Генна інженерія за та проти
"Генна інженерія: за та проти"
1. Генна інженерія. Історія появи та розвитку генної інженерії.
2. Неоднозначність у питаннях користі ГІ.
3. Генетично модифікований організм (ГМО).
4. Користь та шкода генномодифікованих продуктів.
1. Генна інженерія.
Генетична інженерія (генна інженерія) - сукупність прийомів, методів та технологій отримання рекомбінантних РНК та ДНК, виділення генів з організму (клітин), здійснення маніпуляцій з генами та введення їх в інші організми.
Генетична інженерія перестав бути наукою у сенсі, але є інструментом біотехнології, використовуючи методи таких біологічних наук, як молекулярна і клітинна біологія, цитологія, генетика, мікробіологія, вірусологія. Вже сьогодні генна інженерія дозволяє включати та вимикати окремі гени, контролюючи таким чином діяльність організмів, а також – переносити генетичні інструкції з одного організму до іншого, у тому числі – організми іншого виду. У міру того, як генетики все більше дізнаються про роботу генів і білків, все більш реальною стає можливість довільним чином програмувати генотип (насамперед людський).
Перенесення генів дає можливість долати міжвидові бар'єри та передавати окремі спадкові ознаки одних організмів іншим. Мета генної інженерії – не втілення у реальність міфів, а отримання клітин (насамперед бактеріальних), здатних у промислових масштабах напрацьовувати деякі «людські» білки.
Історія появи та розвитку генної інженерії:
Будь-яка рослина чи тварина має тисячі різних ознак. За наявність кожної конкретної ознаки відповідає певний ген. Генє маленьким відрізком молекули ДНК і генерує або породжує певну ознаку рослини або тварини. Якщо внести в організм (рослина, мікроорганізм, тварина або навіть людина) нові гени, то можна наділити його новою бажаною характеристикою, якою до цього він ніколи не мав. Зміни генів передусім пов'язані з перетворенням хімічної структури ДНК: зміна послідовності нуклеотидів в хромосомної ДНК, випадання одних і включення інших нуклеотидів змінюють склад молекули РНК, що утворюються на ДНК, а це, у свою чергу, обумовлює нову послідовність амінокислот при синтезі. У результаті клітині починає синтезуватися новий білок, що призводить до появи в організму нових властивостей.
Генна інженерія з'явилася завдяки роботам багатьох дослідників у різних галузях біохімії та молекулярної генетики. У 1953 році Дж. Вотсон і Ф. Крик створили двоспіральну модель ДНК, на рубежі 50 - 60-х років 20 століття були з'ясовані властивості генетичного коду, а до кінця 60-х років його універсальність була підтверджена експериментально. Ішов інтенсивний розвиток молекулярної генетики, об'єктами якої стали E.coli, її віруси та плазміди. Було розроблено методи виділення високоочищених препаратів неушкоджених молекул ДНК, плазмід та вірусів. ДНК вірусів та плазмід вводили у клітини у біологічно активній формі, забезпечуючи її реплікацію та експресію відповідних генів. 1970 року Г.Смітом було вперше виділено низку ферментів – рестриктаз, придатних для генно-інженерних цілей. Г.Сміт встановив, що одержаний з бактерій очищений фермент HindII зберігає здатність розрізати молекули нуклеїнових кислот (нуклеазна активність), характерну для живих бактерій. Комбінування ДНК-рестриктаз (для розрізання молекул ДНК на певніфрагменти) і виділених ще 1967 р. ферментів – ДНК-лигаз (для «зшивання» фрагментів у довільній послідовності) по праву вважатимуться центральною ланкою в технології генної інженерії.
Датою народження генної інженерії можна вважати 1972, коли П. Берг, С. Коен, Х. Бойєр зі співробітниками (Стенфордський університет) створили першу рекомбінантну ДНК, що містила фрагменти ДНК вірусу SV40, бактеріофага і E. Coli.
Таким чином, до початку 70-х років були сформульовані основні принципи функціонування нуклеїнових кислот та білків у живому організмі та створені теоретичні передумови генної інженерії
Академік А.А. Баєв був першим у нашій країні вченим, який повірив у перспективність генної інженерії та очолив дослідження у цій галузі. Генетична інженерія (за визначенням) – конструювання in vitro функціонально активних генетичних структур (рекомбінантних ДНК), чи інакше – створення штучних генетичних програм.
2.Неоднозначність у питаннях про користь ГІ.
Незважаючи на явну користь від генетичних досліджень та експериментів, саме поняття «генна інженерія» породило різні підозри та страхи, стало предметом заклопотаності та навіть політичних суперечок. Так як генна інженерія з'явилася зовсім недавно, багато вчених ще скептично ставляться до цієї панацеї від усіх захворювань. Існує маса різних думок: деякі вважають, що, вносячи зміни до генного коду рослини чи тварини, вчені роблять те саме, що й сама природа (абсолютно всі живі організми від бактерії до людини - це результат мутацій та природного відбору), інші, навпаки вважають це протиприродним втручанням у природу.
Ось кілька думок проти генної інженерії:
1. Генна інженерія докорінновідрізняється від виведення нових сортів та порід. Штучне додавання чужорідних генів дуже порушує точно відрегульований генетичний контроль нормальної клітини. Маніпулювання генами докорінно відрізняється від комбінування материнських та батьківських хромосом, що відбувається при природному схрещуванні.
2. Нині генна інженерія технічно недосконала, оскільки вона може керувати процесом вбудовування нового гена. Тому неможливо передбачити місце вбудовування та ефекти доданого гена. Навіть у тому випадку, якщо місце розташування гена виявиться можливим встановити після його вбудовування в геном, наявні відомості про ДНК дуже неповні для того, щоб передбачити результати.
3. Внаслідок штучного додавання чужорідного гена непередбачено можуть утворитися небезпечні речовини. Це можуть бути токсичні речовини, алергени та інші шкідливі для здоров'я речовини. Відомості про такі можливості ще дуже неповні.
4. Немає абсолютно надійних методів перевірки на нешкідливість. Більше 10% серйозних побічних ефектів нових ліків неможливо виявити незважаючи на ретельно проведені дослідження на нешкідливість. Ступінь ризику того, що небезпечні властивості нових, модифікованих за допомогою генної інженерії продуктів харчування залишаться непоміченими, ймовірно, значно більшими, ніж у разі ліків.
5. Існуючі нині вимоги щодо перевірки на нешкідливість вкрай недостатні. Вони цілком явно складені в такий спосіб, щоб спростити процедуру затвердження. Вони дають змогу використовувати вкрай нечутливі методи перевірки на нешкідливість. Тому існує значний ризик, що небезпечні для здоров'я продукти харчування зможуть пройти перевірку непоміченими.
6.Можуть виникнути нові та небезпечні віруси. Експериментально показано, що вбудовані геном гени вірусів можуть з'єднуватися з генами інфекційних вірусів (так звана рекомбінація). Такі нові віруси можуть бути агресивнішими, ніж вихідні. Віруси можуть стати також менш видоспецифічними. Наприклад, віруси рослин можуть стати шкідливими для корисних комах, тварин та людей.
Думки за генну інженерію:
1. Саме застосування генноінженерної методики дозволили розшифрувати геном людини та багатьох інших організмів, виявити гени, які відповідають за ті чи інші ознаки, у тому числі тяжкі спадкові захворювання. Останнє відкриває нові шляхи лікування раніше безнадійних недуг.
2. Дуже ефективна генна інженерія та у фармакології. Наприклад, пересаджують гени, що кодують синтез того чи іншого цінного лікарського препарату (еритропоетину людини, інсуліну та ін.), у молочні залози свійських тварин, і це дозволяє легко отримувати необхідні ліки у великих кількостях.
3. За допомогою генної інженерії в майбутньому можна буде вилікувати вроджені захворювання або різні відхилення, з якими народжуються деякі діти через збій у генах. І навіть такі захворювання, як ВІЛ.
4. Населення Землі збільшується з кожним роком, тому генетично модифіковані продукти покликані врятувати населення планети від голоду. Майбутнє за генномодифікованими продуктами.
3. Генетично модифікований організм (ГМО).
Генетично модифікований організм (ГМО) - живий організм, генотип якого штучно змінено з допомогою методів генної інженерії. Такі зміни, як правило, здійснюються в наукових чи господарських цілях. Генетична модифікація відрізняється цілеспрямованою зміною генотипуорганізму на відміну випадкового, характерного для природного і штучного мутагенезу.
Історія появи ГМО-продуктів:
Всю історію сільського господарства (близько 10 000 років) людина для своєї користі покращувала тварин та рослини. Спочатку селекція була заснована на явищі природної генетичної мінливості, пізніше люди навчилися штучно створювати комбінативну мінливість (гібридизація), а останні десятиліття - і мутаційну (мутагенез). Принцип селекції залишався незмінним - відбір цінних генотипів. Результат відомий - сучасні види капусти зовсім несхожі на своїх далеких предків, а качани кукурудзи сьогодні приблизно в 10 разів більші за ті, що вирощувалися 5 тисяч років тому. На жаль, ккд селекції дуже низький - із тисяч і десятків тисяч вихідних рослин селекціонер виводить лише один-два сорти.
Початком еволюції сільському господарстві можна вважати 1983 рік, коли було проведено перша пересадка генів.
При дослідженні грунтової бактерії, що виробляє на деревах нарости, з'ясувалося, що паразитуючи, ця бактерія віддає фрагмент своєї ДНК в рослинну клітину дерева, де він вбудовується в хромосому. Після цього чужа ДНК сприймається як власна, тому бактерія змушує дерево синтезувати необхідні їй поживні речовини. Такий експеримент вважається стартом генної інженерії рослин.