Презентація: "Генетично модифіковані організми"

ГЕНЕТИЧНО МОДИФІКОВАНІ ОРГАНІЗМИ Викладач біології та екології Нестерчук Т. ДНЗ “ Вище професійне училище №7 м. Миколаїв”

Генетично модифікованими (ГМ) або трансгенними називаються рослини, в яких функціонує ген, перенесений з інших видів рослин або тварин. Зазвичай це робиться для того, щоб рослина отримала нові властивості, наприклад підвищену стійкість до вірусів, до гербіцидів, до шкідників і хвороб рослин. Харчові продукти, отримані з ГМ культур, можуть мати поліпшені смакові якості, краще виглядати і довше зберігатися. Також часто такі рослини дають багатіший і стабільніший урожай, ніж їх природні аналоги.

Основні етапи створення ГМО:1. Отримання ізольованого гена.2. Введення гена у ДНК-вектор.3. Перенесення вектора з геном в організм, що модифікують (процес трансформації).4. Експресія генів у трансформованій клітині.5. Відбір (селекція) трансформованого біологічного матеріалу (клону) від нетрансформованого.

Масове використання ГМО культур в сільському господарстві почалося в 1994 році, коли був створена перша харчова трансгенна ГМО-культура - томат Flavr Savr. За даними, доступним для громадськості, за станом на 2005 рік у світі існували такі сільськогосподарські ГМО-культури: 11 ліній сої, 24 лінії картоплі, 32 лінії кукурудзи, 3 лінії цукрового буряка, 5 ліній рису, 8 ліній томатів, 32 лінії ріпаку, 3 лінії пшениці, 2 лінії дині, 1 лінія цикорію, 2 лінії папайї, 2 лінії кабачків, 1 лінія льону, 9 ліній бавовни, З них масово вирощувалися: соя, кукурудза, рапс і бавовна.

Існує декілька методів для впровадження сторонньої ДНК в геном рослини. Метод 1: Інфікування клітин бактерією Agrobacterium tumefaciens. Ця бактерія має здатність вбудовувати свою ДНК в геном рослин після чого уражені клітини рослини починають швидко ділитися і утворюється пухлина. Учені використовують різновид цієї бактерії, що не викликає пухлин, але не позбавлену можливості вносити свою ДНК в клітину. Потрібний ген спочатку вбудовують в ДНК бактерії потім заражають цією бактерією рослину. Інфіковані клітини рослини отримують потрібні властивості, а виростити цілу рослину з однієї його клітини зараз не проблема.

Метод 2: Клітини, заздалегідь оброблені спеціальними реагентами, що руйнують товсту клітинну оболонку, поміщають в розчин, що містить : ДНК і речовини, сприяючі її проникненню в клітину. Метод 3: Бомбардування мікрочастинками (метод балістичної трансформації). Для цього використовують частинки золота чи вольфрама розміром 0,3 — 0,6 мкм. На їх поверхні закріплюється векторна ДНК. Готові частинки заряджають у «генну пушку» та здійснюють обстріл клітин під високим тиском, або під електричним розрядом. Даний метод широко використовують для трансформації однодольних чи хвойних рослин.

Метод 4. Мікроін'єкція. За допомогою мікроголки та маніпулятора в клітину, або безпосередньо в ядро, вводиться векторна ДНК. В основному метод використовують для модифікації дрозофіл та рослин. Метод 5. Електропорація. Рослинні протопласти чи тваринні клітини оброблюють імпульсами електричного поля високої напруги, що збільшує проникненість мембрани на деякий час. За цей період чужорідна ДНК проникає крізь утворені пори.

Метод 6. Транспорт ДНК в складі ліпосоми. В даному випадку використовується властивість ліпосом зливатись з клітинною мембраною, або поглинатись клітиною, як у випадку ендоцитозу. В самій клітині відбувається руйнування ліпосоми та вивільнення привнесеної ДНК. Метод використовується як для трансформації тваринних клітин, так і рослинних (протопластів).

Схема створення ГМО рослин

Створення трансгенних рослин нині розвиваються по наступних напрямах: 1. Отримання сортів с/г культур з вищою врожайністю 2. Отримання с/г культур, що дають декілька урожаїв в рік (існують ремонтантні сорти полуниці декілька урожаїв)3. Створення сортів с/г культур, токсичних для деяких видів шкідників (у Росії ведуться розробки, спрямовані на отримання сортів картоплі, листя якої є гостро токсичним для колорадського жука і його личинок)4. Створення сортів с/г культур, стійких до несприятливих кліматичних умов (були отримані стійкі до посухи трансгенні рослини)5. Створення сортів рослин, здатних синтезувати білки тваринного походження (в Китаї отриманий сорт тютюну синтезуючий лактоферин людини)

Основні завдання ГМО-технології :1. Отримання гібридів (сумісність, чоловіча стерильність).2. Ріст і розвиток рослин (зміна габітусу рослин - наприклад, висоти, форми листя і кореневої системи тощо; зміна в цвітінні - наприклад, будову і забарвленням квіток, часу зацвітання).3. Живлення рослин (фіксація атмосферного азоту небобовими рослинами; поліпшення поглинання елементів мінерального живлення; підвищення ефективності фотосинтезу).4. Якість продукції (зміна складу і / або кількості цукрів і крохмалю; зміна складу і / або кількості жирів; зміна смаку і запаху харчових продуктів; отримання нових видів лікарської сировини; зміна властивостей волокна для текстильної сировини; зміна якості і термінів дозрівання або зберігання плодів) .5. Стійкість до абіотичних факторів стресу (стійкість до посухи та засолення, жаростійкість; стійкість до затоплення; адаптація до холоду; стійкість до гербіцидів; стійкість до кислотності грунтів і алюмінію; стійкість до важких металів).6. Стійкість до біотичних факторів стресу (стійкість до шкідників; стійкість до бактеріальних, вірусних і грибних хвороб).

Хоча, офіційно вплив генетично модифікованих організмів на здоров’я людини трактується невизначеним. При цьому, весь час існування ГМО проводяться різні дослідження – науковці всього світу намагаються з`ясувати, як вони впливають на організм людини. Одні експерти наполягають: ні про який негатив мова не йде – нічого подібного доведено ще не було. Інші – пророкуватимуть людству появу невідомих донині хвороб і епідемій саме у зв`язку із застосуванням ГМО. Вчені не виключають, що ГМО можуть стати причиною алергій і серйозних порушень обміну речовин, а також збільшувати ризик виникнення злоякісних пухлин, пригнічувати імунну систему і привести до несприйнятливості організму до окремих медичних препаратів. З кожним днем ​​з'являються нові наукові дані, що підтверджують факти негативного впливу ГМО на піддослідних тварин, у яких всі процеси в організмі протікають набагато швидше, ніж у людини.

Шкідливість ГМО підтверджують й дослідження Американського інституту біологічних наук, згідно з якими: ГМ продукти можуть викликати появу бактерій стійкіших до антибіотиків, що в свою чергу може породжувати спалахи нових епідемій, боротьба з якими звичними методами не приноситиме ніякої користі. В генетично модифікованій сої зміст алергену значно вищий ніж у звичайній. Досліджуючи вплив ГМО на організми тварин, вчені отримали шокуючи результати: деякі пацюки загинули протягом декількох тижнів після вживання ГМ помідорів. Здатність щурів переварювати їжу була знижена після споживання ГМ кукурудзи. Після вживання ГМ картоплі в організмах піддослідних мишей були виявлені небезпечні токсини

Дякую за увагу!