Генна модифікація

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат:
Генна модифікація

Зміст

Введення

1. Генна інженерія

2. Безпечна Чи генна модифікація?

3. Приклади генної модифікації

3.1 Збільшення качана кукурудзи

3.2 Захист бавовнику

3.3 Рис з вітаміном "А"

4. Жахи генної модифікації

Висновок

Термінологічний словник

Література

Зміст


Введення

Досягнення в галузі генетики сьогодні - джерело найграндіозніших надій і найгостріших тривог.
Генно-інженерна діяльність - діяльність, здійснювана з використанням методів генної інженерії і генно-інженерно-модифікованих організмів [1].
Генетики й селекціонери обговорюють складні проблеми селекції рослин і тварин, застосування генетичних технологій в медицині, безпеки генетично модифікованих продуктів.

1. Генна інженерія

Генна інженерія - це розділ молекулярної генетики, пов'язані з цілеспрямованим створенням нових комбінацій генетичного матеріалу. Основа прикладної генної інженерії - теорія гена. Створений генетичний матеріал здатний розмножуватися в клітині-хазяїні і синтезувати кінцеві продукти обміну.
Генна інженерія виникла в 1972 році, в Стенфордському університеті, в США. Тоді лабораторія П. Берга отримала першу рекомбінантного (гібридну) ДНК або (рекДНК). Вона поєднувала в собі фрагменти ДНК фага [2] лямбда, кишкової палички і мавпячого вірусу SV40.
Будова рекомбінантної ДНК. Гібридна ДНК має вигляд кільця. Вона містить ген (або гени) і вектор. Вектор - це фрагмент ДНК, що забезпечує розмноження гібридної ДНК і синтез кінцевих продуктів діяльності генетичної системи - білків. Велика частина векторів отримана на основі фага лямбда, з плазмід, вірусів SV40, поліоми, дріжджів та ін бактерій.
Синтез білків відбувається в клітці-хазяїні. Найбільш часто в якості клітини-господаря використовують кишкову паличку, однак застосовують і ін бактерії, дріжджі, тварини або рослинні клітини. Система вектор-господар не може бути довільною: вектор підганяється до клітини-хазяїна. Вибір вектора залежить від видової специфічності і цілей дослідження.
Ключове значення в конструюванні гібридної ДНК несуть два ферменти. Перший - рестріктаза - розсікає молекулу ДНК на фрагменти за строго певних місць. І другий - ДНК-лігази - зшивають фрагменти ДНК в єдине ціле. Тільки після виділення таких ферментів створення штучних генетичних структур стало технічно здійсненним завданням.
Етапи генного синтезу. Гени, що підлягають клонування, можуть бути отримані в складі фрагментів шляхом механічного або рестріктазного дроблення тотальної ДНК. Але структурні гени, як правило, доводиться або синтезувати хіміко-біологічним шляхом, або одержувати у вигляді ДНК-копії інформаційних РНК, що відповідають обраному гену. Структурні гени містять тільки кодовану запис кінцевого продукту (білка, РНК), і повністю позбавлені регуляторних ділянок. І тому ці гени не здатні функціонувати в клітині-хазяїні.
При отриманні рекДНК утворюється найчастіше кілька структур, з яких тільки одна є потрібною. Тому обов'язковий етап становить селекція та молекулярне клонування рекДНК, введеної шляхом трансформації в клітку-господаря.
Існує 3 шляхи селекції рекДНК: генетичний, імунохімічний і гібрізаціонний з міченими ДНК і РНК.
У результаті інтенсивного розвитку методів генної інженерії отримані клони безлічі генів: рибосомальної, транспортної та 5S РНК, гістонів, глобіну миші, кролика, людини, колагену, овальбуміна, інсуліну людини та ін пептидних гормонів, інтерферону людини та інше. Це дозволило створювати штами бактерій, які виробляють багато біологічно активні речовини, використовувані в медицині, сільському господарстві та мікробіологічної промисловості.
На основі генної інженерії виникла галузь фармацевтичної промисловості, названа "індустрією ДНК". Це одна із сучасних гілок біотехнології [3].
Немає сумнівів, що пошуки генетиків обіцяють людині позбавлення від багатьох недуг [4]. Вже зараз генна інженерія починає активно застосовуватися в онкології, створюються препарати, прицільно спрямовані проти конкретної пухлини. Вченим вдалося ідентифікувати гени, що привертають до розвитку цукрового діабету, - значить, з'явилися нові перспективи в лікуванні і цього тяжкої недуги. Для лікувального застосування допущений інсулін людини (хумулін), отриманий за допомогою рекДНК. Крім того, на основі численних мутантів по окремих генів, одержуваних при їх вивченні, створені високоефективні тест-системи для виявлення генетичної активності факторів середовища, в тому числі для виявлення канцерогенних сполук.
За короткий термін генна інженерія справила величезний вплив на розвиток молекулярно-генетичних методів і дозволила істотно просунутися по шляху пізнання будови і функціонування генетичного апарату. Генна інженерія має великі перспективи в лікуванні спадкових хвороб, яких на сьогоднішній день зареєстровано близько 2000. Генна інженерія покликана допомагати виправляти помилки природи.
З іншого боку, генетичні технології породили абсолютно нові проблеми, пов'язані з можливістю клонування [5] живих істот, у тому числі і людини. Світова наукова спільнота визнає, що технічно клонування ідентичною людської особини стає можливим. Але питання про те, чи потрібні людству подібні спроби, залишається відкритим. Доведено, що в 99 відсотках випадків є ризик вроджених вад - а значить, такі досліди над людиною неприпустимі.
Проте, нові генетичні технології на основі трансгенеза [6] і клонування грають найважливішу роль у створенні високопродуктивних сортів рослин та порід тварин. При цьому на перший план виходять проблеми, як генетичної безпеки, так і морально-правові [7].
У Росії всі дослідження з клонування проводяться тільки на тваринах. Люті дискусії ведуться в усьому світі - в тому числі і в Росії - навколо іншого породження сучасної науки: генетично модифікованих продуктів [8].

2. Безпечна Чи генна модифікація?

Творці генетично змінених продуктів стверджують, що вони абсолютно безпечні. Прихильники їх широкого використання впевнені, що багаторічні дослідження довели нешкідливість такої продукції. Противники переконані у зворотному.
До цих пір не доведено, що ці продукти безпечні для людини. Багато видів генетично модифікованих продуктів забороняються до використання на останніх стадіях експерименту як сильні алергени.
Чи праві скептики, які стверджують, що трансгенні продукти небезпечні? А може, вони стануть нашою їжею в 21 столітті?
Близько 30 років тому були зроблені перші досліди по генетичній модифікації рослин. Наприклад, можна взяти один ген від однієї тварини або рослини і вживити його в іншу тварину чи рослину. Таким способом, наприклад, можна одержати картоплю, стійкий до пестицидів [9].
Генетично модифіковані продукти не тільки створені, але їх активно вживають в їжу.
У традиційній селекції відбувається схрещування всередині одного виду. Навіть помідор був поліпшений селекцією. Але, при селекції відбувається обмін між особинами одного виду. А генна інженерія дозволяє скласти нову ДНК і маніпулювати нею. Наприклад, якщо ген світлячка вставити в ДНК тютюну, то квітка тютюну починає світитися, якщо потребу в поливі. Селекційними методами цього не можливо добитися!
Протестуючі найбільше звертають увагу на негативні процеси цієї методики. Але ж, ніхто не сперечається з тим, що генетично модифіковані продукти потребує тестуванні!
Все що ми їмо, містить білки [10]. Коли ген потрапляє в клітини, він закріплюється і починає виробляти новий білок.
Захисники індустрії біотехнологій стверджують, що всі процеси, що стосуються генно-модифікованих продуктів, знаходяться під жорстким контролем.
Проводиться аналіз звичайного і трансгенного рослини. Учені повинні довести інспекторам, що харчові продукти не відрізняються за якістю.
Перевірка продукту проходить наступні етапи:
1. Порівняння структури та хімічного складу звичайного та траснсгенного рослини.
2. Потрібні докази того, що вживання нового продукту в їжу не шкодить здоров'ю людини.
Трансгенна соя (має стійкість до гербіцидів) входить у продукти, які ми вживаємо в їжу останні роки.
Токсичний чи новий білок? Кілька років проводили тестування білка на токсичність. Годували мишей дозами в 1000 разів, що перевищують дози, які споживає людина. Вчені стверджують, що нічого шкідливого для організму людини не було виявлено.
Як нові білки перетравлюються? Білки, створені штучно занурюють в розчин, який має середу подібну по складу з кишечником. Чим швидше перетравлюється продукт, тим краще.
Експерименти показали, що новий білок не є алергеном. Є й інші способи перевірити створений білок. Якщо він не проходить перевірку, то його знищують. Проте, білок трансгенної сої успішно витримав випробування! Було проведено 1800 аналізів, які показали, що з соєвими бобами все в порядку.
Система тестів працює. Потрібно тільки слідувати методиці, вважають вчені.
Але скептики вважають, що наука знає ще дуже мало, щоб стверджувати, що "все під контролем". Живі організми настільки складні, що передбачити їх поведінка практично неможливо.
Однак, традиційні методи селекції не завжди безпечні [11]. Навпаки, в генній інженерії точно відомі шляхи впровадження гена. Знову ж таки, скептики впевнені, в тому, що генна інженерія, яка використовує нові методи, ризикує завдати непоправної шкоди природі. Їх супротивники, кажуть, що і селекція небезпечна, тому що вона має справу не з одним, а з кількома генами! А тому результат селекції ще більш непередбачуваний!
Найстрашніше, те, що років 30 тому експериментували з генами, не розуміючи, що роблять!
Опір генно-модифікованої продукції в Європі сильніше, ніж де-небудь ще в світі. Останнім часом впровадження трансгенних продуктів дуже утруднено: в Англії таких продуктів було впроваджено близько 2000, а тепер залишилося менше 100!

3. Приклади генної модифікації

Громадські організації в Європі закликають знищувати трансгенні рослини. Дивні рослини отримують, імплантована в них гени тварин. Екологи проти цих технологій, громадськість зарозуміло і зневажливо відноситься до генетично модифікованих продуктів.

3.1 Збільшення качана кукурудзи

У Мексиці - бідні грунти, а тому дуже погані врожаї кукурудзи. Вченим поставлено завдання, щодо збільшення розміру качана кукурудзи [12]. У результаті проведених досліджень, імплантували в кукурудзу ген, який нейтралізує солі алюмінію і розчиняє фосфати, це дозволило рослині повноцінно розвиватися на пропонованих грунтах.
Урожай обіцяв бути в 2 рази більше, але уряд під тиском екологічних організацій заборонило займатися цими дослідженнями. Екологи ігнорують результати експерименту. Противники генної інженерії вважають, що такі досліди завдають шкоди екології, небезпечні для здоров'я і в кінцевому підсумку призводять до екологічної катастрофи. Адже, ніхто не дасть гарантії, що ці методики не призведуть до появи нових комах і бур'янів!

3.2 Захист бавовнику

Університет Арізони. Вчені працюють над збільшенням урожайності бавовни. Рослина страждає від нашестя рожевого коробчатого хробака. Якщо популяція шкідника велика, то врожаї бавовни стрімко падають!
Потрібно впровадити в бавовник такий ген, який буде вбивати коробчатого хробака. Останні 40 років для знищення комах застосовували обприскування рослин хімікатами. Страждали і люди, і тварини. Спробували вживити в бавовну ген бактерії. У листі рослини з'явився білок, який отруйний для хробака. Таким чином, необхідність захисту рослини хімікатами відпадає!
У результаті отримали сотні гектарів отруйних рослин, які самі захищаються від шкідливих комах. Знову ж таки, пройде час, і шкідники звикнуть, вироблять імунітет!
Але не тільки жуки - шкідники вселяють побоювання! Екологи бояться, що з'являться особливо стійкі бур'яни, і, значить, не буде порятунку від бур'янів стійких до хімікатів. Адже бджоли можуть рознести пилок на кілька кілометрів, і ці рослини заповнять всю округу. Проте, є дані, що на відстані 15 м запилення вже не відбувається. Але якщо навіть пилок модифікованої рослини подолає відстань, то вона повинна схрестяться зі своїм виглядом. Сверхжівучесть зберегти не так просто ...

3.3 Рис з вітаміном "А"

Азія. 100 млн. дітей не отримують вітамін "А", який необхідний для повноцінного зору. Справа в тому, що основна їжа найбідніших верств населення - рис. Діти сліпнуть від нестачі вітаміну "А"!
Шляхетне завдання - виростити рис відразу з вітаміном "А" і засіяти ним поля у відсталих країнах. Як це можливо? Нарцис - отруйна рослина. З нього необхідно взяти 2 гена і впровадити в рис, який у такому випадку буде містити вітамін "А"!

4. Жахи генної модифікації

Ген людської печінки додають в рис! Учені почали додавати людські гени в рис у спробі підняти генно-модифіковані продукти на новий рівень.
Дослідники ввели в рис ген, отриманий з печінки людини, що виробляє ензим, який сприяє розпаду шкідливих хімічних елементів в організмі людини. Вони сподіваються, що ензим - CYP2B6 - зробить те ж саме з гербіцидами і забруднюючими речовинами, будучи змішаним з рисом.
Однак противники генно-модифікованих продуктів говорять, що використання людських генів відлякає споживачів, яким не до вподоби ідея канібалізму і того, що вчені беруть на себе функції бога. Сью Майер з британської організації GeneWatch каже: "Я не думаю, що хтось захоче купити цей рис". "Люди вже висловили свою відразу з приводу використання людських генів і занепокоєння у зв'язку з відчуттям, що індустрія біотехнологій не прислухається до них. Це ще більше похитне їхню впевненість".
Зазвичай при генної модифікації зернових культур використовуються гени, отримані з бактерій. Вони стійкі тільки до одного виду гербіцидів, що означає, що фермери можуть обробляти свої поля як завгодно часто для боротьби з шкідниками, але тільки одним видом хімікатів. Мета додати до рис людського гена - створити рослина, стійке до декількох видів гербіцидів.
Дослідники в Національному інституті агробіологічних наук у Цукубі в Японії виявили, що новий вид рису може бути стійким до 14 різних видів гербіцидів. Професор Річард Мейлан, який проводив подібні дослідження в Інституті Пердью в Індіані каже, що такий рис можна вирощувати на грунті, просоченої промисловими забрудненнями. Він застосовував у своїх дослідженнях гени кроликів, але каже, що не бачить причин, за якими не можна використовувати людські гени. Він говорить, що розмови про "їжі Франкенштейна" - це нісенітниця, і додає: "Я не думаю, що етичні міркування мають якесь відношення до використання людських генів у генної інженерії при вирощуванні продуктів".
Виробництво рису в усьому світі падає, і йде гонка в пошуках шляхів підвищення зборів рису, а також нових різновидів рису, стійких до вірусів, з низьким змістом алергенів і білка.
Проте в Інституті Науки в суспільстві супротивників генної модифікації кажуть, що ензим CYP2B6 може вдарити по людині, привівши до створення нових вірусів або різновидів раку.
Вони додають: "Прихильники генної модифікації і країни, що є основними виробниками рису, досліджують і просувають генно-модифікований рис, абсолютно не замислюючись про безпеку та довгостроковій перспективі" [13].

Висновок

Скептики не впевнені, що генні технології вирішать соціальні проблеми. Мрії про рівний розподіл продуктів харчування по всьому світу - утопія.
Опір генно-модифікованої продукції в Європі сильніше, ніж де-небудь ще в світі. Творці генетично змінених продуктів стверджують, що вони абсолютно безпечні. У свою чергу, супротивники генної модифікації вважають її "ящиком Пандори" з непередбачуваними наслідками.
Очевидно, що в найближчі десятиліття генетика ще піднесе людству чимало сюрпризів, породить безліч сенсацій - уявних і реальних, навколо неї будуть бушувати суперечки і навіть скандали. Товариство легко чує тих людей, які бояться всього нового, але небезпека від мобільних телефонів не менше!
Головне, щоб вся ця суєта не надто заважала серйозної роботи вчених на одному з найбільш цікавих і перспективних наукових напрямків.

Термінологічний словник

Генна інженерія - практика цілеспрямованого зміни генетичних програм статевих клітин з метою надання вихідним формам організмів нових властивостей або створення принципово нових форм організмів. Основний метод генної інженерії полягає в вилученні з клітин організму гена або групи генів, з'єднання їх з певними молекулами нуклеїнових кислот і впровадження отриманих гібридних молекул в клітини іншого організму.
Біологічний захист - в генній інженерії - створення і використання безпечною для людини і об'єктів навколишнього середовища комбінації біологічного матеріалу, властивості якого виключають небажане виживання генно-інженерно-модифікованих організмів у навколишньому середовищі та / або передачу їм генетичної інформації
Біотехнологія Biotechnology - в широкому сенсі - прикордонна між біологією і технікою наукова дисципліна та сфера практики, вивчає шляхи і методи зміни навколишнього природного середовища відповідно до його потреб.
Біотехнологія - у вузькому сенсі - сукупність методів і прийомів отримання корисних для людини продуктів та явищ з допомогою біологічних агентів. До складу біотехнології входять генна, клітинна і екологічна інженерії
Випуск генно-інженерно-модифікованих організмів у навколишнє середовище - дія або бездіяльність, у результаті яких відбулося внесення генно-інженерно-модифікованих організмів у навколишнє середовище.
Генно-інженерна діяльність - діяльність, здійснювана з використанням методів генної інженерії і генно-інженерно-модифікованих організмів.
Генно-інженерно-модифікований організм - організм або кілька організмів, будь неклітинні, одноклітинне або многоклеточное освіта: - здатне до відтворення або передачі спадкового генетичного матеріалу; - відмінне від природних організмів; - отримане із застосуванням методів генної інженерії; і - містить генноїнженерний матеріал.
Генодіагностікі - в генній інженерії - сукупність методів по виявленню змін в структурі геному.
Замкнута система - в генній інженерії - система здійснення генетично-інженерної діяльності, при якій генетичні модифікації вносяться в організм або генно-інженерно-модифіковані організми, обробляються, культивуються, зберігаються, використовуються, піддаються транспортуванню, знищенню або похованню в умовах існування фізичних, хімічних і біологічних бар'єрів або їх комбінацій, що запобігають контакт генно-інженерно-модифікованих організмів з населенням та навколишнім середовищем.
Відкрита система - в генній інженерії - система здійснення генетично-інженерної діяльності, що передбачає контакт генно-інженерно-модифікованих організмів з населенням та навколишнім середовищем при їх навмисному випуск в навколишнє середовище, застосуванні у медичних цілях, при експорті та імпорті, при передачі технологій.
Трансгенні організми - тварини, рослини, мікроорганізми, віруси, генетична програма яких змінена з використанням методів генної інженерії.
Фізичний захист - в генній інженерії - створення і використання спеціальних технічних засобів і прийомів, які запобігають випуск генно-інженерно-модифікованих організмів у навколишнє середовище та / або передачу їм генетичної інформації.

Література

1.Маніатіс Т., Методи генетичної інженерії, М., 1984;
2.Генная інженерія Джерело http://www.glossary.ru/index.htm
3 Плоди освіти. "Безпечна чи генна модифікація" Документальний фільм (Великобританія, 2000).
4. ВІДСОТОК УДАЧІ Джерело http://www.trud.ru/
5. Жахи генної модифікації Джерело http://www.gransoft.kiev.ua/
6. Матеріали надані проектом Рубрікон


[1] Генно-інженерно-модифікований організм - організм або кілька організмів, будь неклітинні, одноклітинне або многоклеточное освіта: - здатне до відтворення або передачі спадкового генетичного матеріалу; - відмінне від природних організмів; - отримане із застосуванням методів генної інженерії; і - містить генно-інженерний матеріал.
[2] Фаги, те ж, що бактеріофаги. ... Фаг (від грец. Phagos-пожирач) частина складних слів, відповідна за значенням словами "поїдає ',' поглинає" (наприклад, бактеріофаг).
[3] Біотехнологія - Сукупність методів і прийомів отримання корисних для людини продуктів та явищ з допомогою біологічних агентів. До складу біотехнології входять генна, клітинна і екологічна інженерії.
[4] Генетики вивели соєві боби, що запобігають втраті волосся. У Японії виведений генетично змінений сорт соєвих бобів, які стимулюють ріст волосся і запобігають їх втрату від хіміотерапії. Якщо підтвердиться безпеку нового продукту, то, щоб врятуватися від облисіння, потрібно буде просто періодично є ці боби, повідомив у середу глава дослідницької групи професор Університету Кіото Массакі Іосікава. Чудодійну властивість зернової культури надав генетично впроваджений компонент (новокінін), що володіє протигіпертонічні ефектом. Він був отриманий з амінокислотного складу яєчного білка. За словами вчених, цей компонент сприяє росту волосся тим, що розширює судини і нормалізує циркуляцію крові. Ефективність бобів підтверджена в ході експериментів над мишами, яких поголили, а потім годували модифікованими бобами з розрахунку одна тисячна міліграма протигіпертонічні речовини на грам маси тіла. Як повідомляється, відновлення вовняного покриву йшло прискореними темпами, а після збільшення дози миші переставали втрачати шерсть навіть в результаті хіміотерапії. Фахівці говорять, що їх боби також можна використовувати як звичайний ліки від високого тиску. 13 квітня 2005 Джерело: NEWSru.com
[5] Клон (від грец. Klon - гілка, нащадок), ряд наступних один за одним поколінь спадково однорідних нащадків однієї вихідної особини (рослини, тварини, мікроорганізму), що утворюються в результаті безстатевого розмноження. Клонування клітин застосовують в онкології, генетики соматичних клітин та ін
[6] Трансгенні організми - тварини, рослини, мікроорганізми, віруси, генетична програма яких змінена з використанням методів генної інженерії.
[7] Колумбія: новини генетики, або кокаїн росте на дереві Колумбійські наркобарони створили генетично змінений "кокаїнове дерево", яке містить більший відсоток наркоречовини і не схильне до гербіцидів. Виробникам наркотиків допомагали іноземні вчені. Генетичний коко-мутант має більш густий листяний покрив. Його висота складає 2,7 метри, тобто вдвічі вище традиційного куща. У пошуках більшого прибутку, торговці наркотиками, здається, входять у світ генетично змінених культур. Таке дерево коки дає у вісім разів більше кокаїну, ніж нормальний кущ, і з-за його розміру і з-за стійкості до гербіцидів. Джерело http://www.gransoft.kiev.ua/ (21.02.2005)
[8] Про державну реєстрацію генно-інженерно-модифікованих організмів. постанову уряд РФ 16 лютого 2001 р. У Зокрема встановити, що генно-інженерно-модифіковані організми, призначені для першого на території Російської Федерації випуску в навколишнє середовище, промислового використання або імпорту, підлягають обов'язковій державній реєстрації.
[9] Пестициди - Отрутохімікати - хімічні препарати для боротьби з бур'янами (гербіциди), зі шкідниками (інсектициди) тощо.
[10] До речі, у деяких людей є алергія на продукти (наприклад, арахіс), які не піддавалися генної модифікації.
[11] У 70-х роках невдало схрестили 2 види картоплі.
[12] При цьому, грунт замінити немає можливості.
[13] Джерело: http://inodivssa.ru/
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
51.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Модифікація поліелектролітів наночастинками
Модифікація конкурентно-ринкового механізму
Реплікація збереження і модифікація геному
Генна інженерія
Генна інженерія 3
Генна інженерія
Генна інженерія 2
Допінги і генна терапія
Тест восьми потягів Сонди і його модифікація
© Усі права захищені
написати до нас