11645 (Генетически модифицированные организмы в колбасных изделиях)

КУРСОВАЯ РАБОТА

Генетически модифицированные организмы в колбасных изделиях

Содержание

I. Обзор литературы

Краткая история возникновения генетически модифицированных организмов

Положительные и отрицательные стороны ГМО

Законодательство в сфере ГМО

II. Материалы, методы исследования и способы получения трансгенных животных и растений

Получение трансгенных животных

Способы получения ГМ микроорганизмов

Получение трансгенных растений

Обнаружение ГМ- продуктов с помощью СIM- монолитных колонок для выделения ДНК

Способы выявления ГМ- ингридиентов в колбасе

Список использованной литературы

I. Обзор литературы

Что такое ГМО (трансгены)?

Генетически модифицированные организмы (трансгены, ГМО) – это организмы (бактерии, растения, животные), в которые были искусственно, невозможным в природе способом, внедрены гены других организмов.

ГМО объединяют три группы организмов – генетически модифицированные микроорганизмы (ГММ), животные (ГМЖ) и растения (ГМР).

Технологию, позволяющую создать ГМО – генную инженерию — часто называют современной биотехнологией. Эта технология имеет большие перспективы в самых разных сферах человеческой жизни. Однако при этом, как и любая другая, она должна применяться с осторожностью и целью ее внедрения не должно являться лишь получение прибыли.

Генная инженерия уже многие годы с успехом применяется в медицине. Например, при помощи трансгенной бактерии производится человеческий инсулин, который уже спас сотни тысяч человеческих жизней. В таких случаях ГМО находятся в закрытом пространстве лаборатории и никак не взаимодействуют с окружающей средой, а конечным продуктом является не сам ГМО (например, бактерия с измененным генетическим кодом), а его производное – то есть, как в данном случае, инсулин. Относительно подобного использования ГМО у большинства общества опасений нет.

Но все же наиболее массово эта технология применяется в сельском хозяйстве. И в этом случае с ГМО (а не с его производными) сталкиваются в обычной жизни каждый человек и фактически ежедневно. Кроме того, эти новые организмы попадают в окружающую среду. Например, создан картофель, имеющий ген земляной бактерии Bt, который придает ему устойчивость к колорадскому жуку. Сельскохозяйственные ГМ-культуры выращиваются в отрытом грунте и взаимодействуют с окружающей средой, являются продуктом, который идет в пищу человеку, животному или применятся в качестве сырья для производства продуктов питания.

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.

Генная инженерия, как и любое научное направление, может принести людям пользу. Экологи считают, что ученые, работающие в данной сфере, должны обладать высокой профессиональной этикой, а общество должно знать, что, как и зачем делается в лабораториях этих ученых. Инициаторами и единственной заинтересованной стороной практического применения генной инженерии не должны быть коммерческие корпорации. Это приводит к использованию генной инженерии лишь в целях получения прибыли, к монополизации рынка продовольствия и не гарантирует безопасное и полезное для общества применение данной технологии.

Краткая история возникновения генетически модифицированных организмов

Истоки развития генной инженерии растений лежат в 1977 году, когда и произошло открытие, позволившее использовать почвенный микроорганизм Agrobacterium tumefaciens в качестве орудия введения чужих генов в другие растения.

В 1987 году были произведены первые полевые испытания генетически модифицированных сельскохозяйственных растений. Как итог — помидор, устойчивый к вирусным инфекциям. В 1992 г. в Китае начали выращивать табак, который «не боялся» вредных насекомых. Но начало массовому производству модифицированных продуктов положили в 1994 г., когда в США появились помидоры сорта FlavrSavr , которые не портились при перевозке. Это помидоры с отложенным созреванием, которые хранятся до полугода при температуре 14-16 градусов. Дозревание происходит при помещении его в комнатную температуру.

1994 г. считается официальным годом рождения ГМ-продуктов. В 1995 году американская компания-гигант Monsanto запустила на рынок ГМ-сою RoundupReady. В ДНК растения был внедрен чужеродный ген для повышения способности культуры противостоять сорнякам. В результате сейчас существует картофель, который содержит гены земляной бактерии, убивающей колорадского жука; стойкая к засухам пшеница, в которую вживили ген скорпиона; помидоры с генами морской камбалы; соя и клубника с генами бактерий.

Список растений, выращивающихся с применением методов генной инженерии очень большой. В него входят: яблоня, слива, виноград, капуста, баклажаны, огурец, пшеница, соя, рис, рожь и множество других сельскохозяйственных растений.

Положительные и отрицательные стороны ГМО

Для объективной оценки пользы или вреда, который ГМО приносят человеку, мы решили определить положительные и отрицательные стороны их применения человеком.

ГМ-источники применяются в медицине для создания вакцин с повышенной эффективностью действия. Уже создана универсальная вакцина, защищающая от аллергических реакций, вызванных вдыханием пыльцы различных растений. Ее активным ингредиентом служит ГМ-белок. Этот мутантный протеин десятикратно снижает интенсивность болезненных реакций на растительную пыльцу и одновременно мобилизует иммунную систему на защиту организма от последствий аллергенной атаки. Предварительные испытания вакцины показали, что она не создает угрозы анафилактического шока и практически одинаково помогает всем страдающим от пыльцевой аллергии.

С помощью ГМ-продуктов представляется возможным обеспечить продовольствием голодающие страны. Кроме того, у выращиваемых трансгенных культур значительно увеличивается урожайность и срок хранения плодов, они становятся более устойчивыми к вредителям и неблагоприятным условиям. Например, картофель, модифицированный геном эндотоксина, стал устойчивым к основному вредителю – колорадскому жуку.

Некоторые ученные утверждают, что генетически модифицированные растения намного более экологически безопасны, чем их не модифицированные аналоги.

Тогда возникает вопрос: почему люди боятся ГМО?

Основной источник опасности – несовершенство технологий получения трансгенных организмов. Несмотря на то, что генная инженерия – это высокая современная и достаточно развитая наука, при создании ГМО ученные все еще действуют вслепую. Вставляя генный фрагмент, они точно не знают, в какой именно участок генома он попадет, и как это отразится на его работе. Трансформированная клетка приобретает совершенно новые, нехарактерные для нее свойства.

Научно зафиксированы отдельные факты исчезновения в местах выращивания ГМ-растений целых групп насекомых, возникновение новых мутантных форм сорных растений и насекомых, биологического и химического загрязнения почв и постепенной потери биоразнообразия, особенно в центрах возникновения культурных растений. Это весьма актуальная проблема для России поскольку наша страна владеет богатым разнообразием генетических ресурсов сельскохозяйственных растений и животных, которые необходимо сберечь для будущих поколений.

Был проведен ряд экспериментов на крысах: у потреблявших ГМ-продукты животных происходило нарушение клеточной структуры желудка и печени, изменялась формула крови, уменьшался вес животных в эксперименте и вес головного мозга. Эти опыты подтвердили предположения ученых о негативном влиянии ГМ-еды на организм: на иммунную систему, желудочно-кишечный тракт, печень и мозг.

Манипуляции с генами могут привести:

-к непредсказуемому увеличению содержания или появлению в пище абсолютно новых токсинов;

-спровоцировать онкологические заболевания;

-вызвать пищевые аллергии.

-к разрушению природных экосистем и нарушению экологического равновесия в природе при культивировании трансгенных растений.

В связи с этим подробно рассмотрим историю получения и безопасность при употреблении в пищу картофеля, который модифицирован геном эндотоксина (Bt), взятого из бактерии Bacillus thuringiensis, благодаря чему картофель стал устойчивым к основному вредителю - колорадскому жуку. Bt сам по себе не ядовит для млекопитающих. Но геном Bacillus несет ряд генов, кодирующих другие токсины, которые потенциально опасны для человека и способны вызывать диарею, разрушать почки и печень. Были проведены эксперименты на мышах, которым давали в пищу клубни обычного картофеля, картофеля, выращенного при опрыскивании Bt, и модифицированного сорта, несущего ген Bt. Диета из картофеля, опрысканного Bt, вызвала сильные изменения в морфологии клеток печени и некоторые другие отклонения.

В России нет лабораторий, способных в необходимом объеме проводить количественные оценки содержания генетически модифицированного белка в пищевых продуктах, нет утвержденных методик, нет средств для осуществления постоянного мониторинга.

“Будет разрушен семенной фонд России, а аграрное производство окажется в полной зависимости от транснациональных корпораций. Распространение ГМ-сортов приведет к потере Россией статуса страны-производителя экологически чистых продуктов питания» - Владимир Кузнецов, председатель научного совета Российской академии наук.

Законодательство в сфере ГМО

На сегодня в мире нет точных данных как о безопасности продуктов содержащих ГМО, так и о вреде их употребления, поскольку длительность наблюдений за последствиями употребления генетически модифицированных продуктов человеком мизерна – массовое производство ГМО началось совсем недавно – в 1994 году. Тем не менее, все больше ученых говорят о существенных рисках употребления ГМ -продуктов.

Поэтому ответственность за последствия решений, касающихся регулирования производства и сбыта генетически измененных продуктов, лежит исключительно на правительствах конкретных стран. К этому вопросу в мире подходят по-разному. Но, независимо от географии, наблюдается интересная закономерность: чем меньше в стране производителей ГМ-продукции, тем лучше защищены права потребителей в данном вопросе.

Две трети всех ГМ- культур в мире выращиваются в США, поэтому не удивительно, что в этой стране самые либеральные законы в отношении ГМО. Трансгены в США признаны безопасными, приравнены к обычным продуктам, а маркировка продуктов, содержащих ГМО – необязательна. Подобная ситуация и в Канаде – третьей по объемам производства ГМ-продуктов в мире.

В Японии продукты, содержащие ГМО, подлежат обязательной маркировке. В Китае ГМО-продукты производятся нелегально, и осуществляется их сбыт в другие страны. А вот страны Африки последние 5 лет не допускают на свою территорию ввоза продуктов с ГМ-компонентами.

В странах Евросоюза, к которому мы так стремимся, запрещено производство и ввоз на территорию детского питания, содержащего ГМО, и продажа продуктов с генами, устойчивыми к антибиотикам. В 2004 году был снят мораторий на выращивание ГМ- культур, но в то же время разрешение на выращивание было выдано только на один сорт трансгенных растений. При этом у каждой страны ЕС сегодня осталось право вводить запрет на тот или иной вид трансгена. В некоторых странах ЕС действует мораторий на ввоз генетически модифицированной продукции. Любой продукт, содержащий ГМО, прежде чем попасть на рынок Евросоюза, должен пройти единый для всего ЕС порядок допуска. Он состоит, по существу, из двух ступеней: научная оценка безопасности Европейским ведомством по безопасности продуктов питания (EFSA) и его независимыми экспертными органами.

Если продукт содержит ГМ ДНК или белок, об этом граждан ЕС должно информировать специальное обозначение на этикетке. Надписи «этот продукт содержит ГМО» или «ГМ-продукт такой-то» должны быть как на этикетке продукции, продающейся в упаковке, так и для неупакованной продукции в непосредственной близости к ней на витрине магазина. Правила предписывают указывать сведения о наличии трансгенов даже в ресторанных меню.

Продукт не маркируется только в том случае, если содержание в нем ГМО не более 0,9% и соответствующий производитель может объяснить, что речь идет о случайных, технически неизбежных примесях ГМО.

В России выращивать ГМ-растения в промышленных масштабах запрещено, но некоторые импортные ГМО прошли государственную регистрацию в РФ и официально разрешены для употребления – это несколько линий сои, кукурузы, картофеля, линия риса и линия сахарной свеклы. Все остальные ГМО, существующие в мире (около 100 линий), в России запрещены. Разрешенные в России ГМО могут применяться в любом продукте без ограничений. Но если производитель добавляет в продукт ГМ-компоненты, он должен указать это на упаковке.

II. Материалы, методы исследования и способы получения трансгенных животных и растений.

Получение трансгенных животных

Трансгенные животные - экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную

с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК (трансген), которая передаётся по наследству по законам Менделя.

Получение трансгенных животных осуществляется с помощью переноса клонированных генов (ДНК) в ядра оплодотворенных яйцеклеток (зигот) или эмбриональных стволовых (плюрипотентных) 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 (эмбрионы), содержащие чужеродную ДНК эмбриональных стволовых клеток. Имеются отдельные сообщения об использовании спермиев для создания трансгенных животных, однако этот приём пока не получил широкого распространения.

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 (единиц репликации, отличных от хромосом) 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 (местом) интеграции трансгена и самим трансгеном отсутствует. При использовании для трансгеноза эмбриональных стволовых клеток возможна предварительная селекция, что позволяет получать трансгенных животных с трансгеном, интегрированным в результате гомологичной рекомбинации с определённым участком генома хозяйского организма. С помощью этого подхода осуществляют, в частности, целенаправленное прекращение экспрессии определённого гена (это называют «нокаутом гена»).

Способы получения ГМ микроорганизмов