Методы создания гмо. Основные этапы создания гмо

Кемеровская Государственная Медицинская Академия

Кафедра Общей гигиены

Реферат на тему:

«Генетически модифицированные организмы (гмо)»

Выполнили:

Лещева Е.С., 403 гр.,

Кострова А.В., 403 гр.

Кемерово, 2012 г.

Введение

Что такое ГМО (история, цели и методы создания)

Виды ГМО и их применение

Политика России в отношении ГМО

Плюсы ГМО

Опасность ГМО

Последствия использования ГМО

Заключение

Список литературы

Введение

Число жителей Земли неуклонно растет, таким образом, возникает огромная проблема в увеличении производства продуктов питания, усовершенствовании медикаментов и медицины в целом. И в мире в связи с этим наблюдается социальный застой, который становится все более настоятельным. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи.

Создание генетически модифицированных продуктов является сейчас самой главной и самой противоречивой задачей.

Что такое гмо?

Генети́чески модифици́рованный органи́зм (ГМО) - организм, генотип которого был целенаправленно искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях.

История создания ГМО

Первые трансгенные продукты были разработаны в США бывшей военной химической компанией Монсанто еще в 80-х годах.

Monsanto Company (Монса́нто) - транснациональная компания, мировой лидер биотехнологии растений. Основная продукция - генетически модифицированные семена кукурузы, сои, хлопка, а также самый распространённый в мире гербицид «Раунда́п». Основанная Джоном Фрэнсисом Куини в 1901 году как чисто химическая компания, «Монсанто» с того времени эволюционировала в концерн, специализирующийся на высоких технологиях в области сельского хозяйства. Ключевым моментом в этой трансформации стал 1996 год, когда «Монсанто» одновременно выпустила на рынок первые генетически изменённые сельскохозяйственные культуры: трансгенную сою с новым признаком «Раунда́п Рэ́ди» и хлопок «Боллгард», устойчивый к насекомым. Огромный успех этих и последовавших за ними аналогичных продуктов на сельскохозяйственном рынке США стимулировал компанию переориентироваться с традиционной химии и фармакохимии на производство новых сортов семян. В марте 2005 году «Монсанто» приобрела крупнейшую семеноводческую компанию Семинис, специализирующуюся на производстве семян овощей и фруктов.

Наибольшее количество этих площадей засеяно в США, Канаде, Бразилии, Аргентине и Китае. При этом 96% всех ГМО-посевов принадлежит США. Всего в мире допущено к производству более 140 линий генетически модифицированных растений.

Цели создания ГМО

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами.

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей.

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Что такое ГМО? Актуальность проблемы Виды ГМО Классификация ГМО История появления Получение ГМО Цели создания ГМО Использование Воздействие на человека В чем может быть опасность? В чем может быть опасность? Мнения 1) С социальной точки зрения С социальной точки зрения 2) С научной точки зрения С научной точки зрения Опыт Методы исследования Выводы Список литературы

В связи с тем, что число жителей Земли выросло за последнее столетие с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., возникла огромная проблема – недостаточное количество продуктов питания, а также многие лекарственные препараты столь дороги, что большая часть населения Земли полагается на традиционные методы лечения, используя всевозможные растения.

1. Генетически модификациированные растения (ГМР); 2. Генетически модификациированные животные (ГМЖ); 3. Генетически модификациированные микроорганызмы (ГММ) На данный момент уже созданы: модификациированные коровы, способные давать человеческое молоко; модификациированный лосось способный расти быстрее и быть крупнее, чем их природные сородичи; Это наиболее крупная группа по своему разнообразию и использованию. Это малочисленная группа, в основном представители этой группы создавались в интересах медицины.

Первые трансгенные органызмы появились ещё в конце 80-х годов. В 1983 г. ученые, изучая почвенную бактерию, которая образует на стволах деревьев и кустарников наросты, обнаружили, что она переносит фрагмент собственной ДНК (вектор) в ядро растительной клетки, где он встраивается в хромосому и распознается как свой. ГМО были разработаны американским химическим концерном Монсанто.

1. Получение изолированного гена. 2. Введение гена в вектор для переноса в органызм. 3. Перенос вектора с геном в модификациируемый органызм. 4. Преобразование клеток органызма. 5. Отбор генетически модификациированных органызмов и устранение тех, которые не были успешно модификациированы.

Одни ученые рассматривают ГМО, как естественное развитие по селекции животных и растений, другие считают генную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. При генной модификации можно улучшить и качество пищи. Противники считают, что современное с/х производство способно обеспечить и на имеющемся уровне селекции население высококачественным продовольствием.

С одной стороны, некоторые эксперты считают, что смоделированные гены способны вызывать генетические мутации в клетках органызма человека. Следовательно ГМО могут осуществлять негативное влияние на органызм человека. Миллионы людей во всем мире каждый день употребляют еду, которая содержит ГМО. При этом вопрос влияния ГМО на здоровье человека до сих пор остается без ответа. Дискуссии на эту тему длятся в мире больше 10-ти лет. Ученые-генетики никак не придут к определенному выводу. С другой стороны, группа ученых доказывает, что с помощью ГМО человечество сможет искусственно выращивать внутренние органы человека. Бесспорно, это будет великим достижением человечества в области трансплантации внутренних органов, однако, это все еще только предположения, у которых нет доказательств.

Медицинский риск Повышенная аллергеноопасность Возможная токсичность и опасность для здоровья Устойчивость к действиям антибиотиков Могут возникнуть новые и опасные вирусы Социальный риск Угроза для выживания мелких фермеров Лишение свободы выбора в приобретении продуктов Экологический риск Появление супер вредителей Нарушение природного баланса Выход трансгенов из-под контроля

Одно из мнений заключается в том, что только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Без генной инженерии человечество может оказаться в тупике. Потенциальный вред ГМО явно недооценивается. В процессе внедрения в органызм гены способны как сами мутировать, так и оказывать негативное воздействие на геном органызма человека. В результате могут образовываться неизвестные токсичные белки, вызывающие токсикозы и аллергию. за против

В ходе проделанной работы было выяснено, что такое ГМО, как и для чего их получают, каковы положительные и отрицательные стороны их применения. На основании изученной информации я все же склоняюсь к мнению, что на современном этапе развития генной инженерии ГМО представляют опасность, ведь неизвестно, как поведет себя ген, встроенный в другую ДНК. Путем социологического опроса также было выяснено, что, хотя только 28% респондентов имеют представление о ГМО, тем не менее, 76% из всех опрошенных полагают, что ГМО небезопасны для использования. 22 html Ермишин А.П. «ГМО. Мифы и реальность» (И. Ермакова «Что мы едим? Воздействие на человека ГМО и способы защиты» (html) Чемерис А.В. и др. «Новая старая ДНК», – Уфа: Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, c. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. «Биология: в 3 т., том 3», пер. с англ.– Изд. 4-е, – М.: БИНОМ Лаборатория знаний, – 451 с.

Животные избегают ГМ продуктов, может и нам пора?
Даже будучи голодными, такие животные как: лоси, олени, свиньи, коровы, гуси, белки и крысы не станут питаться генетически модифицированными продуктами. Многократные случаи очевидцев со всех соединенных штатов Америки подтверждают этот факт, утверждается в недавнем отчете «Американской академии гигиены окружающей среды» (AAEM).

Это дает повод задуматься и людям, а стоит ли питаться ГМ продуктами, если братья наши меньшие им не доверяют? Ведь, химический состав ГМ растений от «настоящих» можно отличить только на уровне ДНК, а большинству тестов это не под силу.

AAEM недавно опубликовала свое официальную позицию, относительно ГМ продуктов, в которой она заявляет, что они опасны для человеческого здоровья. «Генетически модифицированная пища представляет собой серьезный риск для здоровья» – написано в документе академии. Также она настаивает на моратории ГМ продуктов, и призывает начать долгосрочное тестирование ГМО продукции на ее безвредность для человеческого организма.

До сих пор, остается открытым вопрос насколько ГМ продукты не безопасны. На что академия отвечает, что единственный эксперимент который проводился над человеком – это способность ГМ продукта находится в человеческом желудке. Дальнейших исследований не проводилось. Тогда как, тестирования влияния ГМ продуктов на животных, все-таки, имели быть.

И результаты нельзя назвать радужными. У животных, вскормленных на ГМ продуктах появлялся: потенциальный пред раковый рост клеток; повреждался иммунитет; уменьшался объем мозга, печени, мужских половых желез; частичная атрофия; ложная беременность; высокий уровень смертности и другие аномалии.

Индустрия биотехнологии твердо заявляет, что ГМ продукты не влияют негативно на человеческое здоровье, ссылаясь на то, что миллионы людей уже давно питаются этим видом продуктов. Однако, AAEM приводит доводы тому, что это ложное утверждение. После того, как генетически модифицированную сою завезли в Великобританию, случаев аллергии на нее возросла на 50%. Американский «Центр по контролю заболеваний» констатировал, что в 2001 году 50% всех заболеваний в США напрямую зависели от пищи, по сравнению с 1994 годом. Увеличение заболеваний происходило постепенно и примерно в то же время, когда Америка начала питаться ГМ продуктами. Но, академия все-таки подчеркивает, что без дальнейших исследований нельзя быть абсолютно уверенными в том, что генетическая инженерия стала причиной всех этих заболеваний. А выяснение этих причин будет требовать много времени.

Имеется в американской истории здравоохранения официально задокументированный случай, когда ГМ продукты стали причиной массового заболевания.

Эпидемия «EMS» стала широко распространятся в 1980-х годах. Она унесла жизни 100 американцев, и стала причиной инвалидности и болезней других людей, по примерным подсчетам цифра составила от 5,000-10,000 человек. Причина эпидемии скрывалась в генетически модифицированной пищевой добавке – L-триптофане.

Академия также советует особенно внимательно отнестись к питанию детей, так как они очень чувствительны к ГМ продуктам. Причины те же, что и для других неестественных компонентов: растущие тела находятся под большим влиянием поступающих в них строительных материалов; они сильнее реагируют на аллергии; они более чувствительны к проблемам питания и больше рискуют заразится заболеванием, которое восприимчиво к антибиотикам.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) - вредные для нормального человека злаки, овощи и другие продукты питания, неизвестно как обработанные генетиками. По мнению широких слоев населения, вызывают необратимые изменения в поглотившем их человеческом организме, плохо влияют на потенцию, являются причиной раннего облысения и образования злокачественных опухолей. Обычно вкуснее, питательнее и, согласно исследованиям, полезнее немодифицированных. Официальная наука не имеет достоверных данных о вреде 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.
ГМО - это живые организмы, содержащие новую комбинацию продукты не представляют какой-либо опасности для человек
Цели создания ГМО

Разработка ГМО некоторыми учеными рассматриваются, как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считаютгенную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, то есть постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид.

Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путем, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием (проблема же возможного мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а политическими элитами государств.)

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекации.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Применение ГМО

Использование ГМО в научных целях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.

Использование ГМО в медицинских целях

Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий

Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифированного сафлора. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.

Бурно развивается новая отрасль медицины - генотерапия. В её основе лежат принципы создания ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия - один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения.

Использование ГМО в сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.

Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом.

Другие направления использования

GloFish, первое генетически модифицированное домашнее животное

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.

В 2003 году на рынке появилась GloFish - первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.

В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы» (подробней см. en:Blue rose).

Влияние продуктов содержащих ГМО на здоровье

1)Угнетение иммунитета, аллергические реакции и метаболические расстройства, в результате непосредственного действия трансгенных белков.

2)Различные нарушения здоровья в результате появления в ГМО новых, незапланированных белков или токсичных для человека продуктов метаболизма

3)Появление устойчивости патогенной микрофлоры человека к антибиотикам

4)Нарушения здоровья, связанные с накоплением в организме человека гербицидов.

5)Сокращение поступления в организм необходимых веществ.

6)Отдаленные канцерогенный и мутагенный эффекты.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) – сейчас любимая тема журналистов. Распространение на территории России ГМО и продукции, произведенной из генетически модифицированных животных и растений, находится под постоянным прицелом депутатов Госдумы. То и дело какой-нибудь зоркий законотворец начинает бить тревогу по поводу того, что продукты из генетически модифицированных организмов причинят вред народному здоровью.

Все это было бы смешно, когда бы не было так грустно. Потому что те страхи и ужасы, которые рассказывают про генетически модифицированные организмы, являются манипуляцией с общественным сознанием, которую проделывают интересанты, пользуясь тем, что люди в большинстве своем имеют слабое представление о биологии и о генетике.

Как известно, основой клеток, из которых состоит любой живой организм на нашей планете, являются молекулы ДНК, дизоксирибонуклеиновой кислоты. Эти полимерные (то есть, очень длинные) молекулы представляют собой две белковые цепочки, каждая из которых свернута в спираль, расположенных одна относительно другой так, что спирали как бы вставлены одна в другую. Участки такой молекулы ДНК, содержат комбинации белков, определяющие все индивидуальные характеристики организма. Эти участки называются генами. Именно они определяют размеры, физические, физиологические и функциональные особенности организмов. Последовательность генов в ДНК любого организма называется геномом. В настоящее время ученые-биологи расшифровали геномы многих организмов, то есть они знают, какой ген за какие свойства организма отвечает. Такое знание само по себе – великое достижение.

Но генетики пошли дальше и начали применять это знание на практике. Была разработана техника, позволяющая, фигурально выражаясь, производить операции над генами. Генетики научились выделять те или иные гены и пересаживать их с одной молекулы ДНК на другую. При этом, поскольку молекулы ДНК всех организмов состоят из одних и тех же составляющих, нуклеотидов, можно брать ген одного организма и «прививать» его другому организму, целенаправленно изменяя свойства этого организма. Именно, от этой процедуры трансгенной пересадки «закипает разум возмущенный» широкой публики, которой почему-то представляется, что если в наследственный аппарат, скажем, пшеницы, пересадить ген, находившийся в ДНК овцы, то пшеница эта не только повысит урожайность, но еще и заблеет. Не заблеет!

Между тем, генная инженерия, занимающаяся целенаправленным изменением ДНК, ничем не отличается от обычной селекции. Селекцию, то есть целенаправленный искусственный отбор человечество применяло с древнейших времен, изменяя растительный и животный мир (а также геномы растений и животных) в сторону максимального развития полезных свойств. Именно так были выведены новые сорта растений и новые породы животных. При этом почему-то никто не возмущался тем, что человек со всем этим искусственным и целенаправленным отбором вмешивается в замысел Божий.

Генная инженерия позволяет ускорить процесс селекции и достигнуть за несколько лет результатов, на достижение которых раньше тратились десятки лет. Скрещивая гены разных видов (причем видов, очень далеко отстоящих друг от друга), биологи получают новые виды, отличающиеся улучшенными качествами.

Кто же виноват во всем этом? Имя «виновника» известно: американский биохимик Пол Наим Берг (Paul Naim Berg) .

Он родился в 1926 году в Бруклине, одном из районов Нью-Йорка. Пол с детства хотел стать ученым, но перед этим принял участие во Второй мировой войне. Он служил в Военно-морском флоте и на подводных лодках. Демобилизовавшись в 1946 году, он изучал биохимию в Пенсильванском университете. С 1959 года П.Берг работал на факультете биохимии Стэнфордского университета в Калифорнии. В 1970-х годах он разработал методику пересадки генов с ДНК одной бактерии в ДНК другой бактерии, тем самым изменяя ее генотип и фактически создавая новый организм с нужными свойствами.

В 1977 году произошел прорыв в генной инженерии, когда, пользуясь методами Пола Берга, ученые научились переносить части генома бактерий в растения и начали создавать растения с новыми, полезными, свойствами: быстро созревающие, более урожайные, устойчивые к вредителям и болезням.

В 1980 году Пол Берг вместе с Уолтером Гилбертом и Фредериком Сингером получил Нобелевскую премию по химии за фундаментальные исследования нуклеиновых кислот, которые стали основой генной инженерии.

А в 1996 году появились первые генно-модифицированные растения с новыми, невиданными раннее свойствами. Генно-модифицированные соя, рис, хлопок, кукуруза и рапс открыли эпоху новых сортов с повышенной урожайностью. Затем была «сделана» более крупная картошка, которую не ел колорадский жук. Во всех генетически модифицированных продуктах отсутствуют аллергенные или токсические вещества, они отличаются прекрасным вкусом и качеством.

Тех же, кто относится к генно-модифицированной продукцией с опаской и повторяет выдумки о «чужеродных генах», можно успокоить тем, что в процессе пищеварения наш организм не расщепляет еду до уровня генов, а потребляет только белки, жиры и углеводы, качество которых одинаково, как в генно-модифицированных, так и в «естественных» продуктах. Которые, как уже было сказано, тоже созданы не вполне естественно, а в результате целенаправленной селекции.

Более того, молекулы ДНК, содержащие гены, взятые из организмов разных типов (они называются рекомбинантными молекулами ДНК) образуются и в «естественных» условиях. Они встречаются в некоторых видах живых организмов.