Генна інженерія

11

Реферат

З біології

На тему:

Генна інженерія

Зміст

Вступ……..………………………………………………………………………...3

Генно модифіковані продукти…………………………………………………...4

Генна інженерія в тваринництві………………………………………….………7

Генна інженерія в рослинництві…………………………………………………8

Генна інженерія на користь людині……………………………………………...9

Використана література…………………………………………………..……..10

Вступ

Генна інженерія (ГІ) -- молода технологія, створена для поліпшення характеристик живих організмів шляхом пересадки в них чужого генетичного матеріалу, наприклад ДНК риби в помідор (щоб не підмерзав) чи бактерії в картоплю (щоб жук не їв). ГІ кардинально відрізняється від селекції тим, що її методи дозволяють долати бар'єри між видами, чого не відбувається в природі. В Україні офіційного дозволу на вирощування генетично модифікованих рослин поки що ніким отримано не було. Однак немає ніякої гарантії, що західні продукти, які купуються в нас, наприклад, чіпси, печиво, молочний порошок чи навіть пиво, не містять в собі генно-модифікованих інгредієнтів. Перевіряти чи маркірувати їх поки що ніхто не збирається.

Суть генної інженерії полягає в штучному створенні (хімічний синтез, перекомбінації відомих структур) генів з конкретними необхідними для людини властивостями і введення його у відповідну клітину (на сьогодні це частіше всього бактеріальні клітини, наприклад, кишкова паличка) - створення "штучної" бактерії - лабораторії по виготовленню необхідного для людини продукту.

Що таке генетично модифіковані продукти, плюси та мінуси їх використання, що нас чекає попереду, чи можна на вербі виростити груші?

Вторгнення в ДНК для науковців є інструментом, що дозволяє змінювати життя, робити його гнучким до вимог технічного середовища. Генетична інженерія дозволяє поводитися із життям як із технікою.

Справді генну інженерію можна назвати завершальним етапом адаптації до світу машин. Водночас однієї думки про генну інженерію, генетично модифіковані продукти в науковому світі немає.

Більшість науковців вважає, що випуск генетично модифіковані продукти у навколишньому середовищі можуть спричинити незворотну шкоду біологічному різноманіттю екосистем, а також здоров'ю людей та тварин. Ця група науковців, беручи до уваги обмеженість наших знань про природу ризику від ГМО, закликає уряди ввести 5-річний мораторій на комерційне застосування ГМО, щоб забезпечити необхідний час для більш інтенсивного моніторингу.

Окрім цього зростає розрив між країнами Західної та Східної Європи у рівнях поінформованості про потенційний ризик випуску ГМО. Цим користуються для експорту на Схід цієї небезпечної технології та небажаної продукції.

Проблема поглиблюється й тим, що люди мають мало достовірної інформації про генетично модифіковані продукти.

Поняття "генетично модифіковані продукти" знайоме не кожному, а якщо і знайоме, то ставлення пересічного громадянина до генної інженерії не можна назвати надто добрим.

Насправді, - генетика (genetikos - той, що народжує, плодючий) - наука про спадковість та мінливість живих організмів. Вона вивчає принципи зберігання та реалізації генетичної інформації, розкриває закони індивідуального розвитку організмів та вірусів, виникнення в них нових ознак.

А от генна інженерія - це розділ молекулярної біології та генетики, метою якого є створення організмів з новими комбінаціями спадкових властивостей, зокрема, таких, що не поширені в природі. Наприклад, глобальне потепління можна буде перемогти, створивши рослини та тварини, генетично змінені так, щоби протистояти росту температур та посухам.

Окрім, цього вже зараз створено та запатентовано вид курей, в яких відсутній материнський ген, що змушує курей висиджувати яйця, що невигідно для птахофабрик. Отак, вид за видом, змінюючи, життя все більше пристосовується до техносередовища.

Якщо захоплюватися генною інженерією, то не виключено, що скоро навколо будуть лише одні маленькі дива.

Все-таки, не просто зрозуміти добре чи то зле, що ми дійшли до генної інженерії.

Генно модифіковані продукти

Генно модифіковані продукти - це продукти, які отримані за рахунок змін генетичного апарату живих організмів. Всі продукти, які використовуються в сільському господарстві, вони всі отримані за рахунок технологій, які змінюють генетичний апарат. Це є традиційна селекція, а зараз це є методи генетичної інженерії, які цю сеоекцію значно пришвидшують. Традиційно селекція дає, наприклад, сорт рослин за 10 - 15 років, а генна інженерія за рік за два.
Скажіть будь ласка, чому виникла потреба у генно модифікованих продуктах?

Є потреба у в збільшенні сільськогосподарських продуктів для того, щоб вирішити продовольчу проблему, яка є досить гострою в світі. Такими традиційними способами вже це важко зробити.

Чому стільки непорозумінь та застережень до генно модифікованої продукції у громадськості?

Перша причина - це слабка обізнаність з природою цих продуктів. А по-друге є це результат конкурентної боротьби отих фірм, які отримують продукти сільського господарства традиційними підходами.

Чи є майбутнє за цими продуктами?

Вони є важливі для вирішення продовольчих програм. Вони повинні бути відповідно позначені і люди повинні мати право вибору цих продуктів: купувати їх чи не купувати, вживати чи не вживати.

Відсутність інформації про розповсюдження генетично модифікованих організмів призводить до низького рівня усвідомлення проблеми населенням і навіть урядовими особами.

Можна сказати, що законодавча база в Україні щодо ГМО є не розробленою і серйозно відстає від стандартів ЄС.

На даний час в Україні немає чинного закону, щодо діяльності пов'язаної з генетично модифікованими організмами. Багато законопроектів так і не стали законами. Прорецензувавши останній з них "Про біобезпеку генетично-змінених організмів і продуктів", кандидат юридичних наук Ірина Тустановська і його вважає недосконалим. Основним з недоліків є недостатня участь громадськості. Негативним є і те, що сфера діяльності не розповсюджується на генетично інженерну діяльність в замкнутих системах (наприклад, в лабораторіях щодо високих класів). Недоліком є і те, що інформація про генно модифіковані продукти може бути визнана конфіденційною. Деякі з цих законопроектів враховували стандарти ЄС, але за основу брали Картагенський протокол, прийнятий 30 січня 2000 року у м. Монреаль (Канада). Основним принципом протоколу є принцип застереження: держава може відмовитись від ввезення на її територію ГМО, якщо вважає, що такі організми спричинять небезпеку, не порушуючи при цьому ВТО.

Щодо чинного законодавства України, то у законі "Про захист прав споживачів" є положення про те, що споживач має право на одержання необхідної, доступної, достовірної та своєчасної інформації про товари (роботи, послуги). І ця інформація повинна містити крім назви твору, ціни, дати виготовлення та ін., ще й позначку про застосування генної інженерії під час виготовлення товарів.

Пропагуючи генетично модифіковані продукти, нам говорять, що все це - здобутки цивілізації. генна інженерія дозволяє переносити в рослини (кукурудзу, ріпак, сою, картоплю тощо) гени з бактерій, вірусів, тварин чи інших рослин. Це робиться для наділення їх новими характеристиками: швидким дозріванням, вищою врожайністю, стійкістю до шкідників чи хвороб. Деякі ГМО, на думку спеціалістів, можуть викликати алергії в певних груп людей. Ситуація ускладнюється відсутністю маркування на ГМ-продуктах у більшості країн світу.

Вже зараз чимало людей з острахом дивляться генетично модифіковане майбутнє, на глобалізаційні процеси. Здається, що наш екологічний годинник вже натякає на фініш.

До списку відомих в СНД фірм, продукція яких може містити генетично модифіковані продукти можна віднести продукцію Сoca Cola, Danone, Heinz, Hipp, VacDonalds, Nestle, Stimorol, Wrigleys.

А також маленька інформація про гарячу пятірку світових корпорацій або генетичних гігантів, серед яких ASTRA ZENECA (масштабна компанія посівних культур), DuPont (фармацептична та агрохімічна компанія), та уже достатньо відома MONSANTO, на долю якої припадає 88% всіх ГМ-культур, вирощених в США в 1998 році. Між іншим в 2000 році остання компанія змінила назву на Фармація.

Відомо, що в продуктах харчової промисловості часто використовуються ферменти, які виробляють генно модифіковані організми. Нещодавно швейцарський Федеральний інститут технології довів, що саме ці ферменти є головними винуватцями алергій і астми. А також в Йоркській лабораторії харчування було зроблено відкриття про те, ГМ-соя може мати явний негативний вплив на людину, а саме: викликати хвороби шкіри, шлунку та алергію. Ще одна проблема таких продуктів - це токсичність, яка полягає в сповільненій дії. Відомо, що термін вияву дії токсичного білка може займати близько 30 років. Його перетворення з корисного на хвороботворчий може бути спричинене навіть найменшими змінами амінокислотного складу.

Отож, тільки час розставить крапки над "і" щодо користі та ризику використання ГМО.

Генна інженерія в тваринництві

Багато спеціалістів, що працюють в області нових методів розведення сільськогосподарських тварин, вважають, що вже в найближчий час генна інженерія, пов'язана з пересадкою генів, стане наймогутнішим методом отримання тварин з необхідними властивостями. Так, ще в 1986 році австралійські вчені вперше в світі створили трансгенну вівцю шляхом введення в ембріон гену, відповідального за синтез гормону росту овець. Були експерименти по передачі гену людського гормону росту в генетичний апарат (ДНК) свині. В 1999 році вчені з Гарвардського університету (США) виділили ген, присутній в кур'ячих ніжках і відповідальний за їхній ріст. Ген пересадили в крила курчат, і через кілька місяців були створені перші в світі чотириногі кури. Вчені вважають, що ці тварини будуть мати велике значення в тваринництві майбутнього.

Великі можливості відкриваються для біотехнології при використанні методу клонування ссавців. Цей метод вже застосовується, наприклад, в ембріології корів і овець. Ембріони, що складаються з 60-80 клітин, роздрібнюють в спеціальних посудинах їх підрощують до утворення ембріонів, а потім трансплантують самицям. Таким чином, в принципі, з одного ембріону можна отримати кілька десятків тварин.

Найбільш розвинутий в наш час напрям в біотехнології тварин - це трансплантація ембріонів. Цей метод дозволяє перш за все пришвидшити розведення тварин з високими спадковими якостями, а також зберегти цінний генофонд, так як отримані ембріони можна консервувати замороженням і зберігати скільки завгодно. З допомогою цього методу вже отримують до 80 нащадків з однієї корови за два роки. В США таким способом було отримано ще 1980 році 23 тисячі телят, а в Канаді - 7 тис.

Генна інженерія в рослинництві

Важливе значення для генетичної інженерії і біотехнології має розроблений в останні 20-25 років метод ізольованих протопластів. Він дозволяє з допомогою ферментативного гідролізу руйнувати клітинні стінки і виділяти в великій кількості "гай" клітини, позбавлені клітинної оболонки і оточені тільки плазмалемою. Такі кулеподібні клітинні утворення були названі протопластами. Протопласти відрізняються від звичайних клітин такими важливими властивостями, як здатність зливатись одне з одним при визначених умовах, поглинати з навколишнього розчину різні молекули (білки, нуклеїнові кислоти) і різні органели та мікроорганізми. І особливо цінно, що протопласти здатні на спеціальному середовищі ренегерувати (синтезувати знову) клітинну оболонку, ділитись, утворюючи калус, і ренегерувати цілу рослину.

До 1985 року вважалось, що вивести однодольні рослини з протопласту неможливо. Але в цьому році в деяких наукових інститутах Японії відтворили рис. Були подані заявки на реєстрацію мутантних сортів рису: короткостебельний міцуї байосаса №1 (вивела хімічна фірма "Міцуї тоацу кагаку") і низькостебельний пізній хацуюме (вивів науково-дослідницький інститут фітоінженерії Японії). Це доводить практичну цінність селекції з використанням протопласту.

При праці з однодольними рослинами використовують плазмиди кишкової палички, для введення генів застосовують поліетиленгліколь або електроперфорацію. Але відомих корисних генів небагато: інсектицидні гени, гени стійкості до вірусів, гербицидів, гени забарвлення кольорів. Ця технологія набагато складніша зливання клітин. Саме відтворення цієї методики потребує великих витрат. В зв'язку з цим актуальні різні форми міжнародного співробітництва, але при цьому виникає проблема права на інтелектуальну власність.

Прибутки, що можна отримувати, застосовуючи досягнення генної інженерії, дуже зацікавили фірми зовсім інших галузей промисловості. Так, фірма "Саппоро біру" (один з провідних виробників пива в Японії) розробила технологію масового вирощування клональної розсади орхідей. Хімічна фірма "Ніппон сьокубай кагаку" розробила систему вирощування декоративних рослин для прикрашення службових приміщень.

Нові досягнення в генній інженерії можуть мати дуже велике значення для сільського господарства. І вже зараз деякі сорти виведених за новими технологіями рослин знаходять собі місце на посівних площах різних країн. Для прикладу можна взяти сорти картоплю, що містять ген Bt. Цей ген, що походить від значно поширеної ґрунтової бактерії Bacillus thuringiensis, виробляє інсектицидний кристалічний білок. Коли комаха-шкідник з'їдає бактерію або клітини рослини, які містять цей білок, він викликає у комах розклади, що унеможливлює травлення. Бактерія (Bt) має багато видів. Кожен вид бактерії здатен чинити негативний вплив тільки на один або декілька видів комах. Вид Bacillus thuringiensis вбиває тільки жуків тінебріонідів, до яких належить колорадський жук, який знищує велику кількість урожаю в Україні.

Використовуючи тонку методику наукової генної інженерії, генетикам вдалось трансплантувати ген, який є носієм коду Bt-білка, з бактерії в організми кількох різних видів рослин (деякі сорти картоплі, кукурудзи, бавовника т. ін.). Агентство США з охорони навколишнього середовища, Агентство США з контролю за продуктами харчування та медичними препаратами, Міністерство сільського господарства в США та тисячі вчених-професіоналів з усього світу встановили, що кристалічні Bt- білки та їхні гени-перемикачі не можуть завдати жодної шкоди здоров'ю чи життю людини.

Трансгенна картопля не вирішує всіх проблем у сільському господарстві, проте вона, поза сумнівом, є кроком на шляху до ефективного сільського господарства, яке значною мірою зменшить використання тицидів, покращить сільськогосподарську технологію і, що найважливіше, збільшить виробництво картоплі шляхом боротьби зі шкідниками (вчені вважають, що продуктивність сільського господарства до 2010 р. в країнах, що розвиваються, за рахунок використання біотехнології зросте на 25-30%)

Генна інженерія на користь людині

Успіхи генної інженерії можуть бути використані на користь самій людині - у боротьбі зі спадковими хворобами (нині з'явилась можливість отримувати білок таким шляхом, який визначає синтез трамбопластину - перший етап засідання крові); отримана сироватка проти однієї із форм гепатиту; ведуться дослідження з вірусами грипу, створені продуценти біологічно активних речовин - інсулін (необхідний для лікування діабету), самотропний гормон (природний стимулятор росту), інтерферон (білкова речовина, яка сприяє активній боротьбі клітин організму з вірусами).

А в 1999 році група генетиків на чолі з Саймоном Мак-Квін Мезоном з університету Йорку (Великобританія) зуміла отримати унікальний природний клей. Він створений на основі білка, що виробляється мідіями виду "Мутілус галопровінціаліс". Білок володіє незвичайною клейкістю, еластичністю і одночасно з цим відштовхує воду. Хімічна структура дозволяє йому проходити між молекулами двох різних речовин, об'єднуючи їх ще міцніше. Для отримання цього клею не потрібно вбивати тисячі молюсків. Вчені вже перемістили генетичний код білка в тютюнові рослини, і з листків цих рослин тепер клейка речовина буде добуватися промисловим шляхом. Дуже важливою особливістю клею стало те, що він не відштовхується людським організмом і може скріплювати живі тканини. Вчені вважають, що новий клей зробить революцію в медицині.

Використана література

Новини генетики. - К., 2002.

Генна інженерія в ХХІ столітті: перемога чи поразка людства? - К., 2003.