Как создают гмо кратко

Обновлено: 05.07.2024

Генети́чески модифици́рованный органи́зм (ГМО) — организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.

В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов [1] .

В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов по сравнению с традиционными продуктами.

Содержание

Цели создания ГМО

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами [2] , [3] .

Использование как отдельных генов различных видов, так и их комбинаций в создании новых трансгенных сортов и линий является частью стратегии FAO по характеризации, сохранению и использованию генетических ресурсов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности [4] .

Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путём, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием.

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена. 2. Введение гена в вектор для переноса в организм. 3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм. 4. Преобразование клеток организма. 5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекции.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Применение

В исследованиях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак) [5] [6] , процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и современной медицины [7] .

В медицине

Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы [10] , ВИЧ [11] ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифицированного сафлора [12] . Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз [13] .

Бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия. В её основе лежат принципы создания ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия — один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребёнок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. [14] Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения [15] .

В сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям [16] , обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.

Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом [17] .

Однако, существуют ограничения на использование генетически модифицированных семян. Для этого используется либо Terminator Technology, либо юридические ограничения [18] .

Другие направления

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо [19] .

В 2003 году на рынке появилась GloFish — первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.

Безопасность

Появившаяся в начале 1970-х годов технология рекомбинантных ДНК (en:Recombinant DNA) открыла возможность получения организмов, содержащих инородные гены (генетически модифицированных организмов). Это вызвало обеспокоенность общественности и положило начало дискуссии о безопасности подобных манипуляций. [21]

В 1975 году прошла Асиломарская конференция, на которой биологами обсуждались возможные риски, связанные с созданием ГМО. [23]

В 1976 году Национальным институтом здоровья (США) была разработана система правил, строго регламентировавшая проведение работ с рекомбинантными ДНК. К началу 1980-х годов правила были пересмотрены в сторону смягчения. [24]

В начале 1980-х годов в США были получены первые линии ГМО, предназначенные для коммерческого использования. Правительственными организациями, такими как NIH (Национальный институт здоровья, англ. National Institutes of Health ) и FDA (Управление по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств, англ. Food and Drug Administration ), была проведена всесторонняя проверка этих линий. После того, как была доказана безопасность их применения, эти линии организмов получили допуск на рынок. [24]

В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов в сравнении с продуктами, полученными из организмов, выведенных традиционными методами (см. дискуссию в журнале Nature Biotechnology) [25] [26] . Как отмечается в докладе Генерального Директората Европейской комиссии по науке и информации [27] :

Главный вывод, вытекающий из усилий более чем 130 научно-исследовательских проектов, охватывающих 25 лет исследований и проведённых с участием более чем 500 независимых исследовательских групп, состоит в том, что биотехнологии и, в частности, ГМО как таковые не более опасны, чем, например, традиционные технологии селекции растений

Регулирование

В некоторых странах создание, производство, применение продукции с использованием ГМО подлежит государственному регулированию. В том числе и в России, где исследовано и одобрено к применению несколько видов трансгенных продуктов.

Список ГМО, одобренных в России для использования в пищу населением (по состоянию на 2008 год): [28]

ГМО и религия

В соответствии с заключением иудаистского Ортодоксального Союза, генетические модификации не влияют на кошерность продукта. [30]

По мнению Исламского Совета Юриспруденции, продукты, полученные из ГМ-семян, халяльны. [30]

Католическая церковь поддерживает выращивание ГМ-культур [31] . По мнению высших церковных иерархов, ГМ-культуры могут стать решением проблемы мирового голода и бедности. [32]

См. также

Ссылки

Литература

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Генетически модифицированный организм" в других словарях:

Генетически модифицированный организм — организм или несколько организмов, любые неклеточные, одноклеточные или многоклеточные образования, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

генетически модифицированный организм — genetiškai modifikuotas organizmas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Organizmas, kurio genetinė medžiaga yra pakeista taip, kaip natūraliai nepasitaiko kryžminantis ar rekombinacijos atveju. atitikmenys: angl. genetically modified… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Генетически модифицированный организм (ГМО) — организм или несколько организмов, любые неклеточные, одноклеточные или многоклеточные образования, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Генно-инженерно -модифицированный организм — 2. Генно инженерно модифицированный организм организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное образование, способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МУ 2.3.2.1830-04: Микробиологическая и молекулярно-генетическая оценка пищевой продукции, полученной с использованием генетически модифицированных микроорганизмов — Терминология МУ 2.3.2.1830 04: Микробиологическая и молекулярно генетическая оценка пищевой продукции, полученной с использованием генетически модифицированных микроорганизмов: Безопасность пищевых продуктов состояние обоснованной уверенности в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МУК 2.3.2.970-00: Медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников — Терминология МУК 2.3.2.970 00: Медико биологическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников: Безопасность пищевой продукции отсутствие опасности для жизни и здоровья людей нынешнего и будущих поколений.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Продукт, производный от генетически модифицированного организма — выпускаемый на рынок продукт, состоящий из одного генетически модифицированного организма или комбинации таких организмов либо содержащий один генетически модифицированный организм или комбинацию таких организмов. Источник: МОДЕЛЬНЫЙ ЗАКОН О… … Официальная терминология

МУ 2.3.2.1917-04: Порядок и организация контроля за пищевой продукцией, полученной из/или с использованием сырья растительного происхождения, имеющего генетически модифицированные аналоги — Терминология МУ 2.3.2.1917 04: Порядок и организация контроля за пищевой продукцией, полученной из/или с использованием сырья растительного происхождения, имеющего генетически модифицированные аналоги: 8. Генетическая конструкция генно инженерная … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Когда гены живых организмов изменяются с помощью генной инженерии, измененные растения или животные называются ГМО или генетически модифицированными организмами. Генетические коды растений и животных находились под влиянием естественного отбора, скрещивания и селекции с тех пор, как земледелие началось в доисторические времена, но новые технологии позволяют ученым гораздо больше контролировать функции, которые должны иметь растения или животные. Генная инженерия может выделить желательные характеристики в организме и добавить их в гены другого растения или животного. Практика противоречива, потому что этот процесс может создать организм с характеристиками, которые не произошли бы естественным путем. Страх состоит в том, что, если такой неестественный организм убегает в дикую природу и размножается, это может нарушить естественную экосистему.

Как работает процесс ГМО

Создание ГМО - это процесс, состоящий из четырех частей. Первым этапом является выбор желаемой характеристики или признака у растения или животного. Затем ученые выделяют соответствующий генетический код. Часть хромосомы, которая содержит выбранный генетический код, затем физически вырезается и удаляется. Наконец, этот генетический материал вводится в семена или яйца, так что новые растения или животные будут расти с выбранной чертой.

Выбор желаемой черты является легкой частью процесса ГМО. Найти гены, которые его контролируют, гораздо сложнее. Если у некоторых растений есть черта, а у других нет, сравнение генетических кодов и поиск различий является одним из методов. Другой метод сравнивает генетический код различных видов, которые имеют эту особенность, и ищет похожие последовательности. Если эти два метода не сработают, ученые выбьют кусочки генетического кода, который, по их мнению, контролирует признак, пока признак не исчезнет. Тогда они знают, что нашли гены.

Одним из способов выделения выбранного генетического материала является использование ферментов для разрезания цепей ДНК по обе стороны от мишени. Затем ученые могут отсортировать короткие отрезки ДНК и получить образец, содержащий выбранные гены. Этот материал затем вводится в семена или недавно оплодотворенные яйца. Для семян, генные пистолеты используются для стрельбы металлическими частицами, покрытыми генетическим материалом, в семена. Более новые методы также используют бактерии, инъецированные генетическим материалом, для заражения семян или яиц или инъекции генов непосредственно в стволовые клетки эмбриона. Семена, яйца или эмбрионы затем выращивают, чтобы получить растения или животных с новыми характеристиками.

Ограничения на производство ГМО

Хотя создание ГМО в настоящее время находится в компетенции многих ученых и лабораторий, большинство юрисдикций регулируют их производство и либо запрещают коммерческое использование, либо подвергают его ограничениям и испытаниям. Опасение заключается в том, что, в отличие от скрещивания и селекции, которые работают с природными комбинациями генов, создание ГМО может привести к тому, что организм не появится естественным путем. Такой организм может вырваться в дикую природу и негативно повлиять на другие виды и баланс экосистем. Из-за таких правил только несколько генетически модифицированных растений разрешено употреблять в пищу людям, и барьеры для одобрения генетически модифицированных животных в пищу очень высоки.

Disclaimer: автор статьи не имеет отношения к биологии — не является ни биологом, ни биохимиком, ни генетиком и не обладает хоть сколько-то родственной профессией. Эта статья — всего лишь попытка разобраться с ворохом информации и реальности об одной из угроз современного мира. Так что если вы ближе к биологии и генетике, заранее предупреждаю, вы можете пострадать при чтении статьи, например, лопнуть от смеха. Фактически данная статья является компиляцией статей по теме ГМО (ссылки приведены в тексте).

Что такое ген и генотип

Традиционная селекция

Отбор. Самый древний и самый простой метод селекции. Сеем овощи/фрукты, собираем, оставляем только те, которые нам нужны (например, с самыми крупными плодами), опять сеем, опять растим и отбираем и так далее. Так выведена, например, антоновка. Он же очевидно и самый медленный метод селекции.
Полиплоидия. Дублирование хромосом в растении, что приводит к увеличению размеров клеток и всего растения. Цитата отсюда:

В настоящее время применяют методы искусственного получения полиплоидов, воздействуя на растения разными мутагенами (в основном колхицином), разрушающими веретено деления клетки. Таким образом из диплоидных (2n) можно получить тетраплоидные (4n) формы.

Индуцированные рентгеновыми лучами мутанты были выделены у многих злаков (ячменя, пшеницы, ржи и др.). Они отличаются не только повышенной урожайностью, но и укороченным побегом. Такие растения устойчивы к полеганию и имеют заметные преимущества при машинной уборке.

В настоящее время на базе громадного развития ядерной физики, давшей новые доступные источники излучений в виде гамма-лучей от Со60, нейтронов в ядерных реакторах и т. д., мощное влияние радиации используется в практических целях по селекции растений и микроорганизмов.Создание новых методов радиационной селекции было связано с развитием ряда научных положений в области генетики, и в первую очередь с разработкой вопроса о природе материальных основ наследственности, знание которых позволило вскрыть физическую и химическую природу воздействия радиации на наследственные структуры в клетке.
…
При введении в промышленное использование исходного штамма пеницилла (штамм 1951В25) его активность составляла всего лишь около 50 единиц. Продажная стоимость пенициллина в то время была громадной. За десять лет работы методами радиационной селекции, к 1960 г., были получены штаммы с активностью до 5000 единиц. При этом получены штаммы, не выделяющие золотисто-желтого пигмента, что резко облегчило химическую очистку пенициллина. В результате пенициллин стал дешевым, общедоступным лечебным средством. То же произошло со стрептомицином. Активность исходных штаммов составляла около 200 единиц, сейчас радиационные штаммы выделяют 2000 и более единиц.

Таким образом, традиционная селекция широко использует такие методы: как облучение рентгеном, облучение радиацией, использование токсических веществ. Очевидно, что при этом меняется солидная часть генокода, причем никто не контролирует, что именно изменилось в коде и какие последствия эти изменения могут вызвать.

Генетическая модификация

В общем, фактически единственное отличие традиционной селекции от генетической модификации в том, что в генной модификации мы знаем, что меняем, знаем, что хотим получить и целенаправленно. В традиционной — не знаем, просто смотрим, нужный получился или нет.

Аргументы за

Аргументы против

Добавят в помидоры гены камбалы, а человек будет это есть и у него жабры вырастут

А откуда знать, что они там изменили?

Распространение ГМО привело к тому, что даже помидоры в супермаркетах безвкусные

Надо есть только натуральную, проверенную веками пищу

При Екатерине II “земляная груша”, “тартуфель” начал внедряться в России как средство борьбы с голодом. 8 февраля 1765 года указом императрицы все губернаторы обязывались лично заботиться о разведении продукта. Но сельские власти отнеслись к делу формально и тихо саботировали. В отписках в Петербург сообщалось: “Оных яблоков ноне в появе не было”, “по Божескому изволению ни единого того яблока урожаю не оказалось”, “яблоко то мирянам не показалося”, “не только приплоду, но и что посажено в земле не оказалося”.

Распоряжение о посеве картофеля, не имевшее принудительного характера, было сделано еще в 1837-1838 годах и не вызвало в народе никаких толков. Впоследствии же, когда волнение уже вспыхнуло, народ ухватился и за него, отыскивая в нем доказательств его убеждения в продаже крестьян какому-то господину. Награды, обещанные за посевы картофеля, были непонятны крестьянам, и они старались найти в действиях начальства какой-то особенный, тайный смысл. Будучи обеспечены в хлебе, они видели в картофеле такой же не нужных для них овощ, как и всякий другой. Награды эти могли иметь значение в губерния не хлебородных, в которых картофель мог заменить собой недостаток в хлебе.

ГМО недостаточно исследованы и нет исследований, доказывающих их полную безопасность

Научные исследования подтверждают вредность ГМО

Greenpeace против ГМО

ГМО-растение может скреститься с диким и уйти в дикую природу

ГМО-семена специально делают бесплодными, чтобы фермеры были вынуждены покупать их каждый год

Правительство не стало бы запрещать ГМО, если бы оно было безвредным

В Индии наблюдается череда самоубийств фермеров из-за ГМО

Миф утверждает, что из-за большого распространения ГМО в Индии наблюдается череда самоубийств фермеров, которые их выращивали. На самом деле прямой связи между ГМО и самоубийствами индийских фермеров не обнаружено. Подробности здесь.

Монополист Монсанто травит людей

ГМО-технологии это лишь орудие в монополизации мирового сельхоз. производства американским химическим концерном Монсанто. Смысл внедрения этих биотехнологий лишь в повышении прибыли любой ценой, Монсанто плевать на безопасность потребителей и природы. Они в основном выпускают на мировой рынок семена растений, генетически модифицированных для устойчивости к ими же производимым пестицидам, чтобы продавать свою канцерогенную отраву в удесятеренных дозах. Отсюда.

ГМ соя с генами арахиса может вызывать у людей аллергию

Интересные факты

Уже упоминаемый инсулин для больных диабетом производится генетически модифицированными бактериями. Модификация позволила создать бактерий, производящих инсулин, полностью аналогичный человеческому, который легче усваивается в отличие от свиного инсулина (отличается от человеческого на одну аминокислоту) и от инсулина от крупного рогатого скота (отличается от человеческого на три аминокислоты).

Слово Капитану Очевидность: полный запрет ГМО приведет к серьезному падению качества инсулина для больных диабетом.

И извинение всем читающим. Картинка для привлечения внимания в начале поста не имеет никакого отношения к ГМО. Более того, лягушка с лишними ногами вообще не продукт человеческой деятельности.

Всему виной всего лишь небольшой червяк-паразит. Именно он, попадая в лягушку, заставляет ее отращивать лишние ноги. Цель — попасть в желудок к определенным птичным, где данный паразит дальше комфортно живет. Модифицированная лягушка не только похожа на кузнечика (привлекательнее для птиц), но и менее подвижна, что делает ее легкой добычей.
Вот еще любопытный пример паразита:

Гриб-паразит муравьев, который умеет захватывать контроль над центральной нервной системой муравья и полностью подчинять его себе. Цель все та же — получить оптимальные условия для своей жизни и возможности оставить потомство.
Эти факты приведены для демонстрации, что сама природа чрезвычайно разнообразна и наши пока довольно нелепые, маленькие, осторожные попытки редактирования генома — мелочь по сравнению с тем, что природа уже может показать. Если примитивный гриб может контролировать нервную систему более сложного организма, а примитивный паразит — заставлять лягушку менять свою морфологию, то почему человеку не следует применять то, что уже давным-давно умеют делать даже простые атомные частицы?

Вместо заключения

Растения-ГМО: как это делается
Растения-ГМО: практическое применение
Растения-ГМО: проекты в перспективе

Растения-ГМО: как это делается

Наверное, каждый из вас слышал о грозном трудноизлечимом заболевании — раке — которое может поражать многие органы у человека и животных. И возникает вопрос: могут ли растения болеть раковыми заболеваниями?

Болеют ли растения раком?

Тем не менее, растения болеют раком. Его вызывают бактерии из семейства Ризобиевые (Rhizobiacae), которые относятся к роду агробактерий (Agrobacterium). На месте инфекции образуется неорганизованно делящаяся масса клеток, похожая на каллус (рис. 1). Если агробактерии убить при помощи антибиотиков, то рост опухоли по-прежнему продолжится. Возникает злокачественная опухоль, рост которой растение не может контролировать.

При анализе содержания гормонов в опухоли оказывается, что уровень и ауксинов, и цитокининов повышен. Каждая клетка опухоли способна самостоятельно производить эти гормоны и больше не зависит от остальных частей растительного организма.

В-третьих, Ti- и Ri-плазмиды (по сравнению с другими плазмидами бактерий) имеют большие размеры: около 200–300 тыс. пар оснований. Это не позволяет при помощи стандартных методик отделить ДНК этих плазмид от ДНК нуклеоида, что создаёт определённые трудности в работе молекулярных биологов с плазмидами.

Какие же гены несут в себе Ti-плазмиды? Для заражения растений наиболее важным оказывается Vir-район (от англ. virulence — способность поражать [растения], патогенность), в котором закодировано довольно много генов. Постоянно работают только два гена: VirA и VirG. Белок VirA — это рецептор на особое вещество фенольной природы — ацетосирингон. Ацетосирингон выделяется при повреждении клеток растений. Белок VirA реагирует на ацетосирингон и передаёт сигнал на белок VirG, который активирует все остальные гены Vir-района. В результате: 1) клетки агробактерий плывут к месту поражения (ориентируясь по увеличению концентрации ацетосирингона); 2) Ti-плазмида начинает размножаться и передаваться другим бактериям того же вида; 3) появляются другие белки-продукты генов Vir-области (рис. 2).

Белок VirD1 совместно с белком VirD2 находят в Ti-плазмиде определённые участки, состоящие из 25 пар нуклеотидов, и разрезают их, перебрасывая ковалентную связь с конца ДНК на белок VirD2. У Agrobacterium tumefaciens таких участков два: они ограничивают так называемый Т-район (от англ. transferred — переносящийся). Одна из цепей ДНК отделяется и уходит; таким образом, в Ti-плазмиде возникает брешь. Специальная система репарации ДНК застраивает брешь новой цепью ДНК, и из той же Ti-плазмиды можно ещё раз вырезать Т-район, Ti-плазмида в целом сохраняется.

На поверхности клетки агробактерии при помощи разнообразных белков VirB образуется аппарат для переноса ДНК из одной клетки в другую. Именно белки VirB отвечают за перемещение комплекса VirD2 с одноцепочечной ДНК из клетки агробактерии в клетку растения. Белки VirE2 также перемещаются в клетку хозяина.

Что содержится в Т-районе

Гены, которые содержатся в Т-районе, в самой клетке агробактерии не работают, поскольку у них есть только эукариотические промоторы. Два из этих генов отвечают за биосинтез ауксинов: iaaH и iaaM. Ещё один ген — iptZ — кодирует ключевой фермент синтеза изопентениладенина (одна из форм цитокининов). Таким образом, попав в геном растения, Т-ДНК вызывает синтез как ауксинов, так и цитокининов (рис. 3). При этом клетки растения-хозяина начинают неорганизованно делиться, образуя опухоль.

Получение генетически модифицированных растений при помощи агробактерий

Итак, задача практической работы с Ti-плазмидой решена. Но как понять, произошёл ли перенос ДНК из Т-района? Ведь теперь в клетки не попадают гены биосинтеза ауксинов и цитокининов, и опухоль образоваться не может.

На всех этапах работы хорошо бы посмотреть, в какие именно клетки попала искусственная Т-ДНК. Для этого в Т-район вводят ещё один ген — репортёрный. Основное требование к нему — продукт гена не должен встречаться в обычных растительных клетках и должен легко и быстро выявляться. В качестве репортёрных на сегодня чаще всего используют два гена: глюкуронидазы (из бактерий) и зелёного флуоресцирующего белка (из медузы). Глюкуронидаза даёт цветную реакцию с синтетическим веществом, при которой генетически модифицированные клетки окрашиваются в тёмно-синий цвет (рис. 4). Есть только один недостаток: клетки при таком окрашивании погибают. Зелёный флуоресцентный белок светится при освещении светом с определённой длиной волны, и клетки не погибают (рис. 5).

И лишь на последних этапах проверяют, работает ли ген интереса (как правило, приходится проводить многочисленные анализы на наличие определённых последовательностей ДНК, РНК и на сам белковый продукт гена интереса).

Однажды пришлось увидеть, на одном из ведущих национальных телеканалов, репортаж-страшилку о генетически модифицированных организмах. Парадокс в том, что ни сами корреспонденты, которые по специальности, в лучшем случае, журналисты, а в основном случайные люди без должного образования, ни зрители, совершенно не понимают, чем является это страшное ГМО.

С экрана телевизора нас пугают какой-то непонятной аббревиатурой и похожими то ли на маразм, то ли на бред в горячке, рассказами. Когда писал эту статью, я не ставил себе целью дать оценку хорошо или плохо создание генетически модифицированных организмов. Может навредить ГМО нашему здоровью, или нет. Это тема отдельного разговора.

генетически модифицированные организмы

Генетически модифицированные организмы — это существа, в геноме которых, по тем или иным причинам, произошли изменения благодаря встраиванию чужой ДНК.

Если брать узко, то к ГМО, обычно, относят организмы, созданные искусственно — методами генной инженерии. Такие организмы еще называют трансгенными. Имеется в виду, что генетический материал одного вида был передан другому.

Горизонтальный и вертикальный перенос генов

Однако, в этом нет ничего принципиально нового и удивительного, ведь в природе — это один из самых распространенных явлений, которое на порядки ускоряет эволюцию органично мира. Ранее считалось, что двигателем эволюции являются лишь собственные мутации, рекомбинации и др., что связано с половым размножением — вертикальный перенос генов.

перенос генов по горизонтали

Ведь необходимо большое количество поколений для накопления определенной мутации в популяциях, поэтому новые признаки возникают только после значительного промежутка времени. Особенно это касается очень крупных животных и растений, которые имеют длительный период жизни.

Но эволюция происходит значительно быстрее, чем это считалось ранее, именно благодаря природным трансгенам. Функцию переноса генов от одного вида к другому, в природе, выполняют вирусы. Эти микроскопические внутриклеточные паразиты, заражая хозяина, непомерно размножаются и при выходе из него захватывают его ДНК.

пересадка генов

Заражая следующего хозяина, а это может быть совершенно иной вид, скажем, животных, они ему передают чужую ДНК. Например, обычный вирус гриппа поражает не только людей, но и обезьян и домашних кур, индюков и уток, аналогично, и вирус птичьего гриппа передается людям.

Поэтому, мы с Вами является генетически модифицированными трансгенными организмами, поскольку постоянно получаем чужую ДНК, но пока не превратились ни на монстров из голливудских экшенов, ни в чудовищ из ортодоксальных природоохранных организаций! Почему? Ответ прост — все живые организмы на Земле являются родственниками: набор генов в ДНК человека на 96% идентичен таковому же у шимпанзе, на 75% — у собаки, на 33% — у нарцисса.

Как создают ГМО

Так как же, с технологической точки зрения, создают ГМО? Этот процесс мало чем отличается от естественного, который рассматривался выше. Но если природный носит чисто случайный характер, то в лаборатории биотехнологи и генные инженеры целенаправленно пересаживают участки ДНК от одного организма другому, в зависимости от конечной цели.

создание ГМО

Так, наиболее распространенным является метод использования вектора — переносчика ДНК. Это могут быть вирусы, но для растений, в основном, используют бактерии. Бактерии содержат маленькие кольцевые ДНК — плазмиды, которые могут передаваться от одной клетки к другой.

Методы пересадки генов

Цель создания ГМО

С какой целью создаются ГМО? Причины могут быть разными. Сначала — это были исследования свойств ДНК и возможности ее использования. Позже, появились идеи по улучшению биокультур для производства йогуртов, пива, хлеба и т. д. Еще позже, — производство инсулина, интерферона и др. белковых препаратов.

перенос генов растениям

И наконец, — модификация растений и животных для получения лучших урожаев и приростов продукции. На сегодняшний день, в мире разгорелась настоящая война между сторонниками и противниками ГМО, активное участие в которой принимает большой бизнес, спонсируя одну и другую стороны.

Читайте также: