ГМО; — что; это; такое (4; фото)

Итак, что это такое ГМО и, как говорится, «с чем его едят»? Геннетически модифицированные организмы (далее ГМО) – это организмы, геном (ДНК) которых был целенаправленно изменен (улучшен, дополнен) при помощи методов генной инженерии (источник — Википедия). Важно отметить, что изменения, специально внесенные человеком в генотип таких организмов, в живой природе был бы невозможен из-за механизмов естественной рекомбинации и размножения.

Это связано с тем, что большинство живых организмов на Земле развивается постепенно, т.е. поколение за поколением, приспосабливаясь к изменяющимся условиям существования. Именно поэтому люди и научились влиять на процесс эволюции растений и животных, чтобы использовать передовые достижения генной инженерии в научных, а также в хозяйственных целях.

В принципе уже сама расшифровка ГМО дает минимальное представление о том, что из себя представляет генномодифицированный продукт.

Простыми словами это тот продукт, для производства которого было использовано улучшенное на генном уровне сырье. К примеру, хлеб из пшеницы, устойчивой к температурным перепадам, продукты из модифицированной сои и так далее.

В настоящее время для получения ГМО используют трансгены, т.е. определенные фрагменты ДНК, которые ученые встраивают в первоначальный геном организма. В итоге получаются трансгенные организмы, которые, к слову, способны передавать улучшенные ДНК по наследству своему потомству (трансгенез).

Генетическая инженерия подарила современным селекционерам передовой метод улучшения ДНК растений и животных. Это дает возможность решить глобальные продовольственные проблемы в тех странах, где людям не хватает пищи в силу климатических особенностей или других неблагоприятных условий.

Процесс создания ГМО или редактирование генома состоит из таких основных этапов как:

выделение изолированного гена, отвечающего за те или иные исключительные свойства организма;
введение генетического материала в молекулу нуклеиновой кислоты (вектор ДНК) для дальнейшей трансплантации в клетку нового организма;
перенос вектора в ДНК-модифицируемого организма;
преобразование клеток;
выборка ГМО и устранение неудачно модифицированных организмов.

Генномодифицированные организмы используют:

В прикладных и фундаментальных научных исследованиях. Мало кто знает, что благодаря ГМО ученые с каждым годом узнают все больше о механизмах регенерации и старения, о работе нервной системы, а также о таких тяжёлых заболеваниях как рак или болезнь Альцгеймера.
В фармакологии и медицине. Генно-инженерный инсулин человека был зарегистрирован в 1982 году. С этого момента началась новая эра в развитии современной медицины. Благодаря прорыву в генной инженерии сейчас существует множество жизненно важных препаратов, произведённых на основе рекомбинантных человеческих белков, например, вакцины.
В сельском хозяйстве и в животноводстве. Селекционеры используют ГМО для создания новых сортов растений, которые будут приносить больший урожай и при этом будут устойчивыми к заболеваниям, климатическим изменениям и другим внешним факторам. Улучшенные ДНК животных помогают защитить их от некоторых заболеваний. К примеру, генномодифицированные свиньи не заражаются африканской свиной чумой.

По поводу ГМО на протяжении большого количества времени велись ожесточенные споры. Все дело в том, что противники генномодифицированных продуктов утверждали, что они могут наносить непоправимый вред здоровью человека (провоцируют развитие рака, вызывают мутации). Помимо того, измененный ДНК продуктов будет оказывать негативное влияние и на здоровье будущих поколений, вызывая страшные заболевания у таких генномодифицированных людей.

Однако на сегодняшний день у сторонников генной инженерии есть неопровержимые доказательства безопасности улучшенных при помощи трансгенов продуктов. На заре развития селекционного сельского хозяйства такие ученые как Мичурин пытались улучшить продовольственные виды растений при помощи различных ухищрений.

К примеру, чтобы получить определенные свойства (устойчивость к низким или высоким температурам, к засухе, к нехватке полезных элементов, к болезням, а также к паразитам) приходилось скрещивать или прививать черенки нескольких видов растений, чтобы в конечном итоге семена для посадки, обладали определенными качествами. Сейчас же достаточно лишь добавить нужный ген в ДНК исходного организма.

Если говорить о ГМО в широком смысле, то это организмы будущего, полученные благодаря возможности человека влиять на процесс эволюции. Ученые, занимающиеся генной инженерией, ставят перед собой благородные задачи – обеспечить людей по всей земле продовольствием в нужных объемах.

А это сделать действительно непросто, ведь есть места, где вырастить урожай или разводить скот для пропитания действительно очень трудно. Итак, как расшифровывается аббревиатура ГМО мы узнали, теперь поговорим о наболевшем.

Редактирование геномов растений может буквально все: например, «разбудить» в помидорах ген, отвечающий за острый вкус в геноме перца чили, или придать садовой клубнике вкус персика… Агроиндустрия использует генно-инженерные технологии, чтобы создать не только вкусные, но и более полезные и урожайные культуры. Это необходимо, чтобы прокормить стремительно растущее население планеты. В России действует закон, разрешающий выращивать и разводить ГМО растения и животных лишь для научных целей, но импорт такой продукции не запрещен. ГМО-продукты – это реалии наших дней и будущее человечества, если мы научимся правильно оценивать и минимизировать риски генной инженерии

Человек оказывал влияние на гены растений, когда еще не имел понятия о самом их существовании, отбирая для выращивания семена от самых вкусных и урожайных особей. В последние десятилетия к простой селекции присоединились методы генной инженерии. Среди современных методов большинство связано с внесением изменений непосредственно в структуру ДНК – так получаются генно-модифицированные растения, не встречающиеся в природе. Такие растения могут быть устойчивы к вредителям, экстремальным температурам, они быстрее растут и лучше плодоносят.

Однако не только обыватели, но и некоторые специалисты относятся с опаской к любым экспериментам, связанным с непосредственным редактированием генов, а регулирующие органы вводят на них жесткие ограничения. Поэтому ученые вынуждены предлагать методики, не подпадающие под запреты и, предположительно, с минимальными рисками.

Самая популярная и продвинутая методика среди современных способов изменения генома растений – внесение в него генетических конструкций с помощью технологии CRISPR-Cas9, которую ученые «подсмотрели» у бактерий. Она позволяет разрезать ДНК в точно заданных участках и встроить туда трансген. Но при применении этой методики все же остается риск неспецифичного воздействия на ДНК.

Менее опасным и практически неизвестным для широкой публики является цисгенезис – введение в геном растения генов организмов того же или близкого вида, с которыми оно может скрещиваться в естественных условиях. Продолжением этой идеи является интрагенезис, когда в ДНК растения встраивают его собственный ген, совмещенный с регуляторными участками других его генов, что позволяет регулировать их активность. В этом случае назвать такое растение ГМО практически нельзя.

Существуют и менее известные методики, такие как соматическая гибридизация или комбинации обычного скрещивания или прививок с новейшими подходами. Например, эпигенетическими (надгенными), при которых ген можно заставить «замолчать» или, наоборот, «разбудить» с помощью метилирования ДНК.

А можно использовать гены, которые называют «прыгающими» или транспозонами (мобильными), способные самостоятельно менять свое положение на хромосомах. Они были открыты в середине прошлого века у кукурузы, а сейчас обнаружены практически у всех известных видов животных и растений. Сначала транспозоны относили к так называемой мусорной или балластной ДНК. В основном они ведут себя «тихо», но если «прыгают», то могут приводить к мутациям, меняя структуру или регуляцию генов.

Сейчас мы знаем, что мобильные элементы обеспечивают пластичность растительного генома, адаптивный ответ на стрессовые условия. Исследователи из Кембриджского университета на примере томатов обнаружили, что стресс в результате обезвоживания активирует ретротранспозоны семейства Rider. Эти транспозоны, как было известно, являются основным источником изменений облика плодов томатов, и они же помогают растениям выживать в засуху.

Транспозоны – природный инструмент, уже присутствующий в растении, никакие чужеродные гены при этом не используются. И если научиться контролируемо активировать «прыгающие гены», то таким способом можно целенаправленно получать растения с новыми признаками. Такой подход может значительно сократить время выведения растений с нужными свойствами, в данном случае – устойчивых к засухе.