Польза и вред генной инженерии
“Генная инженерия: за и против”
План:
1. Генная инженерия. История появления и развития генной инженерии.
2. Неоднозначность в вопросах о пользе ГИ.
3. Генетически модифицированный организм (ГМО).
4. Польза и вред генномодифицированных продуктов.
1. Генная инженерия.
Генетическая инженерия (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. Уже сегодня генная инженерия позволяет включать и выключать отдельные гены, контролируя таким образом деятельность организмов, а также – переносить генетические инструкции из одного организма в другой, в том числе – организмы другого вида. По мере того, как генетики всё больше узнают о работе генов и белков, всё более реальной становится возможность произвольным образом программировать генотип (прежде всего, человеческий).
Перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. Цель генной инженерии – не воплощение в реальность мифов, а получение клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах нарабатывать некоторые «человеческие» белки.
История появления и развития генной инженерии:
Любое растение или животное имеет тысячи различных признаков. За наличие каждого конкретного признака отвечает определённый ген. Ген представляет собой маленький отрезок молекулы ДНК и генерирует или порождает определённый признак растения или животного. Если внести в организм (растение, микроорганизм, животное или даже человек) новые гены, то можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. Изменения генов прежде всего связано с преобразованием химической структуры ДНК: изменение последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение других нуклеотидов меняют состав образующихся на ДНК молекулы РНК, а это, в свою очередь, обуславливает новую последовательность аминокислот при синтезе. В результате в клетке начинает синтезироваться новый белок, что приводит к появлению у организма новых свойств.
Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК, на рубеже 50 – 60-х годов 20 века были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали E.coli, ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 1970 году Г.Смитом был впервые выделен ряд ферментов – рестриктаз, пригодных для генно-инженерных целей. Г.Смит установил, что полученный из бактерий очищенный фермент HindII сохраняет способность разрезать молекулы нуклеиновых кислот (нуклеазная активность), характерную для живых бактерий. Комбинирование ДНК-рестриктаз (для разрезания молекул ДНК на определенные фрагменты) и выделенных еще в 1967 г. ферментов – ДНК-лигаз (для «сшивания» фрагментов в произвольной последовательности) по праву можно считать центральным звеном в технологии генной инженерии.
Датой рождения генной инженерии можно считать 1972 год, когда П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками (Стенфордский университет) создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. Coli.
Таким образом, к началу 70-х годов были сформулированы основные принципы функционирования нуклеиновых кислот и белков в живом организме и созданы теоретические предпосылки генной инженерии
Академик А.А. Баев был первым в нашей стране ученым, который поверил в перспективность генной инженерии и возглавил исследования в этой области. Генетическая инженерия (по его определению) – конструирование in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК), или иначе – создание искусственных генетических программ.
2.Неоднозначность в вопросах о пользе ГИ.
Несмотря на явную пользу от генетических исследований и экспериментов, само понятие «генная инженерия» породило различные подозрения и страхи, стало предметом озабоченности и даже политических споров. Так как генная инженерия появилась совсем не давно, многие ученые еще скептически относятся к этой панацеи от всех заболеваний. Существует масса различных мнений: некоторые считают, что, внося изменения в генный код растения или животного, учёные делают то же самое, что и сама природа (абсолютно все живые организмы от бактерии до человека – это результат мутаций и естественного отбора), другие, напротив считают это противоестественным вмешательством в природу.
Вот несколько мнений против генной инженерии:
1. Генная инженерия в корне отличается от выведения новых сортов и пород. Искусственное добавление чужеродных генов сильно нарушает точно отрегулированный генетический контроль нормальной клетки. Манипулирование генами коренным образом отличается от комбинирования материнских и отцовских хромосом, которое происходит при естественном скрещивании.
2. В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена. Поэтому невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. Даже в том случае, если местоположение гена окажется возможным установить после его встраивания в геном, имеющиеся сведения о ДНК очень неполны для того, чтобы предсказать результаты.
3. В результате искусственного добавления чужеродного гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества. Это могут быть токсические вещества, аллергены или другие вредные для здоровья вещества. Сведения о подобного рода возможностях ещё очень неполны.
4. Не существует совершенно надёжных методов проверки на безвредность. Более 10% серьёзных побочных эффектов новых лекарств не возможно выявить несмотря на тщательно проводимые исследования на безвредность. Степень риска того, что опасные свойства новых, модифицированных с помощью генной инженерии продуктов питания, останутся незамеченными, вероятно, значительно больше, чем в случае лекарств.
5. Существующие в настоящее время требования по проверке на безвредность крайне недостаточны. Они совершенно явно составлены таким образом, чтобы упростить процедуру утверждения. Они позволяют использовать крайне нечувствительные методы проверки на безвредность. Поэтому существует значительный риск того, что опасные для здоровья продукты питания смогут пройти проверку незамеченными.
6. Могут возникнуть новые и опасные вирусы. Экспериментально показано, что встроенные в геном гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов (так называемая рекомбинация). Такие новые вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. Вирусы могут стать также менее видоспецифичными. Например, вирусы растений могут стать вредными для полезных насекомых, животных, а также людей.
Мнения за генную инженерию:
1. Именно применение генноинженерной методики позволили расшифровать геном человека и многих других организмов, выявить гены, отвечающие за те или иные признаки, в том числе тяжелые наследственные заболевания. Последнее открывает новые пути к лечению ранее безнадежных недугов.
2. Весьма эффективна генная инженерия и в фармакологии. Например, пересаживают гены, кодирующие синтез того или иного ценного лекарственного препарата (эритропоэтина человека, инсулина и пр.), в молочные железы домашних животных, и это позволяет легко получать необходимые лекарства в больших количествах.
3. С помощью генной инженерии в будущем можно будет излечить врожденные заболевания или различные отклонения, с которыми рождаются некоторые дети, из-за сбоя в генах. И даже такие заболевания как ВИЧ.
4. Население Земли увеличивается с каждым годом, поэтому генетически модифицированные продукты призваны спасти растущее население планеты от голода. Будущее за геннномодифицированными продуктами.
3. Генетически модифицированный организм (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.
История появления ГМО-продуктов:
Всю историю сельского хозяйства (около 10 000 лет) человек для своей пользы улучшал животных и растения. Вначале селекция была основана на явлении естественной генетической изменчивости, позже люди научились искусственно создавать комбинативную изменчивость (гибридизация), а в последние десятилетия – и мутационную (мутагенез). Принцип селекции всегда оставался неизменным – отбор ценных генотипов. Результат известен – современные виды капусты совершенно непохожи на своих далёких предков, а початки кукурузы сегодня примерно в 10 раз больше тех, что выращивались 5 тысяч лет назад. К сожалению, кпд селекции очень низок – из тысяч и десятков тысяч исходных растений селекционер выводит всего один-два сорта.
Началом эволюции в сельском хозяйстве же можно считать 1983 год, когда была проведена первая пересадка генов.
При исследовании почвенной бактерии, вырабатывающей на деревьях наросты, выяснилось, что, паразитируя, эта бактерия отдает фрагмент своей ДНК в растительную клетку дерева, где он встраивается в хромосому. После этого чужая ДНК принимается как собственная, поэтому бактерия вынуждает дерево синтезировать нужные ей питательные вещества. Такой эксперимент считается стартом генной инженерии растений.
Статья о ГМО. Что это вообще такое? Почему ГМО так всех волнует? Так ли опасны генномодифицированные организмы на самом деле? Как определить наличие ГМО в продуктах? В каких продуктах содержится ГМО? На эти и другие вопросы даны исчерпывающие ответы. Также рассказано о принципе действия ГМО на организм, вреде и пользе, даны рекомендации по выбору продуктов.
ГМО – это генномодифицированные организмы. Создавая их, генная инженерия направляет эволюцию в нужное русло и ускоряет её процесс. Но мы все равно боимся. Так ли это страшно на самом деле?
Первоначальная цель генной инженерии – создание продуктов, которые при небольших затратах дадут максимум урожая. Меняя генный код, ученые стараются повысить устойчивость растений к вирусам и неблагоприятным условиям. Способы создания продуктов с ГМО разнообразны, а СМИ запугивают людей негативными последствиями употребления такой пищи.
На самом деле в организме продукт с ГМО распадается на аминокислоты, простые сахара и жирные кислоты. Они в свою очередь используются в качестве источника энергии. И разницы между яблоком с дерева и яблоком из магазина по воздействию на организм нет.
Другая «страшилка» про ГМО – встраивание генов в организм человека и возникновение на этой почве рака и опухолей. Но это невозможно. Чужой ДНК не приживется в человеке. Но отрицать негативное влияние ГМО нельзя. Все-таки это искусственно созданные рукой человека продукты, не полученные от природы. Они имеют свои отрицательные стороны.
Вред от ГМО продуктов:
1. Входящие в состав ГМО белки со временем вызывают аллергию.
2. Большее количество токсинов по сравнению с натуральными продуктами.
3. Организм становится устойчивее к некоторым видам лекарств, и в дальнейшем лечиться придется более сильными антибиотиками.
4. ГМО продукты содержат накопленные пестициды.
5. Полезных веществ в ГМО продуктам в разы меньше, нежели в натуральных.
Но в условиях современного мира вред таких продуктов относителен. Ведь экология, в которой растут обычные овощи и фрукты, тоже оставляет желать лучшего. А фрукты, которые везут к нам из Африки, непременно обрабатываются химикатами. Загазованность негативно влияет на растения, которыми питаются коровы, а затем дают молоко. Но от ГМО продуктов есть и польза:
1. Благодаря таким продуктам накормить население Земли стало намного проще.
2. Способность к выживанию растений в стрессовых ситуациях повысилось, они не нуждаются в обработке химикатами.
3. Идеальный внешний вид пищи привлекает покупателей.
4. Повысился срок годности продуктов.
Определить наличие ГМО можно только в специальных лабораториях. Но точно можно сказать, что все полуфабрикаты и колбасные изделия содержат их. Внешне можно определить фрукты и овощи: блестящий вид, одинаковый размер, отсутствие сока и нападок насекомых. Основные продукты, содержащие ГМО: соя, кукуруза, морковь, картофель, помидоры, кабачки, пшеница, свекла, рис.
Практически все большие иностранные корпорации применяют в производстве ГМО – это импортные газировки, шоколад, детское питание. И ввоз их в нашу страну не запрещен, хотя на территории России выращивать растения с применением ГМО не разрешается.
Как же обойтись без ГМО? Покупать продукты у проверенных фермеров, самостоятельно делать заготовки. Летом выращивать собственные овощи, собирать ягоды. Обращать внимание на маркировку на упаковках: обычно производители отмечают, если в их продуктах есть ГМО. Выбирать фрукты и овощи с изъянами, разных размеров.
Но не стоит сильно бояться ГМО. Их вред до сих пор не доказан учеными. И главные страхи, о которых мы узнаем из телевизора, про рак и смерть могут быть очередной «уткой» для запугивания населения. Но и постоянно употреблять в пищу полуфабрикаты и подозрительные овощи также не нужно. К тому же неизвестно, как скажется употребление продуктов с ГМО через десятилетия. Ведь многие исследования утаиваются. А большие деньги всегда были важнее жизни и здоровья простого населения.
На первый взгляд, может показаться, что вопрос о том, в чем польза и вред ГМО, является риторическим, поскольку на любой упаковке в супермаркете есть соответствующая маркировка об отсутствии содержания этого компонента. Значит: вредно. Однако, заключение ВОЗ не дает столь же однозначный ответ. В СМИ также распространяются противоположные взгляды на эту тему опасности ГМО для здоровья человека. Что истинно, а что ложно, можно разобраться лишь на основании фактов.
Что такое ГМО
ГМО расшифровывают как генно-модифицированный организм, ДНК которого подвергся целенаправленному изменению методами генной инженерии. Обычно цели таких экспериментов связаны с пользой для научной или хозяйственной необходимости.
Первыми модифицированными продуктами в 1994 году стали помидоры из Калифорнии, срок хранения которых увеличили простым удалением гена, ответственного за свойство гниения. Однако потребитель не оценил новшества, и через 3 года продукт убрали с рынка. В 90-х годах XX века с помощью метода генной инженерии от вируса кольцевой пятнистости на Гавайях была спасена культура папайи помещением антигена вируса в ее ДНК. Это помогло сделать ее устойчивой и, в конечном счете, спасти урожай региона.
Методы генной инженерии рассматриваются продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (FAO) как необходимые технологии в рамках развития отрасли сельского хозяйства. Такой непосредственный перенос генов является новым этапом развития технологий селекции, создающих новые сорта растений, животных передачей признаков и свойств нескрещивающимся между собой видам.
Вопрос о пользе или вреде генетически модифицированных продуктов связан с целью методов. Три четвертых модификаций основных видов растений — сои, рапса, кукурузы, пшеницы, картофеля — проводят с пользой повышения их устойчивости к воздействию пестицидов, применяемых для борьбы с сорняками и насекомыми, а также для выведения растений с устойчивостью к насекомым и вирусам. Другое полезное назначение ГМО — это создание новых продуктов с улучшенным качественным витаминно-минеральным составом: к примеру, с повышенным содержанием витамина C или бета-каротина.
Как создают ГМО
Процесс строится на создании так называемых трансгенов – фрагментов ДНК, которые переносят в организм, свойства которого хотят целенаправленно изменить. При этом в ГМО могут быть подселены и несколько трансгенов.
Ген, или фрагмент цепочки ДНК, который отвечает за необходимое свойство, с помощью специальных ферментов (рестриктазы и лигазы) «комбинируют» в нужном сочетании, в том числе со встраиванием специальных регуляторов, способных отключать его работу. Таким образом, можно «программировать» желаемые свойства в исходном, изменяемом, организме путем такого «монтажа» генов от других биологических видов, которые не скрещиваются ни в естественных условиях, ни методами селекции.
Есть ли польза от продуктов ГМО
Как ни странно это может звучать в свете устоявшихся стереотипов об опасности ГМО, но в контролируемых условиях генная инженерия, как и селекция, — это инструмент, который дает несомненную пользу для человека.
История с модифицированной гавайской папайей служит полезным тому примером. Однако страх неконтролируемого использования технологий в производстве продуктов, способных также принести человечеству вред, вылился в протестное движение Greenpeace. Активисты, выступающие с обвинениями ученых-генетиков в направленности опытов по получению генетически модифицированных продуктов против законов природы и потому несущих угрозу для здоровья людей, уничтожали деревья папайи на базе Гавайского университета, что придало проблеме широкий общественный резонанс.
Однако аргументы противников ГМО о вреде применения технологии в производстве продуктов не признаны наукой состоятельными, поскольку считается, что в природе также есть определенный процент случайных мутаций, и кроме того, безупречные с точки зрения пользы методы селекции по сути дела направлены на создание таких же «генетически модифицированных» организмов.
В начале нашего века данные исследований японских ученых трансгенной папайи подтвердили отсутствие в ее белке последовательностей цепочек, соответствующим известным аллергенам. После этого Япония открыла рынок продуктов для ГМО этой культуры, тем самым внеся в споры относительно пользы влияния генной инженерии для здоровья человека важное доказательство. Кроме способности технологий ГМО стать защитой против вреда вирусов для растений и человека, они способны также улучшать полезные свойства продуктов.
Читать далее: https://poleznii-site.ru/zdorove/chem-opasno-gmo-chto-eto-takoe-vliyanie-na-zdorove-cheloveka.html
Если эта статья оказалась вам полезной, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал. Не забывайте делиться информацией с друзьями в социальных сетях.