Трансгенные организмы: проблемы жизни в генетически модифицированном мире

Введение

Трансгенный организм— живой организм, в геном которого искусственно введен ген другого организма.
Целью создания трансгенных организмов является получение организма с новыми свойствами. Клетки трансгенного организма производят белок, ген которого был внедрен в геном. Новый белок могут производить все клетки организма (неспецифическая экспрессия нового гена), либо определенные клеточные типы (специфическая экспрессия нового гена).
С помощью методов генной инженерии можно получить различные организмы, имеющие в составе своего генома чужеродные гены других организмов. Такие организмы называются трансгенными.
Технологии для генетически модифицированной пищи предлагают многообещающие возможности для решения некоторых проблем, наиболее важных для XXI века. Как и все новые технологии, они также представляют определенные риски, как известные, так и неизвестные.
Как оценить риски «вмешательства в естественную природу»? Какое влияние это окажет на окружающую среду? Какие проблемы со здоровьем могут возникнуть при использовании ГМО? и действительно ли рекомбинантная технология полезна?
Целью работы является рассмотрение трансгенных технологий и последствий их использования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть история создания трансгенных организмов
Рассмотреть проблемы, которые могут быть вызваны использованием трансгенных организмов

Трансгенные организмы
Ученые впервые обнаружили в 1946 году, что ДНК может передаваться между организмами (Clive 2011). В настоящее время известно, что существует несколько механизмов переноса ДНК и что они встречаются в природе в большом масштабе, например, это основной механизм устойчивости к антибиотикам у патогенных бактерий. Первое генетически модифицированное (ГМ) растение было произведено в 1983 году с использованием устойчивого к антибиотикам растения табака.
Китай был первой страной, которая начала коммерциализацию трансгенной культуры в начале 1990-х годов с введением резистентного к вирусу табака. В 1994 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило трансгенный «ароматизатор томатов» для маркетинга в США. Модификация позволила помидору задержать созревание после сбора. В 1995 году несколько трансгенных культур получили одобрение на маркетинг. В общей сложности было получено 35 разрешений на коммерческое выращивание 8 трансгенных культур и одного цветка гвоздики с 8 различными признаками в 6 странах, а также в ЕС до 1996 года. По состоянию на 2011 год США возглавляют список нескольких стран по производству ГМ-культур. В настоящее время существует ряд видов пищевых продуктов, в которых существует генетически модифицированная версия такие как хлопок, соя, рапс, картофель, баклажаны, клубника, кукуруза, помидоры, салат, дыня, морковь и т. д. ГМ-продукты, которые в настоящее время находятся в разработке, включают лекарства и вакцины, продукты питания, ингредиенты, корма и волокна [1].
На протяжении всей истории земледелия (около 10 000 лет) человек для своей пользы совершенствовал животных и растения. Первоначально отбор основывался на явлении естественной генетической изменчивости, позже люди научились искусственно создавать комбинационную изменчивость (гибридизацию), а в последние десятилетия — и мутационную (мутагенез). Принцип отбора всегда оставался неизменным-отбор ценных генотипов. Результат известен-современные виды капусты совершенно не похожи на своих предков, а колосьев кукурузы сегодня примерно в 10 раз больше, чем выращенных 5 тысяч лет назад. К сожалению, эффективность селекции очень низка - из тысяч и десятков тысяч оригинальных растений селекционер выводит только один или два сорта.
В чем разница между генной инженерией растений (GMR) и обычной селекцией? При селекции перенос генов осуществляется только между близкородственными растениями, генная инженерия также позволяет переносить гены на растение из любого организма. Почему это делается? Растения с "чужеродными" генами становятся устойчивыми к гербицидам, вредителям и патогенам, их плоды могут длительное время храниться при комнатной температуре, иметь повышенную питательную ценность или иной вкус, и, наконец, они способны синтезировать новые вещества-от лекарств до пластика [2].
Направленной генетической модификации (трансформации) могут подвергаться не только растения, но и любые живые организмы

. Первые трансгенные микроорганизмы были получены в начале 70 — х годов, а первые трансгенные сельскохозяйственные растения и животные появились значительно позже-в середине 80-х. Трансгенные микроорганизмы, например, широко используются в фармацевтической и пищевой промышленности. Такие препараты, как инсулин, интерферон, интерлейкин, в основном получают методом генной инженерии. Сегодня около 25% всех лекарств в мире производятся с использованием методов генной инженерии. Некоторые генетически модифицированные микробы эффективно перерабатывают промышленные отходы. Трансгенные животные чаще всего используются в качестве биореакторов-продуцентов необходимых белков, в основном лекарственных препаратов или ферментов для пищевой промышленности. В ближайшей перспективе-использование трансгенных животных в качестве моделей для изучения наследственных заболеваний человека, а также источников органов и тканей для трансплантации.
В 2002 году 75% всех выращенных трансгенных растений содержали ген устойчивости к гербицидам, 17% - ген устойчивости к вредителям и почти 8% - по два гена устойчивости. Но сегодня приоритеты в создании растений, обладающих другими характеристиками, изменились. Если в 90-е годы в основном работали над растениями, обладающими полезными свойствами для их выращивания — сейчас они возделываются на полях, - то сейчас основной упор делается на улучшение потребительских свойств. По прогнозам, такие улучшенные культуры заменят растения, синтезирующие лекарственные препараты, а они, в свою очередь, — растения-производители специфических химических соединений [4].
Ни для кого не секрет, что такая актуальная сейчас проблема состояния здоровья человека в значительной степени зависит от обеспечения необходимыми медикаментами. В настоящее время биотехнология на основе использования трансгенных микроорганизмов предлагает новые подходы к разработке и производству лекарственных, диагностических и профилактических лекарственных препаратов, а также позволяет производить в достаточных количествах широкий спектр лекарственных средств, которые раньше были малодоступны. Биотехнологические медицинские препараты по объему продаж в настоящее время составляют более 5% общего мирового рынка, а по прогнозам к 2005 году достигнут более 15%. Среди примерно 50 новых видов лекарств, вакцин и препаратов для диагностики, появляющихся на рынке ежегодно, 10–15 получены с помощью биотехнологических методов. Еще более 350 новых биопрепаратов находится сейчас в стадии клинического изучения, причем большинство из них предназначены для лечения болезней, которые ранее считались неизлечимыми [3].
Проблемы жизни в генетически модифицированном мире
В течение многих лет люди изменяли геномы растений и животных, используя традиционные методы размножения. Искусственный отбор по определенным, желаемым признакам привел к появлению множества различных организмов, от сладкой кукурузы до безволосых кошек. Но этот искусственный отбор, при котором организмы, проявляющие специфические признаки, отбираются для размножения последующих поколений, был ограничен естественными вариациями. В последние десятилетия, однако, достижения в области генной инженерии позволили точно контролировать генетические изменения, внесенные в организм. Сегодня мы можем включить новые гены из одного вида в совершенно не связанные виды с помощью генной инженерии, оптимизации сельскохозяйственных показателей или содействия производству ценных фармацевтических веществ. Растения, сельскохозяйственные животные и почвенные бактерии являются одними из наиболее ярких примеров организмов, подвергшихся генной инженерии.
Несмотря на то, что переносимые гены встречаются в природе у других видов, неизвестны последствия изменения естественного состояния организма посредством экспрессии чужеродных генов