Проблеми генної інженерії

Проблеми і перспективи

В даному рефераті розглядаються основні проблеми такої новітньої технології, як генна інженерія. В даний час ця тема дуже актуальна. На початок 21-го століття в світі проживає близько 5 млрд. Чоловік. За прогнозами вчених до кінця 21-го століття населення
Землі може збільшитися до 10 мільярдів. Як прогодувати таку кількість людей якісною їжею, якщо і при 5 мільярдах в деяких регіонах населення голодує? Втім, навіть якщо б такої проблеми не існувало, то людство, для вирішення інших своїх проблем, прагнуло б впроваджувати в сільське господарство найбільш продуктивні біотехнології. Однією з таких технологій як раз і є генна інженерія.

Будь-яка рослина або тварина має тисячі різних ознак. Наприклад, у рослин: колір листя, величина насіння, наявність в плодах певного вітаміну тощо. За наявність кожного конкретного ознаки відповідає певний ген. Ген - від грецького genos, і перекладається як "рід", "походження". Ген являє собою маленький отрезочек молекули ДНК і генерує або породжує певний ознака рослини чи тварини. Якщо прибрати ген, який відповідає за появу певного ознаки, то зникне і сам ознака. І, навпаки, якщо додати, наприклад, рослині новий ген, то у рослини з'явиться і новий ознака. Змінена ж рослина може тепер іменуватися мутантом (з лат. - змінений).

А почалося все з того, що в 1962 р Дж. Уотсон і Ф. Крик зробили одне з найбільших відкриттів XX століття, встановивши молекулярну структуру ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти, з якої і складаються гени) і визначивши її роль в передачі спадкової інформації. Десятьма роками пізніше група американських дослідників повідомила про виділення в лабораторії першою гібридною (рекомбінантна) молекули ДНК - тобто речовини, який об'єднав в собі гени різних організмів.

З цього моменту формально і взяла старт генна інженерія. Вживлюючи ген, "позичений" у одного рослини (або тварини) іншому, біотехнологи домагаються появи нових видів з певними заданими властивостями. У 1983 році американці вивели трансгенну тютюн, невразливий для певного виду шкідників. І ось тоді почався справжній бум. Вже через 4 роки трансгенні рослини, стійкі до комах і гербіцидів, надійшли в масовий продаж. Крім того, незвичайна привабливість трансгенів криється в тому істотний факт, що біотехнології дозволяють виводити нові культури за 2-3 роки. Звичайні ж методи селекції шляхом відбору і схрещування - це 10 і більше років. За ці роки отримані, зокрема, помідори і картопля, огірки і соя, кукурудза, рапс і т.д.

На сьогоднішній день існує кілька сотень генетично змінених продуктів. Вже протягом кількох років їх вживають мільйони людей в більшості країн світу. Є дані, що подібними технологіями користуються для отримання продуктів, що реалізуються через мережу McDonalds. Багато великі концерни, типу Unilever, Nestle, Danon та інші використовують для виробництва своїх товарів генно-інженерні продукти і експортують їх в багато країн світу. Але в багатьох країнах такі продукти обов'язково повинні містити на упаковці напис "Зроблено з генетично модифікованого продукту".

Деякі вважають, що, вносячи зміни в генний код рослини чи тварини, вчені роблять те ж саме, що і сама природа. Абсолютно всі живі організми від бактерії до людини - це результат мутацій і природного відбору.

Приклад. Будь-яке рослина викинуло декілька тисяч насіння, і вони проросли. Серед тисяч з'явилися паростків деякі обов'язково будуть відрізнятися від батька, тобто фактично опиняться мутантами. Якщо зміни шкідливі для рослини, то воно загине, а якщо корисні, то воно дасть більш пристосоване і досконале потомство, і так може утворитися новий вид рослини. Але якщо природі для утворення нових видів потрібно багато сто- або тисячоліть, то вчені роблять цей процес за кілька років. Якийсь принципової ж різниці немає.

Основна маса трансгенів культивується в США, в Канаді, Аргентині, Китаї, менше - в інших країнах.

Європа ж дуже стурбована. Під натиском громадськості і організацій споживачів, які хочуть знати, що вони їдять, в деяких країнах запроваджено мораторій на ввезення таких продуктів (Австрія, Франція, Греція, Великобританія, Люксембург). В інших прийнято жорстка вимога маркувати генетично змінене продовольство.

Австрія і Люксембург заборонили виробництво генних мутантів, а грецькі фермери під чорними прапорами і з плакатами в руках увірвалися на поля в Беотії, в Центральній Греції, і знищили плантації, на яких британська фірма "Зенека" експериментувала з помідорами. 1300 англійських шкіл виключили зі своїх меню їжу, що містить трансгенні рослини, а Франція дуже неохоче і повільно дає схвалення на продаж будь-яких нових продуктів з чужими генами. В ЄС дозволені тільки три види генетично змінених рослин, а якщо точніше - три сорти кукурудзи.

Соя - поки єдина трансгенна культура, дозволена до застосування вУкаіни. На підході - трансгенна картопля, кукурудза і цукровий буряк.

врожайність культура генетичний модифікований

Проблеми і перспективи

Можливість впливати на гени дозволяє усувати причини спадкових хвороб, змінювати властивості організмів в потрібному напрямку, пересаджувати гени з одного організму в інший і привносити в нього нові ознаки. Наприклад, вже створюються нові організми, що поєднують в собі властивості тварин і рослин.

Однак досить складно визначити довготривалі наслідки генних маніпуляцій.

Проти генної інженерії:

В даний час генна інженерія технічно недосконала, оскільки вона не в змозі управляти процесом вбудовування нового гена. Тому неможливо передбачити місце вбудовування і ефекти доданого гена. Навіть в тому випадку, якщо місце розташування гена виявиться можливим встановити після його вбудовування в геном, наявні відомості про ДНК дуже неповні для того, щоб передбачити результати.

Ця заява викликала суперечливу реакцію наукової громадськості. З одного боку, інститут, в якому працював Пустаї, заявив, що результати його досліджень є необ'єктивними.

Однак незалежна комісія, створена з 20 вчених з різних країн, визнала, що висновки Пустаї правильні, а нешкідливість генетично модифікованих продуктів дійсно підлягає істотній переоцінці.

Додатковим підтвердженням того, що вплив генетично змінених продуктів на організм людини і навколишнє середовище є мало вивчено, стала заява року вченого Джона Лузі.

У той же час деякі вчені знову висловили думку про те, що лабораторні дослідження не можуть змоделювати умови живої природи, тому на них не можна повністю покладатися.

При цьому саме існування подібних протиріч свідчить, що виведення генетично модифікованих видів рослин і тварин становить певну небезпеку, обумовлену непередбачуваністю їх розвитку та поведінки в природному середовищі.

По суті, такі вже з'явилися. На Bt-кукурудзи та бавовні вже живе коробковий (бавовняний) черв'як, якому найбільш цінний природний пестицид Bacillus thuringensis (Bt) не приносить шкоди. Наївно думати, що шкідники на хитрощі учених не дадуть своїм контрударом. Як відомо, в екстремальних умовах, а процес витіснення шкідників стійкими до них рослинами інакше як екстремальним не назвеш, швидкість мутацій зростає, і невідомо, скільки знадобиться комахою часу для того, щоб пристосуватися до нових умов навколишнього середовища. І все піде по новій, тільки на більш високому рівні.

Порушення природного балансу.

Вже доведено, що багато ГМ-рослини, такі, як ГМ-табак або технічний рис, застосовуваний для виробництва пластику і лікарських речовин, смертельно небезпечні для живуть на поле або поруч з ним гризунів. Поки ці рослини ростуть лише на дослідних полях, а що станеться після повного вимирання гризунів в районах їх масових засівів - не бере передбачити ніхто.

Щось подібне сталося з озером Вікторія в 60-х роках минулого століття, коли в нього поселили нільського окуня. Потрапивши в сприятливе середовище і володіючи безперечною перевагою в силі, витривалості і плодючості, цей водний житель за лічені роки скоротив чисельність конкуруючих видів в кілька десятків разів, а більше двохсот видів знищив повністю. А через десятиліття з'ясувалося, що в результаті цього «переселення» в прибережній зоні зникли ліси, береги були розмиті, а ерозія грунту досягла небачених досі розмірів.

Вихід трансгенів з-під контролю.

На кожну упаковку з насінням генетично модифікованого Bt-бавовни фірми Monsanto нанесений напис: «У Флориді не садити на південь від Тампи (60-е шосе). Чи не для комерційного використання або продажу на Гаваях ». Що змусило керівництво цього біотехнологічного гіганта так обмежити площі посівів своїх культур? Виявляється, на Гаваях дуже поширений дикий родич бавовни Gossypium tomentosum, а в Південній Флориді - Gossypium hirsutum. Обидва вважаються в бавовництві бур'янами. Якщо генетично модифіковану бавовну запилюючи свого родича-бур'яну, то в результаті вийде стійкий до дії пестицидів і гербіцидів, що не боїться ні спеки, ні холоду, чи не гризете жуками і паразитами і страшно плідний супербур'яни. Приблизно те ж саме може статися і з багатьма іншими видами культурних рослин, таких, як масляної рапс, картопля, томати або боби. У всіх них є і досить широко поширені дикі родичі, які є часто одними з головних в силу подібності умов життя бур'янами основної культури.

До речі кажучи, навіть культурний ріпак найчастіше є бур'яном для інших культур, але в силу його зніженості він вважається бур'яном малозначущим. Генетично модифікований ріпак зніженим назвати не можна. Озброєний міццю сучасної науки, він дасть фору в сто очок за виживання будь-якій культурі. І пшеничні поля досить швидко можуть перетворитися в технічні ріпакові. Вже були зафіксовані випадки, коли ГМ-ріпак наділив стійкістю до гербіцидів свою бур'янисту родичку - дику гірчицю.

Вихід один: слід прикривати прозорим ковпаком всякі посадки генетично модифікованих рослин, щоб, не дай бог, ні одне зернятко, жодна порошинка не вирвався назовні.

З приводу алергічної небезпеки ГМ-продуктів відомий британський вчений, доктор Мей Ван Хо, сказав: «Немає жодних відомих способів передбачити алергію на ГМ-їжу. Алергічна реакція зазвичай виникає через деякий час після появи і розвитку чутливості до алергену ».

Можлива токсичність і небезпеку для здоров'я.

Британський вчений Арпад Пуштай, який назвав ГМ-продукти "їжею для зомбі", вважає, що вони завдають колосальної шкоди здоров'ю.

У 1989 році одна з найбільших японських хімічних компаній Showa Denko поставила на американський ринок новий ГМ-варіант відомої харчової добавки L-tryptophan. В результаті 37 людей загинули, а понад 5000 стали інвалідами з потенційно смертельним діагнозом - синдром еозіафільной міалгії (EMS) (невиліковне і надзвичайно хворобливе захворювання крові). Крім того, добре відомо, що проявів токсичної дії білка можна чекати понад тридцять років, за прикладом далеко ходити не треба, достатньо згадати гучне «коров'ячий сказ», викликане саме білком, пріонів. Білки, з яких складаються ГМ-продукти, принципово нові, так як є гібридами білків рослинного і бактеріального походження.

Питається: чи достатньо для з'ясування їх безпеки встановлених зараз трирічних випробувань?

Директор Інституту сільськогосподарської біології Сміла Патика разом з колегами з Всеукраїнського інституту сільськогосподарської мікробіології (Санкт-Петербург) і чеськими мікробіологами після двадцятирічних досліджень прийшов до висновку, що «за певних умов білок-токсин, якщо його ввести в ГМ-картопля, може виступити вельми сильним канцерогенним фактором ».

Стійкість до дій антибіотиків.

Для того щоб зрозуміти, «вбудувався» чи потрібний ген в ланцюжок ДНК, фахівці-генетики постачають його спеціальним «прапорцем». Найчастіше в ролі цього «прапорця» виступає ген стійкості до антибіотиків. Якщо цільова клітина після «запилення» новим геном витримує дію цього антибіотика, значить, мета досягнута, і ген успішно впроваджений. Проблема полягає в тому, що, одного разу запровадивши цей ген в ДНК, вивести його вже не можна. В результаті виникає подвійна небезпека. По-перше, вживання в їжу стійких до антибіотиків продуктів неминуче нейтралізує дію антибіотиків, прийнятих в якості ліків. А по-друге, поява великої кількості антибіотикостійких рослин може спричинити за собою появу антибіотикостійких бактерій. Щось подібне вже спостерігалося кілька років тому в Данії, коли тисячі людей стали жертвами епідемії сальмонельозу, викликаної новим, стійким до антибіотиків, штамом сальмонели.

4. Чи можуть виникнути нові й небезпечні віруси. Експериментально показано, що вбудовані в геном гени вірусів можуть з'єднуватися з генами інфекційних вірусів. Такі нові віруси можуть бути агресивнішими, ніж вихідні.

Вони можуть стати також менш видоспецифічними. Наприклад, віруси рослин можуть стати шкідливими для корисних комах, тварин, а також людей.

При цьому прихильники генної інженерії заявляють, що створювані з її допомогою продукти можуть вирішити проблему світового голоду. Однак їхні опоненти підкреслюють високу потенційну небезпеку зосередження генетичних технологій в руках приватних компаній через патентування певних життєвих форм, які можуть витіснити традиційні сільськогосподарські культури і породи тварин.

Проте всеосяжне вивчення економічного ефекту від використання генних технологій (зокрема, рівня врожайності і кількості використовуваних хімічних добрив) були проведені лише в минулому році. І результати досить суперечливі.

Так, в деяких випадках врожайність генетичних модифікованих культур була помітно нижче, ніж у традиційних.

Таким чином, вчені прийшли до висновку, що ефективність нових культур також залежить від багатьох приватних чинників, в тому числі поширення бур'янових рослин і комах-паразитів, погодних умов і типу грунту.

При цьому лише незначна частина продуктів харчування з генетично модифікованих сільськогосподарських культур мають більш високі поживні властивості. А іноді вони надають навіть негативний вплив, що ставить під сумнів перспективу їх поширення.

Одне з найнебезпечніших властивостей модифікованого насіння - це їх "кінцева технологія". Вчені добилися того, що рослини, що йдуть на продаж, стали безплідними, не здатними виробляти насіння. Це означає, що фермери не можуть зібрати насіння на наступний рік, і повинні купувати їх знову. (Але ж у даний час 80% врожаїв в країнах, що розвиваються отримують з вирощених фермерами насіння!) Зрозуміло, що основна мета "кінцевої технології" - підвищити доходи компанії, що виробляє насіння.

- вони становлять загрозу для виживання мільйонів дрібних фермерів.

- Вони зосередять контроль над світовими харчовими ресурсами в руках невеликої групи людей. Всього десять компаній можуть контролювати 85% глобального агрохімічного ринку.

- Вони позбавлять західних споживачів свободи вибору в придбанні продуктів.

ГМО-дуже перспективний, але маловивчене і оповите домислами напрямок. Якщо виключити всі вищевказані проблеми-то перед нами рішення проблеми голоду.

Розміщено на Allbest.ur