МОЛЕКУЛЯРНО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ОРГАНИЗМОВ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ ГМО
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 История возникновения ГМО 7
1.2 Определение понятия ГМО 10
1.3 Положительные стороны ГМО 11
1.4 Неблагоприятные стороны ГМО 20
1.4.1 ГМО и здоровье человека 22
1.4.2 Токсичность 23
1.4.3 Аллергия 25
1.4.4 Онкология 26
1.4.5 Экологические риски 27
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ГМО 30
2.1 Получение трансгенных микроорганизмов 30
2.2 Получение трансгенных растений 32
2.2.1 Перенос генов в растения из бактерий рода Agrobacterium 34
2.2.3 Получение трансгенных растений с помощью бинарной векторной
системы A. tumefaciens 40
2.2.4 Прямой метод введения трансгена в растения 43
2.2.5 Перенос генов в растения с помощью вирусов 45
2.3 Получение трансгенных животных 48
2.3.1 Пронуклеарная микроинъекция 49
2.3.2 Эмбриональные стволовые клетки 53
2.3.3 Ретровирусы 54
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ ГМО 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ 72
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 История возникновения ГМО 7
1.2 Определение понятия ГМО 10
1.3 Положительные стороны ГМО 11
1.4 Неблагоприятные стороны ГМО 20
1.4.1 ГМО и здоровье человека 22
1.4.2 Токсичность 23
1.4.3 Аллергия 25
1.4.4 Онкология 26
1.4.5 Экологические риски 27
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ГМО 30
2.1 Получение трансгенных микроорганизмов 30
2.2 Получение трансгенных растений 32
2.2.1 Перенос генов в растения из бактерий рода Agrobacterium 34
2.2.3 Получение трансгенных растений с помощью бинарной векторной
системы A. tumefaciens 40
2.2.4 Прямой метод введения трансгена в растения 43
2.2.5 Перенос генов в растения с помощью вирусов 45
2.3 Получение трансгенных животных 48
2.3.1 Пронуклеарная микроинъекция 49
2.3.2 Эмбриональные стволовые клетки 53
2.3.3 Ретровирусы 54
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ ГМО 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ 72
Актуальность работы. ДНК изучена достаточно хорошо. Молекуле ДНК посвящено более двух миллионов научных статей. Её можно представить, как документ, который составлен из четырёх символов - нуклеотидов. Общая сумма нуклеотидов, образующих хромосомы, носит название - геном. Каждый обособленный функциональный элемент наследственности генома называется геном. В настоящее время, применяя разработки генной инженерии, генетический материал можно вырезать, изменить или переместить его из генома определенного организма в геном другого, а также уже есть гены, полученные путем синтеза в пробирке. Организмы, наследственный материал которых преобразована приемами генной инженерии, именуются «генетически модифицированными» (ГМ). Любой генетически модифицированный организм (ГМО) обладает признаками, отличающиеся от материнского организма, из которого он был получен.
Генная инженерия открыла новую эпоху в развитии общественноэкономических отношений. Она применяется в самых разнообразных областях жизни человека. Она стала неотъемлемой частью фундаментальных научных исследований, лечении различных наследственных заболеваний. Генная инженерия имеет место быть даже в искусстве и сфере развлечений. Под влиянием генной инженерии происходит формирование новых рынков товаров и услуг, изменяются способы производства, возникают новые виды деятельности и возможно исчезновение некоторых традиционных, а также трансформируется вид и общее направление потоков инвестиций.
Применение методов генной инженерии влечет за собой серьезные изменения в сферах сельского хозяйства, промышленного производства, энергетики, медицины и ветеринарии. Современные биотехнологии - это широкие перспективы, которые несут с собой большие преимущества, а также возможные не выявленные риски. Насколько использование генетически модифицированных организмов перспективно и безопасно - на данный вопрос сейчас должны ответить деятели науки и специалисты уважаемых международных и общественных организаций. Но главной темой дискуссий, связанных с современными биотехнологиями, является употребление ГМО в качестве пропитания.
На данный момент народонаселение планеты достигло семи миллиардов человек. По прогнозам ученых народонаселение Земли к 2050 году достигнет 9-11 млрд. человек.
На сегодняшний день несмотря на рекордные результаты в сельском хозяйстве, примерно миллиард человек на Земле все время испытывает нехватку продовольствия. Также из-за питания, в котором не хватает витаминов, белков, жиров, углеводов, микро- и макроэлементов страдают еще примерно один миллиард человек, в том числе 165 миллионов детей до пяти лет.
В связи с этим необходимо удвоение или даже утроение мирового производства продукции в области сельского хозяйства, а также улучшение качества продуктов питания. Этого невозможно достичь без применения трансгенных растений. Генная инженерия способствует росту урожайности возделываемых земель, приводит к удешевлению продуктов питания и улучшению их свойств, в ряде случаев происходит сокращение издержек производства. Генная инженерия позволяет получить растения с такими признаками, которые не могут быть получены с помощью традиционных методов.
По последним данным генетически модифицированные организмы одобрены в сорока странах [82].
Целью данной работы является ознакомление с молекулярно-биохимическими основами генетической модификации организмов. Оценка использования и безопасности ГМО.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать литературные источники по теме исследования.
2. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации микроорганизмов.
3. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации растений.
4. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации животных.
5. Ознакомление с использованием и безопасностью ГМО.
Бакалаврская работа написана на 77 листах, содержит 2 рисунка и список литературы на русском и английском языках из 82 источников.
Генная инженерия открыла новую эпоху в развитии общественноэкономических отношений. Она применяется в самых разнообразных областях жизни человека. Она стала неотъемлемой частью фундаментальных научных исследований, лечении различных наследственных заболеваний. Генная инженерия имеет место быть даже в искусстве и сфере развлечений. Под влиянием генной инженерии происходит формирование новых рынков товаров и услуг, изменяются способы производства, возникают новые виды деятельности и возможно исчезновение некоторых традиционных, а также трансформируется вид и общее направление потоков инвестиций.
Применение методов генной инженерии влечет за собой серьезные изменения в сферах сельского хозяйства, промышленного производства, энергетики, медицины и ветеринарии. Современные биотехнологии - это широкие перспективы, которые несут с собой большие преимущества, а также возможные не выявленные риски. Насколько использование генетически модифицированных организмов перспективно и безопасно - на данный вопрос сейчас должны ответить деятели науки и специалисты уважаемых международных и общественных организаций. Но главной темой дискуссий, связанных с современными биотехнологиями, является употребление ГМО в качестве пропитания.
На данный момент народонаселение планеты достигло семи миллиардов человек. По прогнозам ученых народонаселение Земли к 2050 году достигнет 9-11 млрд. человек.
На сегодняшний день несмотря на рекордные результаты в сельском хозяйстве, примерно миллиард человек на Земле все время испытывает нехватку продовольствия. Также из-за питания, в котором не хватает витаминов, белков, жиров, углеводов, микро- и макроэлементов страдают еще примерно один миллиард человек, в том числе 165 миллионов детей до пяти лет.
В связи с этим необходимо удвоение или даже утроение мирового производства продукции в области сельского хозяйства, а также улучшение качества продуктов питания. Этого невозможно достичь без применения трансгенных растений. Генная инженерия способствует росту урожайности возделываемых земель, приводит к удешевлению продуктов питания и улучшению их свойств, в ряде случаев происходит сокращение издержек производства. Генная инженерия позволяет получить растения с такими признаками, которые не могут быть получены с помощью традиционных методов.
По последним данным генетически модифицированные организмы одобрены в сорока странах [82].
Целью данной работы является ознакомление с молекулярно-биохимическими основами генетической модификации организмов. Оценка использования и безопасности ГМО.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать литературные источники по теме исследования.
2. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации микроорганизмов.
3. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации растений.
4. Изучить молекулярно-биохимические основы генетической модификации животных.
5. Ознакомление с использованием и безопасностью ГМО.
Бакалаврская работа написана на 77 листах, содержит 2 рисунка и список литературы на русском и английском языках из 82 источников.
Первые ГМ-микроорганизмы были получены благодаря векторной трансформации. Использование векторных молекул ДНК - простой и надежный способ. Благодаря наличию важной особенности строения генома бактерий - наличию у них плазмид позволило генным инженерам создавать ГМО. Плазмида со встроенным целевым геном образует гибридную ДНК, которую переносят в бактерию. Включение чужеродной ДНК в клетку бактерии встречается в природе, что свидетельствует о том, что трансформация - это естественный биологический процесс.
На данный момент одним из самых эффективных методов получения трансгенных животных считается метод переноса клонированных генов в ядра зигот или эмбриональных стволовых клеток. Надежным способом внедрения чужеродных генов в животную клетку считается инфицирование предымплантированных эмбрионов рекомбинантными ретровирусами.
Сегодня для получения трансгенных животных, помимо микроинъекций, применяются и другие экспериментальные приемы, такие как электропорация. Все методы переноса чужеродных генов в геном клеток животных пока ещё не очень эффективны.
Растения имеют важнейшее достоинство перед животными в опытной биологии. Тотипотентность растений открывает перед молекулярными биологами широкие возможности в создании ГМ-растений.
Изучение основных закономерностей переноса фрагментов плазмидной ДНК из агробактерий в ядро клетки растения сыграло главную роль в развитии генной инженерии растений. Выяснение данного процесса позволило разработать простую и надежную систему введения чужеродных генов в ядро клеток растений. Также хорошими методами считаются перенос генов в растения с помощью вирусов и "обстрел" клеток металлическими частицами на поверхности которых находятся рекомбинантные молекулы ДНК.
Значение генной инженерии для будущего человечества сложно постичь в полной мере. Уже сегодня уровень коммерциализации и скорость развития современных биотехнологий стремителен, несмотря на то, что знания о генах еще довольно скудны.
Необходимо отметить, что на данный момент нет научно подтвержденных экспериментальных данных, указывающих на небезопасность генетически модифицированных организмов. За последние 30 лет ни один человек не погиб в связи с употреблением продуктов, содержащих ГМО. Но это не повод считать ГМО абсолютно безопасными для человека и окружающей среды. ГМО - по сути такие же натуральные, как и селекционные сорта растений, но и натуральные сорта порой несут в себе угрозу для жизни. Поэтому нужно относиться к ГМО как к обычным организмам, не применяя двойных стандартов.
Данные опросов подтверждают, что население России с опаской относятся к этой биотехнологии, особенно использования ГМО в качестве продуктов питания, но это только означает, что они недостаточно хорошо информированы и склонны совершать натуралистическую ошибку.
На данный момент одним из самых эффективных методов получения трансгенных животных считается метод переноса клонированных генов в ядра зигот или эмбриональных стволовых клеток. Надежным способом внедрения чужеродных генов в животную клетку считается инфицирование предымплантированных эмбрионов рекомбинантными ретровирусами.
Сегодня для получения трансгенных животных, помимо микроинъекций, применяются и другие экспериментальные приемы, такие как электропорация. Все методы переноса чужеродных генов в геном клеток животных пока ещё не очень эффективны.
Растения имеют важнейшее достоинство перед животными в опытной биологии. Тотипотентность растений открывает перед молекулярными биологами широкие возможности в создании ГМ-растений.
Изучение основных закономерностей переноса фрагментов плазмидной ДНК из агробактерий в ядро клетки растения сыграло главную роль в развитии генной инженерии растений. Выяснение данного процесса позволило разработать простую и надежную систему введения чужеродных генов в ядро клеток растений. Также хорошими методами считаются перенос генов в растения с помощью вирусов и "обстрел" клеток металлическими частицами на поверхности которых находятся рекомбинантные молекулы ДНК.
Значение генной инженерии для будущего человечества сложно постичь в полной мере. Уже сегодня уровень коммерциализации и скорость развития современных биотехнологий стремителен, несмотря на то, что знания о генах еще довольно скудны.
Необходимо отметить, что на данный момент нет научно подтвержденных экспериментальных данных, указывающих на небезопасность генетически модифицированных организмов. За последние 30 лет ни один человек не погиб в связи с употреблением продуктов, содержащих ГМО. Но это не повод считать ГМО абсолютно безопасными для человека и окружающей среды. ГМО - по сути такие же натуральные, как и селекционные сорта растений, но и натуральные сорта порой несут в себе угрозу для жизни. Поэтому нужно относиться к ГМО как к обычным организмам, не применяя двойных стандартов.
Данные опросов подтверждают, что население России с опаской относятся к этой биотехнологии, особенно использования ГМО в качестве продуктов питания, но это только означает, что они недостаточно хорошо информированы и склонны совершать натуралистическую ошибку.
