Coca-Cola, Sprite, Pepsi, Co-la, шоколадный напиток Nesquik, соусы Knorr, чай Lipton, жевательная резинка Stimorol и др. Со списком может ознакомиться любой пользователь системы Internet.

Основным вопросом для дискуссий остаётся вопрос о безопасности трансгенных продуктов для организма и окружающей среды.

От естественных трансгенные продукты по основным характеристикам не отличаются. Трансгенные продукты проходят тестирование на токсичность и аллергенность. Однако не существует совершенно надёжных методов проверки на безвредность. В последние годы появились свидетельства об их отрицательном влиянии на живые организмы.

В апреле 1998 г. британский профессор Арпад Пуштай, который работал в Государственном институте Роветт города Абердин, в телевизионном интервью заявил, что в организме крыс, питавшихся трансгенным картофелем, произошли необратимые изменения. Животные стали страдать угнетением иммунной системы, наблюдались различные нарушения работы внутренних органов. Ученого уволили якобы за распространение якобы ложной информации.

Независимая группа из 20 ученых изучила работы А. Пуштая. В феврале 1999 г. она опубликовала заключение, в котором подтверждала достоверность полученных результатов. После этого министерство сельского хозяйства Великобритании рассмотрело вопрос о запрещении продажи генетически модифицированных продуктов без всестороннего исследования и лицензирования.

Примерно в это же время в Йоркской лаборатории питания было обнаружено, что при употреблении модифицированной сои за последние два года усложнились проблемы аллергии и пищеварения. Причем один из сортов сои опасен для людей, страдающих аллергией на орехи. Компания – производитель семян "Pioneer Hybrid Interna-tional" ввела в соевую ДНК ген бразильского ореха. его запасающий белок богат аминокислотами цистеином и метионином. Пострадавшие получили от компании компенсацию, а проект по модификации был свернут.

Трансгенные продукты могут вырабатывать и токсичные вещества. Например, после нескольких лет применения пищевой добавки аспартам (Е951), допущенной к применению в пищевой и фармацевтической промышленности более чем в 100 странах, появились сведения о серьёзных побочных аффектах. Аспартам слаще сахара в 200 раз, поэтому использовался как подсластитель (но не сахарозаменнитель, который по природе своей является углеводом и обладает высокой калорийностью) самостоятельно или в составе смесей подсластителей ("сладекс", "аспарвит", "сламикс" и т.п.). По химическому строению – это метилизированный дипептид, который состоит из остатков двух аминокислот (аспарагиновой кислоты и фенилаланина). Аспартам рекомендовали больным сахарным диабетом, для профилактики кариеса, применяли при производстве более 5000 продукции (молочных десертов, йогуртов, жевательной резинки и т.п.)., особенно не требующей тепловой обработки.

При продолжительном воздействии температуры компоненты аспартама разъединяются. Метанол превращается в формальдегид (ядовит, вызывает свёртывание белков), а затем – в муравьиную кислоту. Метаноловая токсичность вызывает симптомы, сходные с симптомами рассеянного склероза, но в отличии от последнего заболевания является смертельной.

Фенилаланин входящий в состав аспартама, согласно последним достижениям медицины, могут усваивать эффективно даже не все здоровые люди. Дополнительное введение фенилаланина значительно повышает его уровень в крови и представляет серьезную опасность для работы мозга. Аспартам противопоказан больным фенилкетонурией (наследственным заболеванием). Популярные газеты в США назвали аспартам "сладкой отравой".

Перемещение генов через трансгенные продукты является реальной угрозой. Об этом свидетельствуют эксперименты с перемещением генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам, проведённые Гарри Гильбертом с коллегами из университета Ньюкасла и опубликованных Агентством пищевых стандартов безопасности Великобритании. Эксперимент проводили на добровольцах (12 здоровых и 7 – с хирургически удаленной толстой кишкой). Их кормили гамбургерами и поили молочными коктейлями, содержащими модифицированную сою. Анализы экспериментов показали, что у здоровых людей бактерии не содержали модифицированной ДНК, тогда как бактерии добровольцев с удалённой толстой кишкой имели такую ДНК. Ученые предположили, что ДНК сохраняется в тонком кишечнике, но разрушается полностью в толстом.

Применение в модифицированных продуктах генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам (томатов, устойчивых к канамицину, кукурузы – к ампициллину), может привести к попаданию их в геном бактерии, обитающих в кишечнике человека и животных. С фекалиями бактерии будут выведены наружу, а оттуда гены передадутся болезнетворным микроорганизмам. Это приведёт к появлению новых микроорганизмов, устойчивых ко всем имеющимся лекарственным препаратам.

Согласно Протоколу по биобезопасности к Конвенции о биологическом разнообразии ООН, должна быть доказана безопасность генетически модифицированных организмов и лишь затем признана их пригодность. Во многих странах существуют правила, разрешающие наличие только определенного небольшого содержания в продуктах трансгенного материала (например, в странах ЕС – до 1 %). Несмотря на запреты, генетически модифицированные продукты с должной маркировкой и без нее постоянно проникают на рынок. Возможная опасность таких продуктов окончательно не выявлена, однако может проявиться в будущем.

Генетическая инжене?рия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Экономическое значение

Генетическая инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Примерами применения генной инженерии являются получение новых генетически модифицированных сортов зерновых культур, производство человеческого инсулина путем использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.

Основой микробиологической, биосинтетической промышленности является бактериальная клетка. Необходимые для промышленного производства клетки подбираются по определённым признакам, самый главный из которых - способность производить, синтезировать, при этом в максимально возможных количествах, определённое соединение - аминокислоту или антибиотик, стероидный гормон или органическую кислоту. Иногда надо иметь микроорганизм, способный, например, использовать в качестве "пищи" нефть или сточные воды и перерабатывать их в биомассу или даже вполне пригодный для кормовых добавок белок. Иногда нужны организмы, способные развиваться при повышенных температурах или в присутствии веществ, безусловно смертельных для других видов микроорганизмов.

Задача получения таких промышленных штаммов очень важна, для их видоизменения и отбора разработаны многочисленные приёмы активного воздействия на клетку - от обработки сильно действующими ядами до радиоактивного облучения. Цель этих приёмов одна - добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат - получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых учёные потом стараются отобрать наиболее подходящие для той или иной цели. Создание приёмов химического или радиационного мутагенеза было выдающимся достижением биологии и широко применяется в современной биотехнологии.

Но их возможности ограничиваются природой самих микроорганизмов. Они не способны синтезировать ряд ценных веществ, которые накапливаются в растениях, прежде всего в лекарственных и эфирномасличных. Не могут синтезировать вещества, очень важные для жизнедеятельности животных и человека, ряд ферментов, пептидные гормоны, иммунные белки, интерфероны да и многие более просто устроенные соединения, которые синтезируются в организмах животных и человека. Разумеется, возможности микроорганизмов далеко не исчерпаны. Из всего изобилия микроорганизмов использована наукой, и особенно промышленностью, лишь ничтожная доля. Для целей селекции микроорганизмов большой интерес представляют, например, бактерии анаэробы, способные жить в отсутствие кислорода, фототрофы, использующие энергию света подобно растениям, хемоавтотрофы, термофильные бактерии, способные жить при температуре, как оказалось недавно, около 110 гр.C, и др.

И всё же ограниченность "природного материала" очевидна. Обойти ограничения пытались и пытаются с помощью культур клеток и тканей растений и животных. Это очень важный и перспективный путь, который также реализуется в биотехнологии. За последние несколько десятилетий учёные создали методы, благодаря которым отдельные клетки тканей растения или животного можно заставить расти и размножаться отдельно от организма, как клетки бактерий. Это было важное достижение - полученные культуры клеток используют для экспериментов и для промышленного получения некоторых веществ, которые с помощью бактериальных культур получить невозможно.

История развития и достигнутый уровень технологии

Во второй половине ХХ века было сделано несколько важных открытий и изобретений, лежащих в основе генной инженерии. Успешно завершились многолетние попытки "прочитать" ту биологическую информацию, которая "записана" в генах. Эта работа была начата английским учёным Ф. Сенгером и американским учёным У. Гилбертом (Нобелевская премия по химии 1980 г.). Как известно, в генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул РНК и белков, в том числе ферментов. Чтобы заставить клетку синтезировать новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или целенаправленно изменить находящиеся в ней гены, или ввести в неё новые, ранее отсутствовавшие гены. Изменения генов в живых клетках - это мутации. Они происходят под действием, например, мутагенов - химических ядов или излучений. Но такие изменения нельзя контролировать или направлять. Поэтому учёные сосредоточили усилия на попытках разработать методы введения в клетку новых, совершенно определённых генов, нужных человеку.

Основные этапы решения генно-инженерной задачи следующие:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды). Получила распространение техника, позволяющая использовать для синтеза ДНК, в том числе мутантной, полимеразную цепную реакцию. Термостабильный фермент, ДНК-полимераза, используется в ней для матричного синтеза ДНК, в качестве затравки которого применяют искусственно синтезированные кусочки нуклеиновой кислоты - олигонуклеотиды. Фермент обратная транскриптаза позволяет с использованием таких затравок (праймеров) синтезировать ДНК на матрице выделенной из клеток РНК. Синтезированная таким способом ДНК называется комплементарной (РНК) или кДНК. Изолированный, "химически чистый" ген может быть также получен из фаговой библиотеки. Так называется препарат бактериофага, в геном которого встроены случайные фрагменты из генома или кДНК, воспроизводимые фагом вместе со всей своей ДНК.

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы, также являющиеся полезным инструментом генной инженерии. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно "склеивать", соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор. За открытие рестриктаз Вернер Арбер, Даниел Натанс и Хамилтон Смит также были удостоены Нобелевской премии (1978 г.).

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки.

Значительные трудности были связаны с введением готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных. Однако в природе наблюдаются случаи, когда чужеродная ДНК (вируса или бактериофага) включается в генетический аппарат клетки и с помощью её обменных механизмов начинает синтезировать "свой" белок. Учёные исследовали особенности внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку. Такой процесс получил название трансфекция.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача - получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Применение в научных исследованиях

Нокаут гена. Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена (gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцист суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.

Искусственная экспрессия. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспресия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.

Визуализация продуктов генов. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, ее побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.

Исследование механизма экспрессии. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.

Генная инженерия человека

В применении к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между лечением самого пациента и изменением генома его потомков.

Задача изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение новых генноинженерных пород животных, т.к. в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора. Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию; возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме. При этом для уменьшения побочных эффектов ученые стараются избежать внедрения генноинженерных ДНК в клетки половых органов и тем самым избежать воздействия на ещё нерождённых потомков пациента. Также стоит отметить значительную критику этой технологии в СМИ: разработка генноинженерных вирусов воспринимается некоторыми слоями общественности как угроза для всего человечества.

В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. Долгое время генетическая инженерия обезьян сталкивалась с серьезными трудностями, однако в 2009 году эксперименты увенчались успехом: в Nature появилась публикация об успешном применении генноинженерных вирусных векторов для исцеления взрослого самца обезьяны от дальтонизма. В этом же году дал потомство первый генетически модифицированный примат (выращенный из модифицированной яйцеклетки) - игрунка обыкновенная.

Хотя и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия. Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей.

При помощи генной инженерии можно получать потомков с улучшенной внешностью, умственными и физическими способностями, характером и поведением. С помощью генотерапии в будущем возможно улучшение генома и нынеживущих людей. В принципе можно создавать и более серьёзные изменения, но на пути подобных преобразований человечеству необходимо решить множество этических проблем.

Генетически модифицированный организм

Генетически модифицированный организм (ГМО) - живой организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Такие изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза.

Цели создания ГМО

Разработка ГМО некоторыми учеными рассматриваются, как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считают генную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, то есть постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путем, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием (проблема же возможного мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а политическими элитами государств.)

Использование ГМО в научных целях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.

Использование ГМО в медицинских целях

Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий

Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифированного сафлора. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.

Бурно развивается новая отрасль медицины - генотерапия. В её основе лежат принципы создания ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия - один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения

Использование ГМО в сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.

Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом.

Другие направления использования

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.

В 2003 году на рынке появилась GloFish - первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.

В 2009 году выходит в продажу генномодифицированный сорт розы "Applause" с цветами синего цвета. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести "синие розы".

Заключение

В моей работе рассмотрена история селекции в разрезе новых технологий. На сегодняшний день необходимо внедрять эти методы в современное сельское хозяйство. Но перед нами стоит большая проблема малой развитости данных технологий в Российской Федерации. В большинстве случаев в нашей стране просо не хватает финансирования для организации своего производства. Также одной из важнейших проблем в этой области является несовершенно проработанное законодательство.

Большое внимание я уделила продукции, получаемой методами генной инженерии, так как считаю эту проблему насущной на сегодняшний день. Научный мир, работающий в этой области в настоящее время, разделен на две противоборствующие стороны - сторонники ГМ продуктов и их противники. Поэтому в курсовой работе указаны "За" и "Против" этих методов.

Хотелось бы отметить мое не однозначное отношение к продукции получаемой современными методами селекции, а в частности генной инженерией. Так как основы доводов противников и сторонников по моему мнению изучены не достаточно, поэтому в будущем стоит уделять большое внимание изучению трансгенной продукции на организм человека.

Таким образом, в реферате были рассмотрены основные характеристики генной инженерии: ее преимущества, какие качества "прививают" растениям, где в основном выращиваются генномодифицированные - растения, недостатки генной инженерии, а также ее перспективы.

Список используемой литературы

1. Е. Аспиз "Энциклопедический словарь юного биолога"

2. Ильяшенко О.Н. "Золотая коллекция рефератов" 2008 г.

3. Н.П. Дубинин "Очерки о генетике"

4. Н.П. Дубинин "Горизонты генетики"

5. Чирков Ю.Г. "Ожившие химеры". 1991 г., 239 с

Генетическое модифицирование