Шпаргалка по "Генетика"

 

Вещества, предназначенные  для борьбы с насекомыми, могут  блокировать ферменты пищеварительного тракта не только у насекомых, но и  у человека, а также влияют на поджелудочную железу.

 

Ряд трансгенных сортов кукурузы, табака и помидоров, устойчивых к  насекомым вредителям, вырабатывают лигнин — вещество, препятствующее поражению растений. Он может разлагаться  на токсичные и мутагенные фенолы и метанол. Поэтому увеличение содержания лигнина в плодах и листьях  растений опасно для человека.

 

Самым ярким примером токсичности  ГМО стал случай с японской компанией  Showa Denko K. K., которая стала поставлять на рынок пищевую добавку триптофан, полученную из трансгенных бактерий, полагая, что он является эквивалентом натуральному аналогу. Аминокислота (полученная с помощью генной инженерии) стала причиной смерти 37 человек, еще около полутора тысяч пострадали.

 

Может потребоваться всестороннее тестирование генетически модифицированных пищевых продуктов, чтобы избежать возможности причинения вреда потребителям с пищевой аллергией. Маркировка генетически модифицированных пищевых  продуктов приобретает новое  значение, которое будет обсуждаться  позже.

 

Канцерогенность и мутагенность

ГМО могут стать мутагенными  и канцерогенными за счет их способности  накапливать гербициды, пестициды  и продукты их разложения. Например, гербицид глифосат, используемый при возделывании трансгенных сахарной свеклы и хлопчатника, является сильным канцерогеном и может вызывать лимфому.

 

Некоторые гербициды могут  оказывать негативное влияние на выживаемость и здоровье человеческих эмбрионов, а также вызывать мутации.

 

В результате внутриклеточных  процессов в сортах трансгенного табака и риса, отличающихся повышенной урожайностью, накапливаются биологически активные вещества, способные спровоцировать развитие рака.

 

Возникновение устойчивости к антибиотикам

Большинство сельскохозяйственных ГМ-культур помимо генов, придающим им желаемые свойства, содержат гены устойчивости к антибиотикам в качестве маркеров. Обычные антибиотики, как например ампициллин (используется для лечения инфекций дыхательных путей, синуситов и инфекций мочевыводящих путей) и канамицин (используется для лечения туберкулеза, инфекций верхних и нижних дыхательных путей, при обработке ран) используются при производстве пищи. Существует опасность того, что они могут быть перенесены в болезнетворные микроорганизмы, что может вызвать их устойчивость к антибиотикам. В этом случае традиционные методы лечения воспалительных процессов с помощью антибиотиков будут малоэффективны.

 

Однако генетики заявляют, что антибиотики, к которым устойчивы  трансгены, выращиваемые в промышленных масштабах, в настоящее время не используются в медицинской практике, и никакой опасности здоровью людей нет.

 

Неизвестное воздействие  ГМО на здоровье человека

Существует растущая озабоченность, что введение чужеродных генов в  пищевые растения может иметь  неожиданное и негативное воздействие  на здоровье человека. В последних  статьях, опубликованных в «Lancet» рассмотрены эффекты воздействия ГМ-картофеля на пищеварительный тракт крыс. Это исследование утверждает, что были существенные различия между кишечником крыс, получавших ГМ-картофель и крыс, получавших неизмененный картофель. Но критики говорят, что этот документ, как и данные о бабочке Монарх, является недействительным и не заслуживает научного рассмотрения. Кроме того, вводимый в картофель ген из цветка подснежника, кодирует лектин — вещество, известное своими токсическими свойствами для млекопитающих. Ученые, которые создали этот сорт картофеля решили использовать ген лектина просто для того, чтобы проверить методологию, и этот картофель никогда не был предназначен для употребления человеком или животными.

 

В целом, за исключением возможных  аллергических реакций у человека, ученые считают, что генетически  модифицированные пищевые продукты не представляют риска для здоровья.

 

28. Основные задачи  генной инженерии растений

Разработанные к 1980-м годам  технологии культивирования растительных объектов in vitro дали толчок генной инженерии растений. Получение генетически модифицированных растений сталов возможным только после того, как были разратотаны методики получения целого растения из группы клеток (или даже из одной клетки), свойство тотипотнетности растительных клеток стало возможным применять на практике.

 

Существует несколько  практических приложений генной инженерии  для нужд сельского хозяйства.

 

1) Растения, устойчивые к  насекомым. Для создания устойчивых  к насекомым растений в их  геном встраивают ген токсина,  выделенный из Bacillus thuringiensis (этот микроорганизм вызывает болезни у чешуекрылых и развиваясь в организме насекомого, выделяет ВТ-токсин). Считается. Что токсин не оказывает действия на человека. Растения, способные к синтезу токсина, проявляют устойчивость к некоторым вредителям. Это позволяет снизить применение пестицидов на полях, что снижает загрязнение окружающей среды.

 

Наиболее безопасные проекты  связаны с трансгенным хлопчатником, синтезирующим ВТ-токсин. Устойчивый к насекомым трансгенный рапс позволит получать техническое растительное масло с меньшими затратами и с меньшим вредом для окружающей среды (рапс сегодня - одна из наиболее химизированных культур). В качестве возможных следствий производства трансгенных пищевых растений, проявляющих устойчивость к насекомым, можно указать пищевую аллергию, которую может вызвать ВТ-токсн (новый белок в пище). К экологическим следствиям можно отнести возникновение устойчивости к ВТ-токсину, которое может происходить в популяциях насекомых-вредителей при широком применении трансгенных растений.

 

2) Улучшение качества  пищевых продуктов. Многие растительные  продукты содержат недостаточные  количества незаменимых аминокислот  и витаминов. Этот недостаток  можно исправить, внедряя в  растения гены, ответственные за  биосинтез витаминов или модифицированные  гены запасных белков, в которых  чаще "употребляются" кодоны  незаменимых для человека аминокислот  (прежде всего - лизина). В настоящее  время получены трансгенный рис с повышенным содержанием каротиноидов, трансгенная соя с улучшенным белковым составом.

 

В растительной пище могут  содержаться вредные для здоровья вещевтва. Например, около 10% японцев страдают от аллергии на запасной белок зерновок риса. Генная инженерия позволяет получить рис, в котором "выключен" ген соответствующего белка. Такие трансгенные растения позволяют вернуть традиционный продукт в рацион аллергиков.

 

3) Улучшение товарных  качеств. Изучение генетической  регуляции развития цветка позволяет  быстро создавать махровые сорта  разнообразных декоративных растений, которые пользуются большим спросом  на рынке. Кроме того, в растения  можно ввести гены, отвечающие  за синтез пигментов и получить  необычную окраску (например, получены  трансгенные петунии с цветками желтого цвета). Интересным представляется экспрессия втрансгенных растениях белков, светящихся в темное, или флуоресцирующих белков, что придаст растениям принципиально новые декоративные качества.

 

4) Растения, устойчивые к  гербицидам. Одной из технологий, позволяющей удешевить процесс  борьбы с сорняками, является  получение гербицид-устойчивых культурных растений. По новой технологии обработку полей неселективными гербицидами можно проводить весь сезон, что улучшает результаты их применения, сокращает расходы. Не удивительно, что такие проекты и реклама трансгенных гербицид-устойчивых растений организуются при финансовой поддержке фирм-производителей гербицидов.

 

Данное направление генной инженерии таит ряд экологических  опасностей. Главная из них возможное  накопление гербицидов (или продуктов  их детоксикации) в с/х продуктах. Если для технических культур это сравнительно безопасно, то использовать в пищу обработанные гербицидами трансгенные растения может оказаться опасным.

 

Заметим, что по действующему на сегодня законодательству США  производитель продуктов питания  должен просто указывать, что в состав входит трансгенная продукция только втом случае. Если в продукте содержатася трансгенные ДНК или белки. Если содержние белков и ДНК пренебрежимо мало, то такая маркировка не обязательна. При использовании гербицид-устойчивых трансгенных растений гораздо важнее указывать остаточное содержание гербицида (или продуктов его деградации) независимо то того, есть в продукте ДНК (белок) или нет.

 

Вторая опасность - это "утечка" генов устойчивости к гербицидам из культивируемых растений в близкородственные  растения естественных биоценозов. В  Европе проблеме "генной безопасности" уделяют большое значение, поскольку  на ее территории растет много видов, близких к культурным растениям. Показано, что признаки устойчивости могут переноситься при близкородственном  опылении. "Утечка генов" может  привести к возникновению "суперсорняков", устойчивых к применяемому гербициду, и технологию придется снова менять.

 

Третья опасность - передозировка  гербицидов. Гербицид-устойчивость позволяет вносить избыток этих агентов на поля без видимого вреда для них (в традиционной технологи выращивания это невозможно - культурные растения погибнут вместе с сорняками). Уже сегодня многие гербициды признаны опасными для рыб, моллюсков и др. животных. Сток гербицидов с полей в водоемы с применением новой технологии, несомненно, усилится.

 

Таким образом, использование  гербицид-устойчивых трансгенных растений является наиболее опасной из разрабатываемых технологий.

 

5) Повышение устойчивости  растений. Для нашей страны актуально  получение морозостойких сортов  растений. Важно придать теплолюбивым  культурам устойчивость к заморозкам. Основным повреждающим агентом  при замерзании является кристаллический  лед. Для предотвращения его  образования некоторые рыбы и  насекомые выделяют особые гидрофильные  белки. Гены этих белков можно  перенести в растения, и их  морозостойкость повысится.

 

Устойчивость к засухе и засолению определяется сложным  взаимодействием многих генов. Поэтому  создание трансгенных растений, устойчивых к засухе/засолению представляется довольно сложной задачей. (Генная инженерия работает с отдельными генами, а не с большими комплексами генов).

 

Ведутся работы по созданию растений, устойчивых к окислительному стрессу. Гены, ответственные за синтез супероксиддисмутазы, каталазы, пероксидазы и др. ферментов под сильными промоторами внедряют в растения, что повышает их устойчивость к свободнорадикальным процессам. Возможно, эти разработки окажутся актуальными для высокогорных областей с высокой UV-радиацией. По-видимому, эти растения окажутся менее чувствительными к радиоактивным загрязнениям.

 

6) Биосинтез инсулина, антител  и др. белков для нужд медицины. Производство генно-инженерных белков  в трансгенных клетках бактерий  или дрожжей практикуется уже  достаточно давно. Однако, возникает проблема правильной можификации таких белков в бактериальных или дрожжевых клетках. Часто белок так и не принимает нужной конформации или слегка отличается по аминокислотному составу, что нежелательно. Растения являются эукариотными органзмами, достаточно близкими к животным биохимически, поэтому было предложено получать белки для нужд медицины из трансгенных растений.

 

Поскольку организовать выращивание  растений дешевле, чем выращивание  бактерий или дрожжей, а получаемый пробукт будет более качественным, можно ожидать большого экономического эффекта от внедрения этой технологии. В медицинской практике используется не вся биомасса растения, а выделенный из нее индивидуальный компонент (белок), т.е. препарат проходит предвартельную очистку и должен быть безопасным для здоровья людей.

 

Подводя итог сказанному, можно  заметить, что несмотря на многочисленные запреты и дискуссии, поднятые средствами массовой информации, практическое применение трансгенных растений уже началось. Оценка возможных рисков должна проводиться на основании анализа всей используемой технологии. Для технических и декоративных культур риск применения трансгенных растений минимален. В тех случаях, когда технология действительно экологически опасна, нужны действенные меры по контролю качества продукции и оценке отдаленных последствий ее применения.

29-34 Контроль за безопасностью ГМО

Система регулирования оборота  пищевой продукции

из ГМО в Японии и  США

• США:

- нерегулируемый статус;

• Япония:

- Маркировка пищевой продукции  из ГМО является обязательной;

- Граница случайного, технически  неустранимого присутствия компонентов  из

ГМО – 5,0%;

- Маркировке не подлежит  пищевая продукция из ГМО, в  случае отсутствия в

продукте ДНК и белка

Система регулирования оборота  пищевой продукции

из ГМО в странах  Европейского Союза

и России

• Маркировка пищевой продукции  из ГМО является обязательной;

• Граница случайного, технически неустранимого присутствия компонентов  из

ГМО – 0,9%;

• Маркировке подлежит вся  пищевая продукция из ГМО, в том  числе

в случае отсутствия в продукте ДНК и белка;

Методы контроля за пищевой продукцией из ГМО:

США - Иммуно-ферментный анализ для идентификации ГМО (маркер –

белок);

ЕС - Полимеразная цепная реакция (идентификация

рекомбинантной ДНК), Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени

(количественное содержание)

Беларусь - Полимеразная цепная реакция в «режиме реального

времени» (количественное содержание), Полимеразная цепная реакция (идентификация

рекомбинантной ДНК) с  детекцией результатов с применением электрофореза

35-37. Медико-генетическая, токсиологическая и биолгическая оценка продукции из ГМИ

 

Существуют различные  критерии оценки безопасности и качества пищевой продукции из генетически  модифицированных источников, но основным среди них является принцип композиционной эквивалентности [21—23, 32, 34, 42, 46]. Суть этого принципа заключается в сравнении ГМИ пищи с исходным традиционным аналогом. Сравнение проводится по содержанию основных пищевых веществ (белков, жиров, углеводов), микронутриентов, минорных непищевых биологически активных компонентов, антиалиментарных и токсичных веществ, аллергенов, характерных для данного вида продовольствия или определяемых свойствами переносимых генов.