Генетически модифицированные организмы (ГМО)
- 10-11-2021, 22:04
- 359
9 Клас , Биология 9 класс Соболь (новая программа)
§ 65. ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ
Основные понятия и ключевые термины: ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ. Генетически модифицированные пищевые продукты.
Вспомните! Что такое генетическая инженерия?
Подумайте!
В одном из законопроектов Верховной Рады Украины предлагается установить, что субъекты хозяйствования, которые вводят в оборот пищевые продукты с ГМО, должны отражать на этикетке продукта информацию о наличии в них ГМО, если их доля превышает 0,9%. Согласно действующим нормам все пищевые продукты должны маркироваться надписью «С ГМО» или «Без ГМО». Что это за маркировка и для чего её используют?
СОДЕРЖАНИЕ
Как получают генетически модифицированные организмы?
Генетически модифицированные организмы стали реальностью с конца 1970 г., когда появились первые бактерии со встроенными генами инсулина. Это была первая попытка использования ГМО с целью терапии человека белками-продуктами. Для этого в геном кишечной палочки встроили ген человеческого инсулина. В результате неприхотливые и дешёвые в содержании бактерии синтезируют человеческий инсулин.
Генетическая модификация отличается от естественного и искусственного мутагенеза направленностью изменений генотипа. При этом генетический материал переносят из одного организма в другой, применяя технологию рекомбинантных ДНК. Создание рекДНК происходит благодаря методам молекулярного клонирования - получению многих копий молекулы ДНК in vivo. При использовании этих уже классических методов рядом со встроенным геном, как правило, вставляется маркер (например, гены флуоресцентных белков, свечение которых заметно в ультрафиолетовом излучении).
Генетически модифицированные организмы по подавляющему большинству признаков не отличаются от исходных форм, не имеют отклонений, способны к полноценному размножению и, что важно для человека, передают встроенные в них наследственные характеристики следующим поколениям.
Полученные трансгенные организмы выращивают сначала в лаборатории, затем на опытных площадках и после серий обязательных тестов на безопасность, которые продолжаются в течение нескольких лет, рекомендуют к выпуску на рынок.
Итак, ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ (трансгенные организмы) - организмы, имеющие в составе своего генома чужеродные гены других организмов.
Каково значение генетически модифицированных организмов?
Широкомасштабное использование трансгенных организмов началось в 1996 г. Для охраны природы, в пищевой промышленности, в медицине используются трансгенные микроорганизмы, которые:
• разлагают нефть после техногенных катастроф (штаммы метанобактерий);
• синтезируют кормовые белки, лекарства (инсулин, интерфероны);
• продуцируют антибиотики (пенициллины, цефалоспорины, стрептомицины, синтезирующие плесневые грибы из родов Пенициллиум и Цефалоспориум, бактерии рода Стрептомицеты);
• продуцируют закваски для изготовления биокефиров и биойогуртов (штаммы молочнокислых бактерий) и др.
Для нужд сельского хозяйства, медицины, садоводства созданы трансгенные растения, среди которых преобладают генетически модифицированные сельскохозяйственные растения: соя (54 %), кукуруза (28 %), хлопок и рапс (по 9 %), картофель (до 1 %). Кроме указанных культур на незначительных площадях выращивают генетически модифицированные сорта помидоров, тыквы, табака, свёклы, льна. Уже созданы, проходят испытания и процедуру регистрации трансгенные сорта риса и пшеницы. Благодаря генетической инженерии получают культурные сорта, устойчивые к насекомым-вредителям (ген эндотоксина бактерий Bacillus thuringiensis делает картофель несъедобным для колорадского жука), к гербицидам (гены агробактерий делают их устойчивыми к химическим препаратам), к морозам (бактерии «ice-minus», живущие в растениях для предотвращения образования кристаллов льда). Есть и среди трансгенных растений лекарственные и декоративные (ил. 177).
Одной из важнейших задач генетической инженерии является создание трансгенных животных с повышенной производительностью и устойчивостью к заболеваниям, используемых в животноводстве и медицине. Создаются животные-биореакторы, которые производят продукты медицинского значения. Трансгенные мыши в медицине дают важную информацию о развитии заболеваний, что очень важно для генотерапии. Выведены генетически модифицированные рыбы, которые используются как домашние животные (например, флуоресцентные рыбки данио-рерио (Danio rerio)) или в рыбных хозяйствах (ил. 178). Так, особи атлантического лосося со встроенным в геном дополнительным гормоном роста от чавычи значительно больше обычных и вдвое быстрее достигают товарной массы.
Ил. 177. В 2004 г. создан генетически модифицированный сорт роз Blue Moon
Ил. 178. Атлантический лосось и флуоресцентные аквариумные рыбки данио-рерио
Итак, генетически модифицированные организмы используют в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине и охране природы.
Каковы возможные риски использования генетически модифицированных пищевых продуктов?
Генетически модифицированные пищевые продукты - это пищевые продукты, полученные из генетически модифицированных организмов. Безопасны ли продукты с ГМО? Дискуссии по этому поводу не утихают.
Одним из возможных рисков употребления генетически модифицированной пищи рассматривается её потенциальная аллергенность. Если ген встраивают в геном организма, то конечным результатом является синтез в растении нового белка, который может быть новым в рационе. Но каждый генетически модифицированный продукт, прежде чем попадёт к потребителю, проходит процедуру оценки его аллергического потенциала. Если продукт в процессе разработки проявляет аллергические свойства, то запрос на коммерциализацию может быть отозван. Например, в 1996 г. компания Pioneer Hi-Bred разрабатывала кормовую сою с повышенным содержанием аминокислоты метионина. Для этого использовали ген бразильского ореха, который, как впоследствии оказалось, оказывал аллергическое действие. Аллергия, вызванная белком бразильского ореха (Bertholletia excelsa) в модифицированной сое, была такого же характера, как и аллергическая реакция на обычные бразильские орехи. В данном случае всему виной был сильный аллергенный белок ореха.
Существует теоретическая опасность горизонтального переноса чужих генов в геном человека. Опыты на мышах показывают, что фрагменты непереваренной ДНК любой пищи могут проникать в кровь, попадать в печень и даже проникать сквозь плацентарный барьер. Но ни одного случая встраивания генов чужеродной ДНК в геном потомства не наблюдалось.
Существует в обществе и мнение о негативном влиянии трансгенных растений на окружающую среду. Как пример приводят такое исследование: в лабораторных условиях скармливание пыльцы Bt-кукурузы гусеницам бабочки монарха замедляет рост и повышает смертность личинок. Однако более глубокие и более широкие исследования по оценке риска показали, что влияние пыльцы Bt-кукурузы на популяцию бабочки монарха в природных условиях незначительно.
Таким образом, оценки возможных рисков использования ГМО в обществе преувеличены. Учёные Национальной академии наук США и ещё 11 научных сообществ из разных стран мира, лауреаты Нобелевских премий утверждают, что с научной точки зрения не существует отличий между растениями, полученными с использованием генной инженерии, и растениями, выведенными традиционными методами селекции.
Следовательно, проблемы безопасности и применения ГМО должны решаться на уровне индивидуального продукта - с помощью различных тестов, подтверждающих соответствие исследуемой продукции существующим стандартам и нормам.
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание на применение знаний
Недавно учёные вывели генетически модифицированной сорт помидоров. Вследствие высокого содержания антоцианов эти помидоры имели неестественный фиолетовый цвет. У таких помидоров длительный срок хранения, они устойчивы против «серой гнили», показали противораковый эффект в исследованиях на мышах. А почему этот сорт является генетически модифицированным?
Биология + Сельское хозяйство
Рис золотой - генетически модифицированный сорт риса посевного (Oryza sativa L.). Для модификации риса посевного были взяты два гена: ген psy от нарцисса (Narcissus pseudonarcissus) и ген crt1 от почвенной бактерии (Erwinia uredovora). Растения могут синтезировать и накапливать в эндосперме бета-каротин, который является предшественником витамина А. По данным ЮНИСЕФ, дефицит этого витамина является причиной смерти от 1 до 2 млн человек ежегодно. А каково значение витамина А в организме человека?
ОТНОШЕНИЕ
Биология + Практика
Сравните преимущества и риски использования генетически модифицированных организмов и генетически модифицированных пищевых продуктов и выскажите собственные суждения о возможности использования трансгенных организмов в деятельности человека.
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)