Генно-інженерна технологія

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

скачати

Зміст

Введення

  1. Технологія ГМО

1.1 Отримання ГМО

1.2 Методи ідентифікації трансгенів

  1. Економіка ГМО

2.1 Стан і перспективні розвитку ринку генетично модифікованих товарів у світі

2.2 Розвиток ГМО в Росії

2.3 Виникнення і зміст терміну «зони вільні від ГМО»

2.4 Переваги і недоліки отримання трансгенних організмів

2.5Альтернатіва використання ГМО

Висновки

Список літератури



Введення

Продовольча проблема є однією з найважливіших проблем людства. Особливо гостро вона стоїть в країнах, що розвиваються, де відбувається стрімке зростання населення до 100 млн. людей на рік, і дуже слабко розвинене сільське господарство. Постійні поставки гуманітарної допомоги з боку розвинених країн і міжнародних організацій є явно недостатніми для боротьби з голодом.

За прогнозами ЮНЕСКО, до 2050 р. Чисельність населення в світі наблизиться до 10 млрд. чоловік, що зажадає різкого збільшення обсягів виробництва продуктів харчування та інших товарів широкого споживання. Незважаючи на те, що за останні 40 років виробництво сільськогосподарської продукції зросло більш, ніж в 2 рази, подальше його зростання представляється малоймовірним. Протягом останніх 20 років людство втратило понад 15% родючого грунтового шару. Велика частина придатних до обробітку земель вже залучена в сільськогосподарське виробництво.

Кожну тиждень населення нашої планети збільшується на 1.2 млн. чоловік, при цьому темпи виробництва продукції все більше відстають від темпів зростання населення. Вже зараз дефіцит харчових продуктів у світі перевищує 60 млн. тонн, а число людей, які страждають від недостатнього харчування, зросла на 25 млн. лише за період з 2002 по 2003 рр.., А загальна цифра голодуючих наближається до 1 млрд. осіб. Таким чином, сучасна стратегія виробництва харчових продуктів повинна бути спрямована на пошук виходу з продовольчої кризи в найкоротші терміни. Виникла необхідність в застосуванні принципово нових підходів до створення високопродуктивних агросистем забезпечують значне підвищення врожайності сільськогосподарських культур і продуктивності худоби.

Одним із способів вирішення поставленого завдання, як стверджують деякі вчені, є застосування новітніх способів селекції. Цьому сприяють величезні можливості, що з'явилися в результаті революційних досягнень у галузі генетики та біотехнології.

Новітня біотехнологія - це наука про генно-інженерних та клітинних методах і технологіях створення та використання генетично трансформованих біологічних об'єктів для інтенсифікації виробництва або отримання нових видів продуктів різного призначення.

Основна мета сучасної біотехнології - отримань трансгенних організмів методами клітинної та генетичної інженерії. Відмінність генетичної інженерії від традиційної селекції полягає в тому, що при селекції перенесення генів здійснюється тільки між близькоспорідненими рослинами, генна інженерія ж дозволяє перенести в рослину гени з будь-якого організму.

Генетична інженерія відома досить давно, її народження умовно відносять до 1972 р., коли в лабораторії Берга вперше була синтезована рекомбінантна молекула ДНК. Існує кілька визначень розкривають поняття генної інженерії. У федеральному законі «Про державне регулювання в галузі генно-інженерної діяльності» закріплено, що «генна інженерія - сукупність методів і технологій, у тому числі технологій отримань рекомбінантних рибонуклеїнових і дезоксирибонуклеїнової кислот, з виділення генів з організму, здійсненню маніпуляцій з генами і введенню їх в інші організми ».

Всього виділяють 4 групи методу генної інженерії:

- Методи отримання рекомбінантних ДНК і РНК;

- Методи виділення генів з організмів;

- Методи створення штучних генетичних програм

- Методи введення трансгенів у мікроорганізми;

Кожна група методів в даний час активно розвивається і вдосконалюється. Використання методів генної інженерії призводить до створення генетично модифікованих організмів. У директиві 2001/18/ЕС Європейського Парламенту та Ради визначено що «генетично модифікований мікроорганізм означає організм, за винятком людей, генетичний матеріал якого змінений способом, який не може бути досягнутий природним шляхом схрещування або рекомбінації»

Можна виділити наступні основні характеристики генетично модифікованого організму:

- Це будь-який біологічний організм здатний до відтворення або передачі генетичного матеріалу;

- Містить штучну генетичну програму;

- Отримано, із застосуванням методів генної інженерії;

У роботі використовується поняття «генетично модифіковані продукти (організми)», під якими розуміються продукти харчування містять результати генно-інженерної діяльності.



  1. Технологія ГМО

1.1 Технологія отримання ГМО

Процедура отримання ГМО включає в себе кілька основних етапів:

Виділення та ідентифікація окремих генів (відповідних фрагментів ДНК або РНК), які збираються перенести іншим організмам. Для цього з організмів, що володіють такими генами, за допомогою спеціальних хімічних методів виділяють нуклеїнові кислоти. Їх розрізають на окремі фрагменти, використовуючи набори ферментів-рестриктаз. Найбільше значення мають рестриктаз, здатні розрізати нуклеїнові кислоти з утворенням, так званих липких (комплементарних) кінців. Утворені фрагменти мають короткі однонітчатие кінці, що складаються з декількох нуклеотидів. Якщо об'єднати в одній пробірці фрагменти ДНК будь-якого походження (н-р, фрагменти плазмід бактерій і фрагменти тваринної або рослинної ДНК), отримані за допомогою однієї і тієї ж рестриктаз, що дає липкі кінці, і додати фермент - лігази, то ці фрагменти з'єднаються між собою . У результаті вийде химерна (рекомбінантна) ДНК, яка може містити фрагменти ДНК, виділені з різних організмів або синтезовану штучно. Описана технологія дозволяє створювати на основі плазмід (або інших типів векторів) складні генетичні конструкції, призначені для перенесення в клітини інших організмів.

Клонування (розмноження) стерпного гена. Щоб розмножити створені в пробірці нечисленні химерні молекули ДНК, вектори з вбудованими в них фрагментами необхідно перенести в реципієнтного клітини. Плазмідні вектори зазвичай вводяться в реципієнтного клітини методом генетичної трансформації. Особливо широке поширення для клонування векторних ДНК отримала трансформація клітин кишкової палички (E. сoli), заснована на спільній інкубації «компетентних» клітин бактерій (клітини здатні до трансформації) і ДНК. У результаті трансформації ДНК «поглинається» бактеріальними клітинами і автономно розмножується в їх цитоплазмі (внутрішнє середовище клітини).

На селективної середовищі ведуть відбір трансформованих бактеріальних клітин, які несуть будь-якої селективний маркер, який вже був на векторі або повинен був з'явитися в процесі утворення рекомбінантної молекули.

Якщо, наприклад, вектор містив ген стійкості до антибіотика ампіцилін, то в селективну середу, додають цей антибіотик, і всі ті, що вижили клітини будуть містити даний вектор. Для того, щоб з'ясувати, чи несуть трансформовані клітини рекомбіновану ДНК, з клітин виділяють векторну плазміду і піддають її електрофорез. Метод електрофорезу заснований, на принципі переміщення речовин в електричному полі від одного полюса до іншого зі швидкістю, що залежить від їх розмірів. За допомогою цієї простої техніки можна в агарозному гелі розділити, ідентифікувати і очистити фрагменти векторної ДНК різної молекулярної маси.

Перенесення гена (або трансгенної конструкції) всередину клітини і вбудовування його в ДНК реципієнтного організму. Основний спосіб переносу генів (генних конструкцій) з клітин організму-донора в клітини організму-реципієнта - це процес трансформації. Трансформація включає в себе кілька основних етапів і вимагає дотримання низки умов: наявності трансформирующей ДНК; «компетентних» клітин; інтеграції донорської (трансформирующей) ДНК в ДНК реципієнта та експресії (роботи) перенесення генів. Існують різні методи трансформації: шляхом гібридизації соматичних клітин; інкубації реципієнтного клітин з чужорідним генетичним матеріалом; мікроін'єкцій генетичного матеріалу в ядра клітин тварин та ін Їх застосування, перш за все, залежить від біологічних особливостей організму - реципієнта. Наприклад, для трансформації клітин рослин використовують два основні методи (рис. 1).

1) Метод біологічного балістики. У цьому випадку, на найдрібніші частинки вольфраму або золота напилюється ДНК, що містить «цільової» ген. Потім ці частинки з ДНК поміщають в так звану генну «пушку». У результаті «пострілу» вони з величезною швидкістю «бомбардують» клітини рослин, проникаючи в їх цитоплазму і ядра. Деякі з цих клітин вбудовують «цільової» ген у свою ДНК. З кожної такої клітини може бути регенеровані нове трансгенні рослини.

2) Трансформація рослини за допомогою, так званої, Ti - плазміди, що несе «цільової» ген, який доставляється в клітини за допомогою грунтової бактерії (Agrobacterium tumifaciens). Ti-плазміда - це кільцева молекула ДНК міститься в клітинах Agrobacterium tumifaciens, що викликає утворення пухлин у рослин при їх зараженні цією бактерією. При зараженні бактеріями рослин, невеликий фрагмент Ti-плазміди вбудовується в геном рослинних клітин, викликає порушення гормонального балансу і перехід до неконтрольованого поділу і росту, що і призводить до утворення пухлини.

Рис.1 Методи отримання ГМО

«Цільовий» ген, здатний змінювати ту чи іншу властивість рослини, вбудовується генно-інженерними методами в Ti-плазміду, яка, потім переноситься в агробактерії. У процесі спільного культивування агробактерії та культури клітин рослини - господаря Ti-плазміда потрапляє в клітини рослин, а «цільової» ген з додатковими фрагментами ДНК вбудовується в рослинний геном. Кожна така клітина може бути, потім регенерирован в ціле трансгенні рослини, яке буде містити генетичну інформацію з двох або кількох різних організмів. Це метод застосовується для трансформації дводольних рослин.

Однак цей метод "працює" не на всіх рослинах: агробактерії, наприклад, не заражає такі важливі харчові рослини, як рис, пшениця, кукурудза. Тому розроблені та інші способи. Наприклад, можна ферментами розчинити товсту клітинну оболонку рослинної клітини, що заважає прямому проникненню чужий ДНК, і помістити такі очищені клітини в розчин, що містить ДНК і яке-небудь хімічна речовина, яка сприяє її проникненню у клітину (найчастіше застосовується поліетиленгліколь). Іноді в мембрані клітин проробляють мікроотвори короткими імпульсами високої напруги, а через отвори в клітку можуть пройти відрізки ДНК. Іноді застосовують навіть впорскування ДНК у клітину микрошприца під контролем мікроскопах [5].

Виявлення трансгенних клітин (організмів). Процес перенесення і включення в генетичний матеріал клітин рослин чужорідної ДНК відбувається з досить низькою частотою, в кращому випадку трансформованому виявляється 1 клітина на 1000. Тому необхідно якимсь чином відокремити такі клітини від інших створити для їх розподілу і розвитку найбільш сприятливі умови. У цьому випадку разом з «цільовим» геном (н-р, стійкості до гербіцидів, вірусів і комах - шкідників) вводять і другий, так званий селективний ген. Найчастіше для цього використовують гени стійкості до антибіотиків. Якщо після введення чужорідної ДНК помістити клітини на поживне середовище з антибіотиком, то на неї здатні будуть рости тільки трансформовані клітини [6].



1.2 Методи ідентифікації трансгенів

Збільшення використання ГМО та їхніх компонентів у виробництві продуктів харчування, сільськогосподарських кормів і фармацевтичних препаратів робить все більш актуальним питання розробки ефективних методів ідентифікації трансгенної ДНК. В даний час найбільш розроблені і широко застосовуються методи виявлення фрагментів чужорідної ДНК, засновані на використанні різних видів ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція).

ПЛР - це метод, який дозволяє перевірити генетичний матеріал, виділений з досліджуваного зразка, на наявність у його складі ділянки чужорідної або зміненої ДНК і використовується для отримання безлічі копій непротяжних ділянок ДНК, специфічних для кожного конкретного білка, а також досліджуваного генетично зумовленого ознаки.

В основі методу ПЛР лежить здатність добре відомих в молекулярній біології ферментів, ДНК-полімераз, здійснювати спрямований синтез другий, тобто комплементарної (спареної) ланцюга ДНК, за наявною матриці одноланцюжковою ДНК, нарощуючи невелику олігонуклеотидно затравку (праймер), комплементарну ділянці цієї матриці, до розмірів в декілька тисяч або навіть десятків тисяч ланок. Підвищуючи температуру, можна домогтися зупинки реакції з наступною денатурації отриманої ДНК, тобто розділення ланцюгів отриманої в ході реакції двуцепочечной ДНК. Якщо в реакційній суміші присутній надлишок праймера, то, значно знизивши температуру, щоб праймер міг знову зв'язатися з тим же самим комплементарним ділянкою ДНК, і додавши нову порцію ферменту, можна знову встановити температуру, необхідну для реакції полімеризації, і, таким чином, провівши реакцію ще раз, збільшити кількість раніше отриманого продукту. Багаторазове, або як кажуть, циклічне повторення цієї процедури дозволяє напрацювати значну кількість копій ділянки ДНК, що починається з даного праймера. Один цикл ПЛР здійснюється за 1-2 хв, так що протягом кількох годин можна отримати 100 млрд. копій (рис. 2).

Малюнок 2. Метод ПЛР



Крім описаного методу ПЛР, для виявлення трансгенних фрагментів ДНК використовується цілий ряд інших методів:

Методи виявлення ГМО, засновані на дослідженні трансгенних білків. Процес створення ГМ рослин заснований на введенні в клітини організму-реципієнта чужорідних генних конструкцій, що забезпечують синтез нових білків. З'являються в рослині в результаті генетичної модифікації білки можуть служити маркерами генетичної модифікації. До цієї групи методів відносять різні імунологічні методики, засновані на використанні антитіл (особливі білки, які виробляються імунною системою організму у відповідь на проникнення чужорідних організмів або їх фрагментів), специфічних до маркерним білкам, використовуються при створенні ГМО

Хроматографічні методи. Використовуються в тому випадку, коли генетична модифікація призводить до появи та / або збільшення вмісту специфічних жирних кислот або тригліцеридів. Використання подібного методу діагностики показана для рослинного масла, отриманого з ГМ-ріпаку.

Методи спектроскопії. У ряді випадків генетичні модифікації можуть приводити до зміни структури рослинних волокон при відсутності видимих ​​змін

в білковому або жирно кислотному складі. Подібний тип змін спостерігається, наприклад, у трансгенної сої лінії 40-3-2 (Roundup Ready Soy).

Технологія ДНК-чипів. ДНК-чіпи - це набори з великого числа олігонуклеотидів на мініатюрних твердих підкладках, призначені для аналізу послідовності ДНК. Метод заснований на тому, що за допомогою фотолітографії на невеликій поверхні розміщують величезне число олігонуклеотидів (одноланцюгові фрагменти ДНК). Їх число, а отже, і кількість різних нуклеотидних послідовностей може перевищувати 1 млн. на 1 см2, їх довжина варіює від 9-10 до 1000нуклеотідов. Після проведення ПЛР, отримані продукти реакції можуть бути автоматично проаналізовано методом гібридизації з міченими олігонуклеотидами на ДНК-чіпах, що значно прискорює процес ідентифікації трансгенної ДНК.





  1. Економіка ГМО

2.1 Стан і перспективні розвитку ринку генетично модифікованих товарів у світі

Генетична інженерія має яскраву історію завдяки тому суспільному резонансу, який вона викликала з найперших кроків. Початок цим подіям поклало послання учасників Гордоновской конференції (1973 р.) президії академії наук США, в якому йшлося про можливу небезпеку технологій рекомбінантних ДНК для здоров'я людини. Можливі блага генетичної інженерії визнавалися з самого початку, але розбіжності з даної проблеми не затихли і зараз.

Незважаючи на відчайдушну опозицію по відношенню до трансгенних організмів, нові сорти продуктів швидко завойовують популярність у середовищі виробників. У період з 1996 по 2007 рр.. площі, засіяні трансгенними сортами продовольчих культур збільшилися в 70 разів (до 114.3 млн. га).

У перші стійкий перенесення чужорідного гена був продемонстрований на рослинах тютюну в 1983 р. Це був перший генетично модифіковану рослину. Перші польові досліди були проведені в США та Франції в 1987 р. У 1994 році в США було отримано перший дозвіл на комерційне виробництво трансгенного сорту томатів.

Надалі спостерігається інтенсивне впровадження генетично модифікованих рослин у практику сільськогосподарського виробництва (табл.1).

Рік

Обсяг площ

Відсоток приросту до попереднього року (%)

1997

11

-

1998

27.8

60

1999

39.9

43.5

2000

44.2

12

2001

52.6

20

2002

58.7

12

2003

67.7

12

2004

81.0

20

2005

90.0

11

2006

102.1

13

Слід зазначити, що якщо з 1996 по 1999 рр.. приріст посівних площ під трансгенних культур становив щороку понад 40%, то після 2000 р. він не перевищував 20%.

У 2000 році ринок генетично модифікованих продуктів становив 3.0 млрд. дол США, в 2001 р. - 3.8 млрд. доларів. У 2002 він збільшився до 4.25 млрд. доларів, а в 2005р. - 5.25 млрд. доларів.

У 2007 р., число країн, які вирощують генетично модифіковані культури, збільшилася до 23. Більше 90% всіх посівних площ під трансгенні культури припадає на п'яти країнах: США, Аргентина, Канада, Бразилія, Китай (табл. 2)

Площі обробітку трансгенних культур у країнах лідерах виробництво ГМО (млн. га).

Країна

2001р.

2002р.

2003р.

2004р.

2005р.

2006р.

2007р.

США

35.7

39.0

42.8

47.6

49.8

54.6

57.7

Аргентина

10.0

13.5

13.9

16.2

17.1

18.0

19.1

Канада

3.2

3.5

4.4

5.4

5.8

6.1

7.0

Бразилія

1.6

2.0

3.0

5.0

9.4

11.5

15.0

Китай

1.5

2.1

2.8

3.7

3.3

3.5

3.8

Основними видами трансгенних культур, вирощуваних в промислових обсягах, є соя, кукурудза, бавовник, ріпак, а також папайя і гарбузові культури (таблиця 3).

З 1996 р. по 2006р. . Hoffman La Roche . в ЄС для вживання в їжу людині схвалені 20 ліній ГМ - культур: 1 лінія сої «Монсанто»; 7 ліній ріпаку «Байєр кропсайнес», «Монсанто», 10 ліній кукурудзи «Байєр Кропсайнес», «Монсанто», «Сингента», « Дюпон »; 2 лінії бавовнику« Монсанто », і 1 мікроорганізм від компанії F. Hoffman La Roche. На корм худобі в ЄС дозволено використовувати 11 ліній ГМ - культур: 1 лінію сої «Монсанто»; 3 лінії ріпаку «Байєр Кропсайнес», «Монсанто»; 7 ліній кукурудзи «Байєр Кропсайнес», «Монсанто», «Сингента», «Дюпон »,« Доу Агросайенсіс ».

З 1994 р. по 2006р. в США для вживання в їжу людині схвалені 114 ліній ГМ - культур [4].

Площі обробітку трансгенних культур у світі (млн. га)

Культура

2003р

2004р

2005р

2006р

Соя

41.4

48.4

54.5

58.6

Кукурудза

15.5

19.3

24.0

25.2

Бавовник

7.2

9.0

11.0

13.4

Ріпак

3.6

4.3

5.0

4.8

Кабачки

0.1 <0.1

0.1 <0.1

-

-

Папайя

0.1 <0.1

0.1 <0.1

-

-

Картопля

-


-

-

У Китаї домінантною трансгенної культурою є бавовник; в Канаді - ріпак. Сьогодні домінуючими виробниками трансгенного фуражного і продовольчого зерна є тільки США і Аргентина.

За даними на 2007 рік всі оброблювані трансгенні культури можна розділити за видами генетичних модифікацій:

- Стійкість до гербіцидів (69%);

- Стійкість до комах (19%);

-Стійкість до гербіцидів і комах (12%);

-Стійкість до вірусів та ін (<1%);

Найважливішим аспектом ринку продуктів трансгенного рослинництва є негативне ставлення громадськості до генетично модифікованих продуктів. В даний час відбувся поділ ринку продовольчої сировини на генетично модифіковані культури і «звичайні» генетично не модифіковані. Ініціатором поділу з'явилися японські імпортери.

). Іншим серйозним викликом трансгенним продуктів є ринок натуральних екологічно безпечних продуктів харчування або, як їх прийнято називати в англомовних країнах, органічна їжа (Organic food). У США ринок генетично модифікованих продуктів за останні 10 років демонстрував щорічний приріст 20 - 25% [2].

2.2 Розвиток ГМО в Росії

На Російському ринку ГМ-продукція з'явилася в 90-і роки. На 01.01.08 р. в Російській Федерації пройшли повний цикл всіх необхідних досліджень і дозволені для використання в харчовій промисловості та реалізації населенню 16 видів продовольчої сировини (7 ліній кукурудзи, 3 лінії сої, 4 лінії картоплі, лінія рису і цукрового буряка) з генетично модифікованих джерел, 5 видів генетично модифікованих мікроорганізмів. [16]

Начебто дозволених сортів небагато, але додаються вони в багато продуктів. ГМ-компоненти зустрічаються і в хлібобулочних виробах, і в м'ясних, і в молочних продуктах. Багато їх і в дитячому харчуванні, особливо для самих маленьких. Найбільш поширеною добавкою є ГМ-соя, стійка до гербіциду раундапу (лінія 40.3.2).

Комісія Державної екологічної експертизи з оцінки безпеки ГМ-культур, що працює в рамках закону РФ «Про екологічну експертизу», не визнала ні одну з представлених для затвердження ліній безпечною. Членами цієї комісії є представники трьох основних російських академій: РАН, РАМН і РАСГН. Завдяки цьому в Росії вирощування ГМ-культур офіційно заборонено, а от імпорт ГМ-продуктів чомусь дозволено. Зараз в країні багато продуктів, які містять ГМ-компоненти, але всі вони без відповідних маркувань, незважаючи на підписану В. В. Путіним наприкінці 2005р. «Доповнення ...» до закону про захист прав споживачів про обов'язкове маркування ГМ-компонентів. Проведена перевірка Інститутом харчування РАМН не відповідала Методичних Вказівок з перевірки ГМО, підписаним Г. Г. Онищенко, а в деяких випадках отримані дані повністю розходилися з висновками. Так, при експериментальній перевірці на щурах сортів американського ГМ-картоплі Інститутом харчування у тварин спостерігалися серйозні морфологічні зміни в печінці, нирках, товстій кишці; зниження гемоглобіну; посилення діурезу; зміна маси серця і передміхурової залози. У науковій літературі з'явилися статті про взаємозв'язок ГМО з онкології. Можливо, що збільшення останнім часом в Росії числа онкологічних захворювань шлунково-кишкового тракту, особливо прямої кишки (Медичне інформаційне агентство, 2003), пов'язане з використанням ГМ-продуктів.

Дія ГМ-продуктів на людину зовсім не вивчено, наслідки непередбачувані. У нашій країні з незрозумілих причин практично не проводяться наукові та клінічні дослідження впливу ГМО на тварин і людини. Спроби провести такі дослідження наштовхуються на величезний опір.

Проведена елементарна перевірка впливу ГМ-сої, стійкої до гербіциду раундапу (лінія 40.3.2), на потомство лабораторних щурів показала підвищену смертність щурят першого покоління, недорозвиненість вижили щурят, патологічні зміни в органах і відсутність другого покоління (Єрмакова, 2006, Ermakova, 2006 , 2007).

Незважаючи на протести з боку споживачів Росспоживнагляд в 2008р перереєстрував чотири ГМ-культури (три сорти сої та один сорт кукурудзи), термін дії сертифікатів на які закінчився наприкінці 2007 року.

На щастя є і позитивні зрушення. Так, ряд міст Росії оголосив себе зонами, вільних від ГМО. З 1 квітня в країні введена обов'язкове маркування продуктів, що містять більше 0,9% ГМО від інгредієнта. У Москві та інших містах Росії організовані лабораторії для населення країни з перевірки насіння та продуктів харчування на наявність ГМ-компонентів. [3].

2.3 Виникнення і зміст терміну «зони вільні від ГМО»

Офіційно «зона, вільна від ГМО» вперше прозвучала в 1998 році в заяві британського відділення Партії природного закону. 28 вересня 1998р. партія закликала владу графств Великобританії до створення ЗСГМО. Це поняття включало в себе заборону на вирощування ГМ - культур на всіх землях, якими володіє рада графства, а також заборона на використання ГМ - інгредієнтів, в продуктах харчування у всіх державних установах, включаючи школи медичні установи, будинки престарілих.

До цих пір немає чіткого визначення терміна ЗСГМО. Як, правило, під «зоною, вільною від ГМО» прийнято розуміти будь-яку територіальну одиницю, організацію або спільнота, голови яких при узгодженні з їх жителями або членами приймають рішення про від вирощування, та / або від розповсюдження, або споживання ГМ насіння, культур, продуктів і створюють систему контролю за виконанням цього рішення.

Варто зазначити, що термін «вільний від ГМО» може виявитися не зовсім коректним, тому що створення ЗСГМО не гарантує повної відсутності трансгенів на даній території. Це відбувається, тому що закон поширюється тільки на державні землі, фермери ж при бажанні можуть вирощувати ГМ - культури.

Основні європейські аргументи на користь створення ЗСГМО описані в доповіді «Зараз або ніколи» міжнародної організації «Друзі землі». У ній підкреслюється, що, прийнявши рішення про відмову від ГМО:

- Місцеві влади отримують можливість уникнути практичних труднощів, пов'язаних зі спільним вирощуванням ГМО і традиційних культур, а також уникнути можливих витрат;

- Учасники продовольчого ринку - від фермерів до виробників продуктів харчування і дистриб'юторів - зможуть зберегти свою репутацію і підвищити якість продукції;

- Суспільство отримає впевненість, що влада піклуються про навколишнє середовище і його добробут, і реальну можливість купувати продукти не містять ГМО.

На даному етапі створення ЗСГМО дає можливість фермерам, які не бажають вирощувати ГМ - культури, гарантувати, що їх продукція не містить випадкових трансгенів з сусідніх полів. Такі фермери можуть розраховувати на довгострокову підтримку місцевої влади, які все більше прагнуть бути незалежними від транснаціональної економіки. Одним з останніх прикладів у цьому сенсі є італійська провінція Лаціо. У жовтні 2006 року там прийнятий закон, згідно з яким місцевим компаніям, які вирощують ГМ - культури, буде відмовлено у наданні фінансової підтримки на регіональному рівні, також компанії будуть зобов'язані повернути всі отримані раннє від регіону гроші.

Юридичною основою для створення ЗСГМО а Європі є декларація фермерів, місцевої влади або іншого власника земельних ділянок, а також організацій чи спільнот [4].

2.4 Переваги і недоліки отримання трансгенних організмів

Навряд чи в науковому світі існує більше животрепетне предмет спору, чому питання використання генетично модифікованих організмів (ГМО). Причому, суперечки ці ведуться ще з початку 1970-х років, як тільки була відкрита технологія рекомбінантних ДНК, яка дозволила отримувати організми з чужорідними генами. Вчені в той час відразу ж повідомили, що людина вперше отримав повну владу над природою - створення абсолютно нових живих істот. Можливості відкрилися просто фантастичні: лікування хвороб, позбавлення світу від загрози голоду, вирощування культурних рослин в складних умовах і навіть клонування. Однак використовувати на практиці ці технології почали лише в середині 80-х з випуску спеціалізованих насіння, з яких виростали рослини з поліпшеними властивостями. У генний ряд картоплі «додали» ген скорпіона, після його перестав їсти колорадський жук, а у томати і полуницю впровадили ген полярної камбали - ці культури перестали бояться морозів. Попрацювали вчені і над основними сільгоспкультурами: кукурудзою, пшеницею, соєю, бавовною і рисом. Після зміни генів вони стали, стійкими до бур'янів, а, значить, перестали мати потребу в різного роду гербіцидах, фунгіцидах та іншої хімії, відповідно, собівартість продукції з таких рослин впала в рази. Перспектива - повне позбавлення землян від голоду, а сьогодні, за підрахунками ООН, 950 мільйонів людей у всьому світі недоїдають.

Однак проти ГМО-продукції ще в середині 90-х почалася справжня інформаційна війна - трансгени звинувачують не тільки в шкоді для здоров'я, але і пророкують можливу екологічну катастрофу, пов'язану з їх використанням [7].

Серед основних плюсів ГМО варто виділити наступні (табл.5)

- Боротьба зі шкідниками сільськогосподарських культур. Втрати врожаю від комах-шкідників можуть бути величезні, і як результат це приводить до руйнівних фінансових втрат для фермерів і голоду в країнах, що розвиваються. Фермери зазвичай використовують тонни пестицидів щорічно. Споживачі не хочуть, їсти їжу, яка була оброблена пестицидами через потенційну небезпеку для здоров'я, а стоки сільськогосподарських відходів від надмірного використання пестицидів і добрив можуть отруїти воду і заподіяти шкоду навколишньому середовищу.

Вирощування ГМО продуктів, такі як кукурудза B. t. може допомогти усунути застосування хімічних пестицидів і зменшити вартість врожаю.

- Стійкість до гербіцидів. Для деяких культур, видалення бур'янів за допомогою фізичних засобів, таких як прополка, не рентабельно, тому фермери часто розпорошують велика кількість різних гербіцидів (хімічні речовини - вбивці бур'янів), щоб знищити бур'яни. Це тривалий і дорогий процес, тому що він вимагає обережності, щоб гербіциди не шкодили вирощується сільськогосподарським культурам або навколишньому середовищу.

Створення сільськогосподарських культур за допомогою генної інженерії, стійких до одного дуже потужному гербіциду може допомогти запобігти нанесенню шкоди навколишньому середовищі за рахунок скорочення кількості необхідних гербіцидів. Наприклад, «Monsanto» створила лінію генетично модифікованих соєвих бобів, стійких до гербіциду Roundup. Фермери вирощують ці соєві боби, тепер потрібна лише одна обробка гербіцидом замість декількох, що веде до зниження виробничих витрат і кількості небезпечних сільськогосподарських відходів.

- Стійкість до хвороб. Є багато вірусів, грибків і бактерій, які викликають хвороби рослин. Вчені біологи працюють над створенням рослин зі стійкістю до цих хвороб, впровадженої генною інженерією.

- Стійкість до холоду. Несподіваний мороз може знищити чутливі саджанці. Ген-антифриз від холоду, витягнутий з риби, було впроваджено в рослини, такі, як тютюн і картопля. За допомогою гена-антифризу, ці рослини здатні переносити низькі температури, які зазвичай вбивають незмінені саджанці.

- Посухостійкість і стійкість до солі. У міру того, як населення світу зростає і все більше землі використовується для житла, а не для виробництва продуктів харчування, фермери змушені вирощувати сільськогосподарські культури в місцях, що раніше не підходять для вирощування рослин.

Створення рослин, які можуть витримати тривалі періоди посухи або високий вміст солі в грунті і підземних водах допоможе людям у вирощуванні зернових культур в раніше «негостинних» місцях.

- Якість харчування. Погане харчування є загальною тенденцією в країнах третього світу, де зубожілі народи покладаються на одну сільськогосподарську культуру, наприклад, рис, як на основний продукт харчування. Однак, рис не містить достатньої кількості всіх необхідних поживних речовин. Генетично модифікований рис може містити додаткові вітаміни і мінерали, і за рахунок цього недолік поживних речовин може бути скомпенсований.

Наприклад, сліпота через дефіцит вітаміну А є поширеною проблемою у країнах третього світу. Дослідники зі Швейцарського федерального технологічного інституту ботаніки створили лінію «золотого» рису, який містить надзвичайно високу кількість бета-каротину (вітаміну А). Оскільки цей рис був профінансований некомерційною організацією Rockefeller Foundation, інститут сподівається забезпечити безкоштовне постачання зерна «золотого» рису в будь-яку країну третього світу, яка звернеться з таким проханням. У планах учених - розробка золотого рису, в якому буде також збільшено вміст заліза.

в Європі, і тому цей поживний рис не зможе потрапити на ринок.

- Фармацевтика. Лікарські засоби та вакцини часто є дорогими для виробництва, а іноді й вимагають особливих умов зберігання, і не доступні в країнах третього світу.

Дослідники працюють над створенням їстівних вакцин в помідорах і картоплі. Ці вакцини буде набагато легше транспортувати і зберігати, ніж традиційні ін'єкційні вакцини.

- Фіторемедіація. Не всі ГМО рослини вирощуються як сільськогосподарських культур. Забруднення грунтів і грунтових вод, як і раніше є проблемою у всіх частинах світу.

Модифіковану конструкцію бактеріального гена, що кодує білок, який переносить і детоксикаційної ртуть, використовували для трансформації тютюну, ріпаку, тополі [17].

Рослини, такі як тополя були модифіковані з допомогою генної інженерії для очищення забрудненої важкими металами грунту [11].

Кілька провідних американських вчених, першим з яких поставив свій підпис Пол Берг, опублікували в журналі "Сайєнс" лист, в якому закликали зупинити роботи з генної інженерії, до тих пір, поки не будуть вироблені правила техніки безпеки поводження з трансгенними організмами [9], які, як вважалося, можуть, крім волі дослідників, мати властивості, небезпечні для людини і середовища її проживання.

Крім побоювань біологічного характеру, почали висловлюватися побоювання моральні, етичні, філософські та релігійні [10].

Варто також відзначити економічну проблему, пов'язану з ГМ - культурами, а саме монополізації ринку. Міжнародні компанії, в яких в даний час зосереджена основна частина робіт з генетичної інженерії, прагнуть до монопольного контролю за ринком генетично модифікованих сортів, а отже, і за ринком продовольства. » владеет 94% всех трансгенных растений, выращиваемых в мире. Так фірма «Monsanto» володіє 94% всіх трансгенних рослин, вирощуваних у світі. Монополізація в області біологічного бізнесу, в тому числі власності на трансгенні сорти (ексклюзивні права на сою як культуру, насіння і різновиди цієї рослини; створення приватних банків генів і так далі), при якому отримання прибутку є самодостатнім чинником, може мати вкрай негативні наслідки для всього світового співтовариства.

Загалом же можна виділити наступні ризики виробництва генетично модифікованих продуктів (табл. 4)

Серед представлених ризиків можна виділити наступні:

- Небезпека об'єднання видового складу і сортаменту сільськогосподарських культур. Одним з неприємних наслідків широкого розповсюдження ГМ - культур може стати скорочення генетичного різноманіття не тільки дикорослих, а й культурних рослин на нашій планеті;

- Термальні технології. При посіві насіння з ознаками «термальною» вдається отримати лише одне покоління рослин, що дають господарсько повноцінний товарний врожай; насіння (плоди) останніх виявляються або невсхожімі, або гинуть відразу після сходів.

- Вертикальне перенесення генів реалізується за допомогою перехресного запилення та статевої гібридизації трансгенних рослин та їх родичів. Реальна можливість такого перенесення генів до дикоростучим родичам будуть сприяти збільшенню селективних переваг бур'янистих рослин.

- Горизонтальний перенос трансгенів. Вважається що існує реальна небезпека спонтанного поширення селективних і маркерних генів (трансгенні рослини - вектор-переносник - еукаріотних організм - реципієнт) в популяції патогенних мікроорганізмів за допомогою їх спонтанного перенесення від трансгенних рослин.

- Вбудовування трансгена може призводити до небажаних впливів на геном організму. Вбудовування трансгена також може порушити первинну структуру будь - якого господарського гена і, тим самим викликати його інактивацію. Надалі це може привести до мутації.

Табл.4 Ризики пов'язані з отриманням ГМ - культур

- Трансген може призводити до незапланованих змін метаболізму клітини. Деякі ключові ферменти мають широкої субстратної специфічністю. Тому передбачається, що введення трансгенів може призвести до появи в клітці речовин, які можуть стати придатними субстратами для мало специфічних ферментних систем, а також до реактивації метаболічних шляхів, що втратили в процесі еволюції своє значення для підтримки життєдіяльності організму.

- Проблеми безпеки селективних і маркерних генів. Селективні і маркерні гени являють собою важливий молекулярний інструмент для відбору клітин, що містять цільової ген і для аналізу його експресії отриманих таким чином трансгенних рослин. Побоювання можуть викликати: токсичність ДНК селективного чи маркерного гена; токсичність білкового продукту; можливість перенесення до патогенних мікроорганізмів.

Загалом існує два підходи до оцінки потенційного ризику генетично модифікованих організмів. Перший підхід заснований на оцінці того, наскільки небезпечний безпосередньо цільовий продукт (або результат) генетичної модифікації. І не важливо, яким саме методом створена генетична модифікація: традиційної селекцією схрещуваннями або генною інженерією. При цьому принципово, що якщо продукт генетичної модифікації сам по собі безпечний і якщо рецепторний організм початково покладається безпечним, то ймовірність, що з - за даною генетичної модифікації організм може стати небезпечним, не розглядається взагалі (ігнорується). Такий підхід в оцінці ризику називається «орієнтованим на продукт» генетичної модифікації.

Другий підхід заснований на всебічній оцінці того, не придбав чи початково безпечний реципієнтного організм в процесі генетичної модифікації будь - яких потенційно небезпечних властивостей. Цей підхід прийнято називати «орієнтованими на процес» [2].

Зазначені вище факти несприятливого впливу трансгенів на організм людини і тварин не свідчать про порочність технології створення ГМО як таких. Варто звернути увагу на актуальність проблеми аналізу харчових і інших ризиків використання ГМО, на необхідність вироблення норм експертизи та тестування нових сортів, з урахуванням уже відомих ризиків та постійному жорсткому контролю ГМО по вихідним, не модифікованим сортам. Безумовно, оцінка таких ризиків завжди буде відносна - будь-які вживаються нами продукти харчування здатні здійснювати різноманітні дії на організм, а в процесі виробництва будь-якої харчової продукції відбувається втручання людини в навколишнє природу. Наявні дані [12], [13] показують, що є вже чимало доведених випадків реальних харчових ризиків, пов'язаних з використанням генетично модифікованих організмів у порівнянні з вихідними організмами. Однак в умовах монополізації та виробництва насіннєвого матеріалу, і його експертизи однією або кількома великими біотехнологічними корпораціями важко очікувати об'єктивних оцінок цих ризиків. У результаті, проблема «регуляції ризиків» може перетворитися на проблему «ризиків регулювання»

2.5 Альтернатива використанню ГМО

Альтернатива використанню ГМО - органічне землеробство. Основні принципи органічного землеробства прості. По-перше, землю потрібно розпушувати не глибше 5 см, а не копати й орати. Земля - це живий організм. Вчені переконливо довели, що глибока оранка і перекопка пригнічує активність черв'яків і мікроорганізмів, руйнує структуру грунту, знижує її родючість. При глибокій оранці та перекопуванні грунт насичується киснем, що спонукає грунтові бактерії перерабитивать гумус в мінеральні елементи, доступні для рослин. Це забезпечує високі врожаї на зораних цілинних землях. Але тільки перші 2-3 роки! А потім кількість гумусу стрімко падає, врожаї знижуються, слабшає імунітет рослин, поширюються шкідники та хвороби.

Другий, основний принцип органічного землеробства - це мульчування. Мульча - це все, чим укрита грунт: сіно, солома, листя, тирсу або просто підрізають плоскорізом бур'яни. У природі немає чорної землі, вона завжди прикрита листям або травою. Оголена, незахищена грунт перегрівається на сонці і дуже швидко випаровує вологу, після дощів перетворюється в бруд і перестає дихати, переохолоджується при заморозках, піддається ерозії. Мульча захищає землю, створює сприятливі умови для хробаків і мікроорганізмів, а з часом перетворюється в гумус.

Нарешті, землю треба оживляти, підгодовуючи черв'яків і грунтові мікроорганізми. Простіше всього для цього використовувати "зелене добриво", рослини-сидерати, які успішно замінюють гній, компост і мінеральні добрива. Неоціненну допомогу у підвищенні родючості грунту роблять препарати ефективних мікроорганізмів. Це корисні мікроби і грибки, які при внесенні в грунт активно розмножуються, утилізують органіку, переробляють її в легкозасвоювану для рослин форму, пригнічують хвороботворні бактерії і грибки, фіксують мінеральні елементи. Тим самим досягається разючий ефект прискорення росту рослин, збільшення маси плодів і термінів їх збереження. Чого, власне, і прагнуть домогтися вчені, створюючи генетично модифіковані продукти [14]



Висновки

- Пропаговані порятунок людства від голоду, як визнала ООН [15], навряд чи може бути досягнуто за допомогою ГМО. Замість цього за впровадженням ГМ-культур в сільське господарство багатьох країн проглядаються тенденції до монополізації ГМ-рослин і відповідних до них пестицидів, а також до заміни видового різноманіття ключових сільськогосподарських культур на 1-2 трансгенних;

- Є небезпека монополізації ринку ГМО, що може мати вкрай негативні наслідки для всього світового співтовариства;

- Існує необхідність у пошуку альтернатив використання ГМО;

- Світ розділився на два табори - прихильників і противників ГМО-революції, проте всі наслідки впровадження ГМО не можуть передбачити ні ті, ні інші. У цьому зв'язку не може не радувати тенденція, згідно з якою люди і громадські організації все пильніше стежать за якістю споживаних продуктів харчування, в тому числі і за їх генетичної чистотою;



ДНК (Дезоксірібонуклеі нова кислота) - один з двох типів нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку і функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах - довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків.

РНК (Рібонуклеі нові кисло ти) - нуклеїнові кислоти, полімери нуклеотидів, до складу яких входять залишок ортофосфорної кислоти, рибоза (на відміну від ДНК, що містить дезоксирибозу) і азотисті основи - аденін, цитозин, гуанін і урацил (на відміну від ДНК , що містить замість урацилу тимін).

ГМО (генетично но модіфіці ний органи зм) - живий організм, генотип якого був штучно змінено за допомогою методів генної інженерії.

ЗСГМО - зона, вільна від ГМО.

ПЛР (Полимера знаючи ланцюгова я реа жим ") - експериментальний метод молекулярної біології, спосіб значного збільшення малих концентрацій бажаних фрагментів нуклеїнової кислоти (ДНК) в біологічному матеріалі (пробі).

ГІ (генна інженерія) - розділ молекулярної біології, пов'язані з цілеспрямованим конструюванням нових, не існуючих в природі сполучень генів за допомогою генетичних і біохімічних методів



Список літератури

1) http://ru.wikipedia.org/wiki / Генетично модифікований мікроорганізм;

2) Гусєва М.А. Товарна характеристика генетично модифікованої харчової продукції рослинного походження: Автореферат, 2008 рік;

3) Стаття: http://prosvetlenie.net/show_content.php?id=13;

4) В.Б. Копєйкіна, А.Л. Кочінева, Т.Ю. Саксин. Зони, вільні від ГМО, досвід Росії: навчальний посібник, 2008 рік;

5) Слепчук Є. Про що мовчить велика молекула: журнал Ехо планети, 2001 рік, № 9, 2001 рік;

6) Іван Ігнатьєв, Ілля Тромбіцкій, Анжела Лозан. Генетично модифіковані організми та забезпечення біологічної безпеки: навчальний посібник, 2007 рік;

7) Стаття http://fsc-montreal.blogspot.com/2010/10/blog-post_12.html;

8) В.Б. Копєйкіна, А.Л. Кочінева, Т.Ю. Саксин. Зони, вільні від ГМО: уебное посібник, 2007 рік;

9) Berg P., Baltimore D., Boyer HW, Cohen SN, et al. Science, 1974; Potential Hazards of Recombinant Molecules. Science, 1974;

10) Велько В.В. Оцінка ризику при інтродукції генетично модифікованих мікроорганізмів у навколишнє середовище. Агрохімія, 2000, N8;

11) Стаття: http://www.dietolog.org/gmo/advantages/;

12) Кузнєцов В.В., Куликов О.М. Генетично модифіковані ризики і отримані з них продукти: реальні та потенційні ризики. Російський хімічний журнал, 2005 рік;

13) Монастирський О.А. Продовольча безпека Росії: вчора, сьогодні, завтра. ЕКОінформ, № 4, 2004 рік;

14) Стаття: ГМО. Генно - модифіковані організми http://a-est.info/index.php?option=com_content&view=article&id=117:2010-04-05-07-33-52&catid=35:2010-03-30-09-13- 13 & Itemid = 67,

15) Вікторія Копєйкіна, Biosafety.ru,

http://www.biosafety.ru/index.php?idp=23&idn=1589;

16) Постанова Головного державного санітарного лікаря РФ від 31 грудня 2004 р. № 13 «Про посилення нагляду за харчовими продуктами, отриманими з ГМІ» / / Бюлетень нормативних та методичних документів Держсанепіднагляду, № 1. 2008 рік.

17) Шевелуха В.С., Калашнікова О.О., Дегтярьов С.В. Сільськогосподарська біотехнологія, 1998 рік;

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Курсова
144.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Генно-інженерні методи як новий біотехнологічний підхід в аграрному секторі США
Виробництво генно-інженерного інсуліну людини Оптимізація умов ферментативного гідролізу п
Інженерна геологія 2
Інженерна психологія
Інженерна Геологія 3
Інженерна діяльність
Інженерна графіка
Соціально-інженерна діяльність
Соціально інженерна діяльність
© Усі права захищені
написати до нас