Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение - Биология и естествознание курсовая работа

Главная

Биология и естествознание
Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение

Оснвные способы получения генетически модифицированных растений и животных. Трансгенные микроорганизмы в медицине, химической промышленности, сельском хозяйстве. Неблагоприятные эффекты генно-инженерных организмов: токсичность, аллергия, онкология.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Челябинский государственный университет"
Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение
Глава 1. Что такое генетически модифицированные организмы
1.1 Определение, история и предпосылки возникновения
1.2.1 Способы получения ГМ микроорганизмов
1.2.2 Получение трансгенных растений
1.2.3 Получение трансгенных животных
Глава 2. Положительные аспекты в использовании
2.2 Использование генетически модифицированных микроорганизмов
2.2.1 Трансгенные микроорганизмы в медицине
2.2.3 Другие варианты применения ГММ
2.3 Использование трансгенных растений
2.4 Трансгенные животные в сельском хозяйстве
Глава 3. Неблагоприятные эффекты генно-инженерных организмов
4.1 Маркировка и регистрация продукции
4.2 Становление зон, свободных от ГМО
генетический модифицированный трансгенный токсичность
"Генная революция" открыла новую эру в развитии общественно-экономических отношений. Под ее влиянием формируются новые рынки товаров и услуг, меняется их стоимость и способы производства, возникают новые и могут исчезать некоторые традиционные виды деятельности, изменяется структура и направление инвестиционных потоков. Уже сегодня широкое использование методов современной биотехнологии повлекло значительные изменения в сельском хозяйстве, промышленном производстве, энергетике, медицине и ветеринарии. Эти процессы стремительно развиваются и уже имеют значительное влияние на международную торговлю, которая будет только увеличиваться, что приведет в будущем к изменению структуры мирового хозяйства и национальных экономик многих стран. Сегодня очевидно, что современные биотехнологии открывают перед человечеством большие перспективы и несут с собой как преимущества, так и возможные неизвестные риски и угрозы. Их использование во многих сферах вызывает сегодня большой резонанс в обществе, но наибольшее внимание приковано к генетически модифицированным организмам. Насколько использование ГМО перспективное и безопасное - на этот вопрос сегодня пытаются дать ответ ученые, эксперты международных и общественных организаций.
Но общество смущает не столько генетическое модифицирование как специфическая технология, сколько контекст, в котором происходит разработка ГМО, потому что достаточно часто методы генной инженерии воспринимаются как "вмешательство в дело Божие". Предостерегающее отношение к ГМО связано не только с общественными и политическими ценностями, юридическими и религиозными нормами, а также с вопросами здоровья нации, экономической безопасности государства и экологической ситуации на планете.
ГМО все чаще стали входить в продукты питания. В настоящее время содержание ГМО в продуктах является привычным и приемлемым. Стоит безразлично относиться к проблеме ГМ-организмов? Большинство ученых считает, что нужно все же учитывать возможные риски от ГМО, вводить моратории на коммерческое использование, так как эта продукция может нанести необратимый вред биологическому разнообразию экосистем, здоровью людей и животных. Кроме этого растет разрыв между странами Западной и Восточной Европы в уровнях осведомленности о потенциальном риске выпуска ГМО.
Целью данной работы является рассмотрение вопросов, касающихся природы генетически модифицированных организмов, каким образом их получают, в каких отраслях активно применяют и почему в странах создаются зоны свободные от ГМО.
Глава 1. Что такое генетически модифицированные организмы
1.1 Определение, история и предпосылки возникновения
Продовольственная проблема является одной из важнейших проблем человечества. Особенно остро она стоит в развивающихся странах, где происходит стремительный рост населения до 100 млн. человек в год, и очень слабо развито сельское хозяйство. Постоянные поставки гуманитарной помощи со стороны развитых стран и международных организаций являются явно недостаточными для борьбы с голодом. Уже сейчас дефицит пищевых продуктов в мире превышает 60 млн. тонн, а число людей, страдающих от недостаточного питания, приближается к 1 млрд. человек. Таким образом, современная стратегия производства пищевых продуктов должна быть направлена на поиск выхода из продовольственного кризиса в кратчайшие сроки. Возникла необходимость в применении принципиально новых подходов к созданию высокопродуктивных агросистем, обеспечивающих значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности скота. Выход был найден в лице трансгенных организмов.
Под ГМО понимают живые организмы, имеющие преднамеренно измененные последовательности нуклеиновых кислот. Указанные изменения могут сводиться к введению или удалению генетических фрагментов. При этом может вводиться как чужеродная нуклеиновая кислота (например, бактерии, содержащие ген инсулина человека), так и нуклеиновая кислота данного вида (например, для повышения содержания крахмала в картофеле гены, связанные с синтезом крахмала, могут быть "продублированы" несколько раз). ГМО объединяют три группы организмов - генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ), животные (ГМЖ) и растения (ГМР). Современные биотехнологии (создание ГМО) в зависимости от назначения подразделяются на четыре типа:
· красные биотехнологии - использование ГМО в качестве фабрики для производства лекарственных препаратов;
· зеленые биотехнологии - использование ГМ-растений в сельском хозяйстве и лесоводстве;
· белые биотехнологии - использование ГМО в различных отраслях промышленности;
· существует также термин "голубые биотехнологии", он, как правило, применяется к модификациям в водных экосистемах. [3]
Первый ГМ-продукт был получен в 1972 году, когда ученый Стэндфордского университета Пол Берг объединил в единое целое два гена, выделенных из разных организмов, и получил гибрид, который не встречается в природе. Так был изобретен модифицированный табак. Всего через несколько лет в США начала развиваться индустрия создания генетически модифицированных организмов (ГМО). Очень скоро ученные поняли, благодаря генной модификации растения и овощи становятся морозоустойчивее, дольше хранятся и их не едят насекомые. [2]
Первый ГМ микроорганизм - кишечная палочка с человеческим геном, кодирующим синтез инсулина, появился на свет в 1973 году. В связи с непредсказуемостью результатов ученые Стенли Коэн и Герберт Бойер, сделавшие это изобретение, обратились к мировому научному сообществу с призывом приостановить исследования, написав письмо в журнал Science; в числе прочих под ним подписался и сам Пол Берг. В феврале 1975 года на конференции в Асиломаре (Калифорния), ведущие специалисты в области генной инженерии решили прервать мораторий и продолжить исследования с соблюдением специально разработанных правил. На отработку методики промышленного производства микробно-человеческого инсулина и его проверку с особым пристрастием понадобилось семь лет: только в 1980 году американская компания Genentech начала продажу нового препарата. [1]
В 1994 году американская компания Monsanto (печально известная как изобретатель вещества Agent Orange, применявшегося для "выжигания" растений во время войны США во Вьетнаме, в результате чего более миллиона вьетнамцев стали инвалидами, тысячи солдат армии США умерли от рака) представила свою первую разработку генной инженерии - помидор под названием FlavrSavr. Он мог в полузрелом состоянии месяцами храниться в прохладном помещении, однако стоило плодам оказаться в тепле - они тут же краснели. Такие свойства модифицированные помидоры получили благодаря соединению с генами камбалы. Затем ученые скрестили сою с генами некоторых бактерий, и эта культура стала устойчивой к гербицидам, которыми обрабатывают поля от вредителей. [2]
Впоследствии в мире было выведено около тысячи генномодифицированных культур, однако из них только 100 разрешены к промышленному производству. Наиболее распространенные - помидоры, соя, кукуруза, рис, пшеница, арахис, картофель.
По итогам 2008 года, площадь посевов ГМ-культур превысила 114,2 млн гектар. Генномодифицированные культуры выращивают около 10 млн фермеров в 21 стране мира. Лидером в производстве ГМ-культур являются США, следом идут Аргентина, Бразилия, Китай и Индия. В Европе к генномодифицированным культурам относятся настороженно, а в России высаживать ГМ-растения вовсе запрещено, но в некоторых регионах этот запрет обходится - посевы генномодифицированной пшеницы есть на Кубани, в Ставрополе и на Алтае. [3]
1.2.1 Способы получения ГМ микроорганизмов
Способность организмов синтезировать те или иные биомолекулы, в первую очередь белки, закодирована в их геноме. Поэтому достаточно "добавить" нужный ген, взятый из другого организма, в бактерию, которая способна расти в простых условиях и чрезвычайно быстро размножаться. Но попытки провести перенос в бактерии непосредственно геномной ДНК привели к противоречивым результатам. Только в 70-е годы были получены воспроизводимые результаты с применением так называемой векторной трансформации. В основе этого подхода лежит использование векторных молекул - ДНК, способных переносить содержащиеся в них гены в клетку, где эти молекулы реплицируются автономно или после интеграции с геномом. Решающую роль в этих экспериментах сыграли также методы получения индивидуальных генов, наработка их в необходимом количестве путем клонирования, то есть практически неограниченного размножения в бактериальных клетках. [3]
В основе всех достижений генетической инженерии лежит одна из особенностей строения генома бактерий - наличие у них небольших, отличных от хромосомы, кольцевых молекул ДНК, называемых плазмидами. Плазмиды широко распространены в природе и встречаются у подавляющего числа прокариотических организмов, а также у низших эукариот - дрожжей. Важным свойством плазмид является их способность реплицироваться (размножаться) вместе с ДНК клетки хозяина. Клетки хозяина не нуждаются в плазмидах для выживания в обычных условиях, но часто плазмиды придают им ряд особых свойств. Плазмиды придают бактериям способность к половому размножению (F-фактор), устойчивость к антибиотикам и дезинфицирующим средствам (R-фактор), возможности усвоения некоторых сложных органических веществ, например, углеводородов. Основная масса исследований, которые привели к развитию генной инженерии, проводилась на классическом объекте микробиологов - кишечной палочке Escherichia coli. С помощью специальных ферментов - эндонуклеаз рестрикции, или рестриктаз, плазмида, несущая какой-нибудь маркерный ген, например, ген устойчивости к определенному антибиотику, разрезается в строго определенном месте с образованием с каждой стороны нескольких (от одного до пяти) неспаренных оснований - "липких концов". С помощью таких же рестриктаз получается фрагмент генома организма-донора, несущий нужный ген, например, ген человеческого инсулина. В последнее время донорную ДНК чаще получают путем "пришивания" "липких концов" к молекуле ДНК, полученной путем обратной транскрипции с матричной РНК нужного гена (кДНК). Главную роль здесь играет фермент обратная транскриптаза, или ревертаза, впервые открытая у ретровирусов (таких как ВИЧ и некоторые возбудители злокачественных новообразований - онковирусов). Далее за счет комплиментарного взаимодействия неспаренных оснований "липких концов" происходит включение нужного гена в плазмиду, при этом образуется новая рекомбинантная (гибридная) ДНК. Завершает процесс фермент ДНК-лигаза, которая ковалентно зашивает разрывы в цепях ДНК. Следующий этап - перенос рекомбинантной плазмиды в бактерию. Такой процесс - включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку носит название трансформации, а молекула ДНК - вектор. [Приложение 1, рис.1] Это явление встречается в природе, что говорит о том, что трансформация - это естественный биологический процесс. В естественных условиях трансформация встречается у таких бактерий, как возбудитель пневмонии.
Значительно сложнее подвергнуть генетической модификации эукариотические микроорганизмы, а именно грибы. Как и у бактерий, у них имеются плазмиды, но использование их в качестве векторов часто оказывается не очень эффективно. Поэтому для того, чтобы возник стабильный трансформант, необходимы два последовательных события: проникновение рекомбинантной ДНК в клетку и ее интеграция в хромосомную ДНК. Такой метод называется интегративной трансформацией. В дальнейшем генно-инженерное конструирование у дрожжей пошло по пути создания кольцевых плазмид с центромерами, особыми участками ДНК, обеспечивающими связь с белками веретена деления и, следовательно, равномерное распределение таких плазмид между двумя клетками во время митоза. Развитие этого подхода привело к созданию целых искусственных мини-хромосом, содержащих, помимо центромерного участка, теломеры на концах, загнутые в виде шпильки, и репликаторы - участки начала репликации ДНК. Подобные минихромосомы могут включать сразу несколько полезных генов, что обеспечивает производство нужной биотехнологической продукции.
1.2.2 Получение трансгенных растений
Вся работа с трансгенными растениями направлена на коренное изменение методов традиционной селекции - желаемые признаки получаются благодаря введению нужных генов непосредственно в растение вместо длительной работы по скрещиванию различных линий. Сложность такого подхода заключена в том, что в отличие от бактерий и дрожжей, растения являются многоклеточными организмами. Для получения продукта нужный ген должен находиться в каждой клетке организма, что достаточно сложно осуществить. Но у растений возможна полная регенерация in vitro из недифференцированных соматических тканей с получением нормальных, способных давать семена, растений. Это свойство, называемое тотипотентностью, дает уникальную возможность получить из единичных клеток, генотип которых можно изменить аналогично микроорганизмам, целое растение с новыми признаками. Задача осталась за поиском подходящего вектора для переноса нужного гена в выделенные камбиальные клетки. [3]
Исследователям помогла сама природа. Еще древним грекам было известно явление, называемое корончатыми галлами. В пораженных растениях клетки корончатых галлов приобретают способность неограниченно размножаться, оставаясь недифференцированными. Такие клетки по своим свойствам очень похожи на раковые клетки животных. Но только в XX веке ученым удалось установить и изучить причину возникновения такого явления. Виновницей оказалась одна из почвенных бактерий -Agrobacterium tumefaciens. Такая бактерия, как и многие другие, содержит плазмиды. Одна из них, названная Ti-плазмида (от английского сокращения "опухоль индуцирующая"), и оказалась опухолеродным агентом для клеток зараженного растения.
Ti-плазмида состоит из нескольких функционально различных участков ДНК. Наиболее важную роль играет участок Т-ДНК, который переносится в клетку зараженного растения и встраивается в ее хромосому. Там находятся гены синтеза фитогормонов и опинов. Фитогормоны ауксин и цитикинин подавляют дифференцировку опухолевых растительных клеток и переводят их в состояние деления, а опины используются бактерией как источник углерода, азота и энергии. Другими участками ДНК в Ti-плазмиде являются tra-область, где локализованы гены, контролирующие конъюгацию бактерий, и ori-область, продукты которой обеспечивают размножение плазмиды в бактериальной клетке. Еще один важный локус ДНК называется vir-область. Там содержатся гены, ответственные за перенос Т-ДНК в растительную клетку и встраивание ее в хромосому. [Приложение 2, рис.1]
Чаще всего для создания трансгенных растений используют следующий подход. Сегмент Т-ДНК вырезают из Ti-плазмиды с помощью рестриктаз и встраивают в стандартную плазмиду-вектор бактерии Escherichia coli. Рекомбинантная плазмида размножается, и в участок Т-ДНК вставляют нужный ген так же, как и в обычную плазмиду, с использованием рестриктаз. Такой молекулярный гибрид вводят в Agrobacterium tumefaciens, содержащий неизмененную Ti-плазмиду. Благодаря процессу рекомбинации происходит обмен гомологичными участками ДНК рекомбинантной и Ti-плазмид. В результате получится рекомбинантная Ti-плазмида, несущая нужный ген. Делают небольшое повреждение в растительной ткани, выделяется сок с кислой реакцией и высокой концентрацией лигнина. Это специфически стимулирует экспрессию генов vir-области. Лигнин взаимодействует с продуктом гена virA, передается сигнал внутрь клетки, активируется продукт гена virG, что в свою очередь активирует остальные гены вирулентности. Белок VirD2 в комплексе с белками VirC1 и VirD1 вносит одноцепочечные разрывы в нуклеотидные последовательности правой и левой границ Т-ДНК. Синтезируется новая цепь Т-ДНК, а старая, с присоединенным к 5'-концу VirD2, вытесняется. Процесс повторяется, и в клетке накапливается одноцепочечная Т-ДНК, готовая к переносу. Затем комплекс Т-ДНК с белками VirD2 и VirE2 направленно переносится в клетку растения с помощью процесса, сходного с бактериальной конъюгацией. Перенос происходит через пили, а затем через канал в клеточной мембране растения, сформированный белком VirE2. VirD2 и VirE2 способствуют проникновению Т-ДНК в геном растения. [Приложение 2, рис.2] Сайты инсерции случайны. Процесс длится около 30 минут. Единичные растительные клетки заражаются, выращивается целое растение, все клетки которого будут экспрессировать нужный ген. [Приложение 3, рис.1] [5]
Иногда оказывается проще использовать сразу две рекомбинантные плазмиды. Одна из них содержит только vir-область и является плазмидой-помощницей. Вторая плазмида должна содержать Т-ДНК со встроенным нужным геном. Плазмида-помощница способна переносить в растительную хромосому не только свою Т-ДНК, которой у нее и нет, но и соседнюю. Для облегчения отбора полученных ГМ-растений, рекомбинантная Ti-плазмида несет специальный маркерный ген. В отличие от микроорганизмов, где в качестве маркера используется устойчивость к антибиотикам, в растениях используют особые белки, обладающие способностью светиться в ультрафиолетовом свете. Наиболее часто используют гены люциферазы светлячков и ген GFP медузы (по-английски, "зеленый светящийся белок").
Помимо технологии, основанной на использовании Ti-плазмиды, в последнее время применяются и другие способы переноса рекомбинантной ДНК в растения. Современный арсенал методов трансформации очень обширен и включает такие подходы, как электропорация клеток (пропускание электрического разряда через смесь опытных клеток и рекомбинантных плазмид, при этом в мембранах клеток возникают бреши, и ДНК проникает в клетку и встраивается в геном), встряхивание смеси клеток, ДНК и микроигл (которые прокалывают мембраны аналогично электрическом току),опосредованная вирусами инфекция, микроинъекции ДНК в клетки. Промышленное применение нашла следующая технология: с помощью специального прибора "Shotgan" осуществляется обстрел растительных тканей мельчайшими пульками из золота или вольфрама, одетыми в молекулы ДНК.[4]
В отдельных случаях оказывается необходимо не ввести какой-нибудь новый ген в растение, а наоборот, заблокировать или ослабить действие природного гена. Например, в плоды томата, содержащего белок PG, придающего плодам рыхлость, вводят вектор, содержащий перевернутую копию его гена. В результате транскрипции получается антисмысловая мРНК, которая комплиментарно связывается с нормальной мРНК. Образуется молекула двухцепочечной РНК, которая уже не может служить матрицей для синтеза белка. В результате получаются твердые томаты, они дольше хранятся и более устойчивы к грибковым заболеваниям. Не менее перспективным является направление по генной инженерии генома пластид и митохондрий. В трансгенном материале значительно увеличивается содержание продукта за счет более активных метаболических процессов. Еще множество различных подходов, включая регуляцию активности генов, находятся на стадии разработки. [3]
1.2.3 Получение трансгенных животных
Трансгенные животные - экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК, которая передаётся по наследству. Получение трансгенных животных осуществляется с помощью переноса клонированных генов в ядра зигот или эмбриональных стволовых клеток. Затем в репродуктивные органы реципиентной самки пересаживают модифицированные зиготы или яйцеклетки, у которых собственное ядро заменено на модифицированное ядро эмбриональных стволовых клеток, либо бластоцисты, содержащие чужеродную ДНК эмбриональных стволовых клеток. Имеются отдельные сообщения об использовании спермиев для создания трансгенных животных, однако этот приём пока не получил широкого распространения. [4]
В настоящее время для создания трансгенных животных, кроме микроинъекций, используются другие экспериментальные приемы: инфицирование клеток рекомбинантными вирусами, электропорация, "обстрел" клеток металлическими частицами с нанесёнными на их поверхности рекомбинантными ДНК. Все имеющиеся методы переноса генов пока ещё не очень эффективны. Для получения одного трансгенного животного в среднем необходимы микроинъекции ДНК в 40 зигот мышей, 90 зигот козы, 100 зигот свиньи, 110 зигот овцы и в 1600 зигот коровы. Механизмы интеграции экзогенной ДНК или формирования автономных репликонов при трансгенезе не известны. Встраивание трансгенов у каждого вновь получаемого трансгенного животного происходит в случайные участки хромосом, причём может происходить встраивание как единичной копии трансгена, так и множества копий, располагающихся тандемно в единичном локусе одной из хромосом. Гомология между сайтом интеграции трансгена и самим трансгеном отсутствует. [4]
Глава 2. Положительные аспекты в использовании
Самым весомым аргументом сторонников распространения ГМО является рост численности населения Земли и увеличение потребности в продовольствии. Согласно прогнозу Отдела ООН по вопросам народонаселения "Перспективы мирового народонаселения", к 2050 году население Земли приблизится к 10 млрд человек. Вследствие этого к 2050 году, согласно прогнозу Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, для того, чтобы прокормить население планеты, необходимо увеличить производство продовольствия в мире на 70%. 12 октября 2009 года в Риме на заседании ООН было указано, что увеличение производства продовольствия потребует резкого роста инвестиций в развитие сельского хозяйства, которые должны быть направлены на исследование, разработку и внедрение новых технологий, а также методов ведения фермерского хозяйства и получения новых сортов сельскохозяйственных культур. Спрос на зерно составит около 3 млрд тонн в 2050 году. Годовое производство зерна должно вырасти почти на миллиард тонн (для сравнения: сегодня производится 2.1 млрд т зерна), а производство мяса вырастет на 200 млн т и достигнет 470 млн т в 2050 году. В зависимости от цен на энергоносители производство биотоплива также может способствовать увеличению спроса на сельскохозяйственную продукцию. Эксперты считают, что в мире есть достаточное количество земельных ресурсов, чтобы прокормить будущее население мира.[1]
Сторонники широкого использования ГМО заявляют, что все возможности увеличить продовольственный потенциал в мире фактически исчерпаны, поэтому возникает необходимость искать принципиально новые подходы и широко использовать современные биотехнологии для пополнения запасов продовольствия.
Кроме этого некоторые ученые приводят другие аргументы в пользу ГМО:
* современная биотехнология позволяет использовать нужные гены живых организмов, а также конструировать новые гены, клонировать их и вводить различными методами в организм растения-реципиента. Таким образом, можно создавать новые трансгенные растения с заданными полезными свойствами во много раз быстрее, чем это происходит при традиционной селекции;
* путем генетических манипуляций можно обеспечить устойчивость сельскохозяйственных растений к болезням, вредителям, пестицидам, сложных климатических условий, они лучше хранятся, можно улучшить их агротехнические свойства, увеличить урожайность, а также замедлить старение и повысить пищевую ценность культур;
* современная биотехнология позволяет при создании новых растений действовать более целенаправленно, чем при традиционной гибридизации. Если первое поколение генетически модифицированных растений включало лишь дополнительные гены устойчивости, то уже следующее поколение приобретает новые свойства, которые ранее определенным растениям не были свойственны. [3]
Американские ученые Б. Глик и Дж. Пастернак выделяют три основные аргументы в пользу распространения ГМ-растений:
* введение гена (генов) способствует повышению сельскохозяйственной ценности и декоративных качеств культурных растений;
* ГМ-растения могут служить живыми биореактором при малозатратном производстве важных белков;
* генетическая трансформация растений позволяет изучать действие генов в ходе развития растения и других биологических процессов.
На современном этапе развития генной инженерии ставится задача "научить" растение производить совершенно новые вещества, необходимые как для медицины, так и для других сфер, - особые кислоты, белки с высоким содержанием аминокислот, модифицированные полисахариды, вакцины, антитела, интерфероны, новые полимеры, что не засоряют окружающую среду и прочее. По мнению ученых биотехнологии открыли перспективы дальнейшего прогресса сельского хозяйства и обеспечения населения Земли необходимым количеством продовольствия.
Среди преимуществ ГМ культур для сельскохозяйственных производителей выделяют:
· значительное уменьшение использования пестицидов для обработки растений, что уменьшает их вредное воздействие на окружающую среду и здоровье фермеров. С 1996 года в мире использование пестицидов на площадях, где выращиваются ГМ культуры, уменьшилось на 0,286 млн т, по подсчетам ученых снизило их отрицательное воздействие на окружающую среду на 15%;
· уменьшение количества необходимой для обработки земли техники.[1]
В отчете ВОЗ сделала вывод, что генетически модифицированные продукты могут способствовать улучшению здоровья людей и развития человечества, а выгоды ГМО очевидны - рост урожайности, улучшения качества и разнообразия пищевых продуктов, что способствует повышению жизненного уровня. Но при этом подчеркивается необходимость долгосрочных исследований, так как некоторые гены, которые использовались при создании ГМО, ранее отсутствовали в сельскохозяйственных растениях, и следует оценивать их потенциальное влияние на здоровье человека, что позволяет своевременно выявить любые возможные негативные проявления в будущем. Эти замечания очень справедливы. Ген - это не автономная единица. Свойства и информационную составляющую гена определяет его окружения в геноме и среда, в которой он находится. Нельзя понятие "организм" свести к понятию "набор генов", поскольку гены не являются устойчивыми единицами информации, которые могут быть перенесены для генной экспрессии без привязки к контексту. Доказано, что молекула ДНК может быть стабильной в пробирке в лабораторных условиях, но оказаться очень нестабильной в живых организмах, взаимодействуя со своим окружением нелинейно. В этом причина полной непредсказуемости последствий переноса гена от одного вида к другому и именно в этом наибольшая опасность. [3]
2.2 Использование генетически модифицированных микроорганизмов
2.2.1 Трансгенные микроорганизмы в медицине
В настоящее время в мире, по данным ВОЗ, насчитывается около 150 млн людей, страдающих диабетом. Приблизительно 20 млн пациентов нуждаются в инсулиновой терапии. Животный инсулин, получаемый от свиней и телят, весьма дорогостоящий, кроме того, он немного отличается по молекулярному составу от человеческого. Поэтому разработка технологии производства искусственного инсулина является поистине триумфом генетики. Ученым удалось методом проб и ошибок осуществить в клетках E.coli биосинтез молекул проинсулина, которая соответствующим образом преобразуется (формируются дисульфидные связи между цепями), превращаясь в молекулу инсулина. Далее была выделена иРНК проинсулина. Используя ее в качестве матрицы, с помощью обратной транскиптазы синтезировали комплементарную ей молекулу ДНК, которая представляла собой практически точную копию натурального гена инсулина. После пришивания к гену регуляторных элементов и переноса конструкции в генетический материал E.coli стало возможным производить инсулин на микробиологической фабрике в неограниченных количествах. Кроме того таким же способом стали получать гормон роста человека - соматотропин.
Ученые Корнельского университета (Итака, штат Нью-Йорк), работающие под руководством Джона Марча, вывели на новый уровень использование пробиотиков - полезных микроорганизмов, на протяжении столетий употребляемых людьми в составе молочных продуктов. Они "запрограммировали" непатогенный штамм кишечной палочки на синтез белка GLP-1 - глюкагоноподобного пептида. В организме здорового человека этот белок синтезируется клетками кишечника и, среди прочих эффектов, запускает продукцию инсулина в поджелудочной железе. Авторы продемонстрировали, что в лабораторных условиях в присутствии глюкозы секретирующие GLP-1 бактерии запускают синтез инсулина в культуре клеток кишечника человека. Механизмы, лежащие в основе этого феномена, пока не ясны. Введение новых бактерий в диету мышей с искусственно вызванным диабетом за 80 дней снизило уровень глюкозы в крови животных до нормального, в то время как у животных контрольной группы, не употреблявших бактерий, этот показатель оставался повышенным. Бактерии синтезируют определенное количество белка, соответствующее ситуации в организме хозяина, что минимизирует необходимость самостоятельного мониторинга состояния организма. Более того, пробиотики стоят совсем дешево, кроме того, при желании их можно размножать в составе закваски для йогурта. [12]
Ученый Нейл Форбс сообщил о принципиально новом способе борьбы с раковыми заболеваниями при помощи бактерий. Дело в том, что для большинства человеческих опухолей характерно наличие центральной зоны со сниженным соде
Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение курсовая работа. Биология и естествознание.
Пищеварительная Система Реферат По Анатомии
Курсовая Работа Прогнозирование Студентов Методом Экстраполяции
Білім Өмірдің Қызығы Эссе
Курсовая работа по теме Робота з таблицями у Word
Курсовая работа: Прекращение производства по делу
Эссе На Тему Мой Любимый Композитор
Дипломная работа по теме Организация эстетического воспитания младших школьников через музыкальное сопровождение на уроках физической культуры
Доклад: Свистящие стрелы. Глава из книги "История Народа Хунну"
Реферат по теме Философия Нового времени и эпохи Просвещения
Реферат по теме Законодательное обеспечение местного самоуправления
Контрольная Работа На Тему Административная Деятельность Органов Внутренних Дел
Целью Реферата Является
Кризис Среднего Возраста Реферат
Отчет По Практике Объем
Дипломная работа по теме Установление цен на товары на основе анализа безубыточности производства (на материалах ОАО 'Промприбор')
Заказать Курсовую Работу В Череповце
Территориальный Маркетинг Реферат
Гост Ссылка На Законы В Тексте Диссертации
Курсовая работа: Рабочая тетрадь по "Мировой художественной культуре" как средство развития мыслительной активности школьников
Сочинение На Тему Сравнительная Характеристика Троекуров Дубровский
Понятие аварий и катастроф - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда презентация
Брахиозавр - "плечистый" ящер - Биология и естествознание презентация
Совершенствование технологического процесса за счёт оптимизации освещенности рабочего места - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат