Трансгенними (Геномодифікованими) називають ті види рослин, в яких успішно функціонує ген (або гени), пересаджені з інших видів рослин або тварин. Робиться це для того, щоб рослина-реципієнт отримало нові зручні для людини властивості: підвищену стійкість до вірусів, до гербіцидів, до шкідників і хвороб рослин. Харчові продукти, отримані з таких генноізмененних культур, можуть мати поліпшені смакові якості, краще виглядати і довше зберігатися. Також часто такі рослини дають більш багатий і стабільний урожай, ніж їх природні аналоги.
Генетично змінений продукт отримують, коли виділений в лабораторії ген одного організму пересідає в клітину іншого. Ось приклади з американської практики: щоб помідори і полуниця були морозостійкість, їм «імплантують» гени північних риб- щоб кукурудза не пожирали шкідники, їй можуть «прищепити» дуже активний ген, отриманий з отрути змії.
На даний момент в Росії зареєстровано безліч видів продуктів з модифікованої сої, серед яких: фітосировини, суміші функціональні, сухі замінники молока, морозиво «Сойка-1», 32 найменування концентратів соєвого білка, 7 видів соєвої муки, модифіковані боби сої, 8 видів соєвих білкових продуктів, 4 найменування соєвих поживних напоїв, крупка соєве знежирена, комплексні харчові добавки в асортименті та спеціальні продукти для спортсменів, теж у чималій кількості. Також Департамент державного санітарно-епідеміологічного нагляду видав «сертифікати якості» одному сорту картоплі і двом сортам кукурудзи.
Останнє десятиліття вчені будують невтішні прогнози щодо швидкоростучого споживання сільськогосподарських продуктів на тлі зниження площі посівних земель. Рішення даної проблеми можливе за допомогою технологій отримання трансгенних рослин, спрямованих на ефективний захист сільськогосподарських культур і збільшення врожайності.
Отримання трансгенних рослин є на даний момент однією з перспективних і найдинамічніших напрямків агровиробництва. Існують проблеми, які не можуть бути вирішені такими традиційними напрямками як селекція, крім того, що на подібні розробки потрібні роки, а іноді й десятиліття. Створення трансгенних рослин, які мають потрібними властивостями, вимагає набагато меншого часу і дозволяє отримувати рослини із заданими господарсько цінними ознаками, а також володіють властивостями, що не мають аналогів у природі. Прикладом останнього можуть служити отримані методами генної інженерії сорти рослин, що володіють підвищеною стійкістю до посухи.
Створення трансгенних рослин в даний час розвиваються за наступними напрямками:
1. Отримання сортів селскохозяйственних культур з більш високою врожайністю
2. Отримання селскохозяйственних культур, що дають кілька врожаїв на рік (наприклад, в Росії існують ремантантние сорти полуниці, що дають два врожаї за літо)
3. Створення сортів селскохозяйственних культур, токсичних для деяких видів шкідників (наприклад, в Росії ведуться розробки, спрямовані на отримання сортів картоплі, листя якого є гостро токсичними для колорадського жука і його личинок)
4. Створення сортів селскохозяйственних культур, стійких до несприятливих кліматичних умов (наприклад, були отримані стійкі до посухи трансгенні рослини, що мають у своєму геномі ген скорпіона)
5. Створення сортів рослин, здатних синтезувати деякі білки тваринного походження (наприклад, в Китаї отриманий сорт тютюну, що синтезує лактоферин людини)
Таким чином, створення трансгенних рослин дозволяє вирішити цілий комплекс проблем, як агротехнічних і продовольчих, так і технологічних, фармакологічних і т.д. Крім того, йдуть у небуття пестициди та інші види отрутохімікатів, які порушували природний баланс в локальних екосистемах і завдавали непоправної шкоди довкіллю.
Методи створення трансгенних продуктів
Створити генноізмененное рослина на даному етапі розвитку науки для генних інженерів не складає великих труднощів. Існує кілька досить широко поширених методів для впровадження чужорідної ДНК в геном рослини.
Метод 1:
Існує бактерія Agrobacterium tumefaciens (латів.- польова бактерія, яка викликає пухлини), яка має здатність вбудовувати ділянки своєї ДНК в рослини, після чого уражені клітини рослини починають дуже швидко ділитися і утворюється пухлина. Спочатку вчені отримали штам цієї бактерії, що не викликає пухлин, але не позбавлений можливості вносити свою ДНК в клітину. Надалі потрібний ген спочатку клонували в Agrobacterium tumefaciens і потім заражали вже цієї бактерією рослина. Після чого інфікування клітини рослини набували потрібні властивості, а виростити ціле рослина з однієї його клітини зараз не проблема.
Метод 2:
Клітини, попередньо оброблені спеціальними реагентами, що руйнують товсту клітинну оболонку, поміщають в розчин, що містить: ДНК і речовини, що сприяють її проникненню в клітину. Після чого як і в першому випадку вирощували з однієї клітини цілу рослину.
Метод 3:
Існує метод бомбардування рослинних клітин спеціальними, дуже маленькими вольфрамовими кулями, що містять ДНК. З деякою ймовірністю така куля може правильно передати генетичний матеріал клітці і так рослина отримує нові властивості. А сама куля з огляду на її мікроскопічних розмірів не заважає нормальному розвитку клітини.
Отже, завдання, яке треба вирішити при створенні трансгенної рослини - організму з такими генами, які йому від природи «не підходять», - це виділити потрібний ген з чужої ДНК і вбудувати його в молекулу ДНК даного рослини. Процес цей досить складний.
Операція з пересадки гена
Понад чверть століття тому були відкриті ферменти рестріктази, що розділяють довгу молекулу ДНК на окремі ділянки - гени, причому ці шматочки набувають «липкі» кінці, що дозволяють їм вбудовуватися в розрізану такими ж рестриктазами чужу ДНК.
Найпоширеніший спосіб впровадження чужих генів в спадковий апарат рослин - за допомогою хвороботворної для рослин бактерії Agrobacterium tumefaciens (в буквальному перекладі з латини - польова бактерія, яка викликає пухлини). Ця бактерія вміє вбудовувати в хромосоми заражаемого рослини частину своєї ДНК, яка змушує рослину посилити виробництво гормонів, і в результаті деякі клітини бурхливо діляться, виникає пухлина. У пухлини бактерія знаходить для себе відмінну живильне середовище і розмножується. Для генної інженерії спеціально виведений штам агробактерії, позбавлений здатності викликати пухлини, але зберіг можливість вносити свою ДНК в рослинну клітину.
Потрібний ген «вклеюють» за допомогою рестриктаз в кільцеву молекулу ДНК бактерії, так звану плазмиду. Ця ж плазміда несе ген стійкості до антибіотика. Лише дуже невелика частка таких операцій виявляється успішною. Ті бактеріальні клітини, які візьмуть в свій генетичний апарат «прооперовані» плазміди, отримають, окрім нового корисного гена стійкість до антибіотика. Їх легко буде виявити, полив культуру бактерій антибіотиком, - всі інші клітини загинуть, а вдало отримали потрібну плазмиду розмножаться. Тепер цими бактеріями заражають клітини, узяті, наприклад, з листа рослини. Знову доводиться провести відбір на стійкість до антибіотика: виживуть лише ті клітини, які придбали цю стійкість від плазмід агробактерії, а значить, отримали й потрібний нам ген. Далі - справа техніки. Ботаніки вже давно вміють виростити ціле рослина з практично будь-якої його клітини (див. «Наука і життя» № 3, 1986 р).
Однак цей метод «працює» не на всіх рослинах: агробактерій, наприклад, не заражає такі важливі харчові рослини, як рис, пшениця, кукурудза. Тому розроблені і інші способи. Наприклад, можна ферментами розчинити товсту клітинну оболонку рослинної клітини, що заважає прямому проникненню чужої ДНК, і помістити такі очищені клітини в розчин, що містить ДНК і яке-небудь хімічна речовина, що сприяє її проникненню в клітину (найчастіше застосовується поліетиленгліколь). Іноді в мембрані клітин проробляють мікроотвори короткими імпульсами високої напруги, а через отвори в клітку можуть пройти відрізки ДНК. Іноді застосовують навіть впорскування ДНК у клітину мікрошпріцем під контролем мікроскопа.
Генномодифіковані продукти - корисні чи шкідливі?
Їжу, виведену за допомогою сучасних технологій, звинувачують у погіршенні здоров'я жителів нашої планети. А ось як повідомляють інші джерела, генномодифіковані продукти, можуть бути досить корисні для здоров'я. Деякі вчені вважають - саме з трансгенами пов'язане зростання кількості алергічних і навіть онкологічних захворювань, і людей, які страждають ожирінням. Це не враховуючи дрібних неприємностей - таких як нетравлення шлунка і зниження імунітету.
Насправді, жодного підтвердженого наукового дослідження, що вказує на ризик застосування дозволених генетично модифікованих продуктів сьогодні немає. У генетично модифікованих рослин є плюси. Наприклад, хімікатів у них накопичується менше, ніж у їх природних аналогах. Деякі самі руйнують гербіциди - за рахунок вмісту особливого ферменту. І всі рослини, отримані шляхом генної модифікації, в обов'язковому порядку проходять випробування на біологічну і харчову безпеку. Медики вважають, що вплив генномодифікованих продуктів на людину стане явним років через 50 - коли зміниться як мінімум одне покоління людей, вигодуване трансгенної їжею.
Продукти, що містять трансгени: в основному це соя, картопля і кукурудза. Є генномодифіковані овочі та фрукти, напівфабрикати, м'ясо і риба, чіпси. За смаком ГМ-продукти не відрізняються від природних аналогів. Але вони завжди дешевше. Так що можна орієнтуватися за ціною. Велика частина таких продуктів потрапляє в СНД із США та Аргентини. У Росії вирощування генномодифікованих рослин заборонено. А продукти, що містять трансгени, по вимогам ГОСТу, повинні бути промарковані. Але не завжди виробники це роблять. Найчастіше неврахованою інгредієнтом виявляється соя, якої чимало в різних м'ясних продуктах - наприклад, в ковбасі.
Джерела інформації:
- - генномодифіковані продукти;
- - генномодифіковані продукти - корисні чи шкідливі?
- - суд постановив розсекретити результати досліджень безпеки генномодифікованих продуктів;
- - багаторічний міф про шкоду генномодифікованих продуктах переможений;
- - генномодифіковані продукти харчування: сьогодення чи майбутнє?
- - банк генів.
Додатково: