Сравнение технологий

Очень интересно провести сравнение технологий создания ГМО и технологий классической селекции.

Сравнение классических и современных биотехнологий

Проблемы и перспективы использования технологий генетической инженерии

Вопрос о перспективе использования генной инженерии для выращивания сельскохозяйственного сырья продолжает вызывать серьезные споры среди исследователей и потребителей. Среди положительных аргументов — повышенная урожайность, экологические преимущества, защита от вредителей. С другой стороны — неуверенность части потребителей в безопасности новых технологий.

Теоретически негативное влияние трансгенных растений на другие организмы возможно, например, из-за наличия в организме растений биологически активных веществ (инсектицидов, фунгицидов и др.). Влияние этих веществ может быть прямым или опосредованным, через трофические цепи. Однако до сих пор достоверных экспериментальных данных о негативном влиянии трансгенных растений, устойчивых к вредителям, на нецелевые организмы не получено.

Рис. 57.1. Золотой рис (генетически модифицированный сорт, который содержит много бета-каротина) в сравнении с обычным рисом

Также за 30 лет исследований не было выявлено достоверных экспериментальных данных о негативном влиянии ГМО при употреблении в пищу.

В Европе модифицированные растения сои и кукурузы для изготовления пищевых продуктов разрешены с 1997 года, а пищевые ферменты, добавки, полученные в результате генной инженерии, используют более двадцати лет. Следует отметить, что ГМО-продукты являются более дешевыми, чем продукты обычной селекции, и могут содержать полезные для людей соединения. Так, генетически модифицированный сорт риса (золотой рис) содержит значительное количество бета-каротина (рис. 57.1).

Применение в научных исследованиях

Генетическая инженерия очень широко применяется в современной биологии и медицине. Она стала одним из главных инструментов как науки, так и производства. В научных исследованиях генетическая инженерия позволяет целенаправленно «выключать» нужные гены. Это помогает исследовать их функции. Также можно вводить в организм ген, которого у него не было раньше, и тестировать последствия применения новых технологий.

С помощью этой методики можно получить важные результаты при анализе путей и способов реализации генетической информации. Большинство генов эукариот может синтезировать несколько вариантов белков, и разобраться в работе этого механизма можно только с помощью генетической инженерии.

Производство лекарственных препаратов

Без генетически модифицированных организмов, которые производят лекарственные препараты, трудно представить современную медицину. Некоторые препараты просто невозможно получить другим способом. Используют такие лекарства уже достаточно давно. С 1982 года началось массовое применение инсулина, производимого генетически модифицированной бактерией. Ген человеческого инсулина этой бактерии был введен искусственно.

Кроме инсулина с помощью генетически модифицированных организмов производят гормон роста, интерферон, препараты для лечения инфаркта миокарда, препараты для лечения муковисцидоза, ряда форм рака и других заболеваний.

Диагностика заболеваний

Технологии генетической инженерии активно используют для диагностики заболеваний. Диагностировать таким образом можно инфекционные и наследственные заболевания, а также различные формы рака.

Эта диагностика основана на распознавании специфических участков нуклеиновых кислот — ДНК или РНК. Такой метод характеризуется большой чувствительностью и высокой надежностью.

Генная терапия

Генная терапия — это совокупность технологий, изменяющих генетический аппарат соматических клеток человека. Главное ее назначение — лечение наследственных заболеваний. Основная идея — заменить дефектный ген нормальным. Для этого из организма сначала выделяют клетки, вводят в них здоровый ген и помещают их назад (рис. 57.2). Такую терапию проводят, например, для гена тимидинкиназы у людей с тяжелой формой иммунодефицита.

Рис. 57.2. Схема генной терапии

Генная терапия уже успешно применяется, но пока все эти исследования проводят как экспериментальные. Ведь технология является сложной и требует тщательного изучения возможных рисков и негативных последствий.

Использование в сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве генетически модифицированные растения в коммерческих масштабах используют с 1994 года. Основное направление — получение растений с повышенной устойчивостью к заболеваниям, вредителям или природным условиям. Важным направлением является также получение плодов с улучшенной способностью к хранению. А наиболее перспективным направлением в животноводстве является получение молока от генетически модифицированных животных. Это молоко может содержать дорогие или редкие белки, которые применяют в медицине, но которые невозможно получить с помощью бактерий.

Наиболее перспективными направлениями использования генетической инженерии в современной биотехнологии и медицине являются производство лекарственных препаратов, генная терапия, диагностика заболеваний и производство сельскохозяйственной продукции. Трансгенные организмы могут иметь большое значение для повышения эффективности сельского хозяйства и для исследований в области молекулярной биологии. За 30 лет исследований не было получено достоверных данных относительно негативного влияния ГМО на человека и другие виды живых организмов.