Organizmy modyfikowane genetycznie

Co to jest…? „Rośliny transgeniczne” to rośliny zawierające w swych komórkach włączony do chromosomu gen obcego organizmu. Organizmy te otrzymuje się metodami inżynierii genetycznej.

Jak powstają…? Powstają w wyniku procesu, który najogólniej opisać można w taki sposób, iż naukowcy „rozrywają” strukturę DNA w konkretnych miejscach przy użyciu specjalnych enzymów i wkładają w nie nowe geny. Mogą oni w ten sposób przemieścić dowolne geny z jednego organizmu do drugiego- zmieniając w ten sposób strukturę DNA, a zatem także naturalne cechy i właściwości organizmu. Manipulacja tych cech ma oczywiście ukierunkowany charakter. Proces ten dokładniej polega na wprowadzeniu do pojedynczych komórek roślin hodowlanych nowych, zmienionych genów.

Metody otrzymywania organizmów transgenicznych

Metody z wykorzystaniem wektora W tej metodzie wykorzystuje się wektory do wprowadzenia materiału genetycznego do komórek roślinnych. Są nimi bakterie z rodzaju Rhizobium (Agrobacterium tumefaciens i Agrobacterium rhizogenes), które posiadają naturalną zdolność do wprowadzenia swojego DNA do roślin. Metodę tą stosuje się wyłącznie do roślin dwuliściennych, ponieważ tylko one ulegają zarażeniu przez Agrobacterium.

Metody bez wykorzystania wektora Są to metody polegające na bezpośrednim wprowadzeniu DNA do komórek roślinnych. Pozwalają one na transformowanie dowolnych roślin. - Z użyciem PEG, chemiczna- polega na wykorzystaniu glikolu polietylenowego, który powoduje zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej, poprzez wprowadzenie do jej chwilowej, odwracalnej dezorganizacji. To pozwala na wniknięcie transgenu do komórek, wraz z DNA nośnikowym.

Metody bez wykorzystania wektora c.d. - Mikroiniekcja- polega na wprowadzeniu DNA za pomocą igły mikromanipulatora, doświadczenie wykonywane jest ręcznie przez człowieka. Metoda praco- i czasochłonna.

Modyfikacje roślin

Modyfikacje roślin-typy: Odporność na herbicydy, Odporność na choroby, Odporność na owady, Odporność na niekorzystne warunki środowiska, Poprawa cech jakościowych.

Odporność na herbicydy Herbicydy- chemiczne środki ochrony roślin, środki chwastobójcze. Najpowszechniejsze modyfikacje roślin; nadanie odporności na działanie herbicydu pozwala na jego stosownie, bez obawy o zniszczenie rośliny uprawianej. Modyfikowana roślina posiada albo zupełnie nowe, albo dodatkowe kopie obcego już w niej genu, który odpowiedzialny jest za wytwarzanie enzymów rozkładających herbicydy.

Odporność na choroby- powodowane przez grzyby, wirusy, bakterie Odporność na choroby grzybowe i bakteryjne uzyskuje się poprzez wprowadzenie transgenu kodującego enzymy- hitynaza, glukanaza, które niszczą ich ścianę komórkową. Odporność na wirusy uzyskuje się poprzez wprowadzenie do rośliny genów białek płaszcza (kapsydu) danego wirusa, a także jego enzymów: replikazy, proteazy- pojawienie się tych białek powoduje, że późniejsza infekcja tym wirusem jest słabsza lub skutki choroby pojawiają się z dużym opóźnieniem.

Odporność na owady-szkodniki Gen odpowiedzialny za taka odporność- gen Bt- uzyskuje się z bakterii glebowej Bacillus thuringensis. Gen ten koduje specyficzne białko -Cry- które jest toksyczne dla owadów. Szkodniki po zjedzeniu komórek rośliny umiera. Białko uzyskuje swoją toksyczność tylko wewnątrz przewodu pokarmowego określonych gatunków szkodników, nie jest toksyczne dla innych organizmów np. dla człowieka.

Odporność na niekorzystne warunki środowiska Czyli na mróz, wysoką temperaturę, suszę i zasolenie gleby, nadmiar promieniowania- umożliwia uprawę rośli na terenach dotychczas niekorzystnych dla nich. Także uzyskuje się rośliny odporne na zanieczyszczenia środowiska, głównie szkodliwe metale w glebie. Tworzy się także rośliny zdolne do akumulacji metali ciężkich- dzięki temu pobierając je gleby oczyszczają środowisko np. gorczyca.

Poprawa cech jakościowych Są to m.in. Modyfikacje powodujące opóźnienie dojrzewania (zwiększenie trwałości)- poprzez wprowadzenie dodatkowych genów PG- kodującego poligalakuronazę. Modyfikacja taka uniemożliwia powstawanie enzymów rozkładających ścianę kom., przez co warzywa i owoce dłużej pozostawały świeże, co ma duże znaczenie głównie w transporcie.

PRZYKŁADY… KUKURYDZA Odporność na owady (szkodniki), Wytwarzanie substancji wykorzystywanych do produkcji leków i szczepionek.

... POMIDOR Spowolnienie procesu dojrzewania Zwiększenie suchej masy Poprawa barwy, smaku Odporność na środki chwastobójcze Odporność na szkodniki Zwiększenie odporności na niekorzystne warunki środowiska

… SOJA Odporność na środki ochrony roślin-herbicydy, Odporność na wirusy, Odporność na szkodniki, Obniżona zawartość kwasu palmitynowego.

… TRUSKAWKI Wyższa słodkość owoców, Spowolnienie dojrzewania, Odporność na mróz. SAŁATA Produkuje szczepionkę przeciw zapaleniu wątroby typu B; jedząc ją można się zaszczepić.

… „ZŁOTY RYŻ” charakteryzuje się zwiększoną produkcją beta-karotenu, prekursora witaminy A - powoduje to też żółte zabarwienie nasion, stąd nazwa „złoty”.

Zalety modyfikowanej żywności Odporność na herbicydy Wzrost wartości odżywczej Poprawa wyglądu, smaku Zdolność do wytwarzania własnych insektycydów Odporność na choroby przenoszone przez mikroorganizmy Możliwość wzrastania w niesprzyjających warunkach Zdolność do samodzielnego wiązania azotu atmosferycznego Wzrost podatności na długie przechowywanie czy daleki transport

Wady modyfikowanej żywności Wprowadzenie żywności odpornej na dane insekty może spowodować zagrożenie gatunku, który się nim żywi, wywoła to rekcję łańcuchową i po kolei będą wymierać gatunki, które znajdują się wyżej w piramidzie pokarmowej lub powstaną nowe gatunki, przez co zachwieje się równowaga w przyrodzie. Genetycy zmieniają charakter żywności - bez długich i dokładnych testów nie można jednoznacznie stwierdzić, czy zmodyfikowane pożywienie jest w pełni bezpieczne.

Wśród ewentualnych zagrożeń dla ludzkiego zdrowia wymienić należy: toksyczność wzrost ryzyka zachorowalności na choroby nowotworowe mniejszą wartość odżywczą

Zwierzęta transgeniczne, GMO - przykłady modyfikacji 1. Modyfikacje mające na celu wytwarzanie w organizmie zwierząt genetycznie zmienionych białek wykorzystywanych jako leki - czyli wykorzystywanie ich jako bioreaktorów. Modyfikowane w tym celu są głównie krowy, kozy, owce, gdyż pożądane białka wytwarzane są w gruczołach mlecznych i wydzielane z mlekiem. Produkowana jest antytrombina - ludzki enzym - czynnik krzepliwości krwi, pozwala na kontrolę powstawania zakrzepów, produkcja antytrypsyny - stosowanej w leczeniu rozedmy płuc, erytropoetyny - leczenie anemii.

Zwierzęta transgeniczne, GMO - przykłady modyfikacji 2. Uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych. 3. Krowy dające więcej mleka, oraz mleko specjalnie przystosowane do produkcji serów. 4. Odporność na choroby. Podobnie jak w przypadku modyfikacji roślin, modyfikacje warunkujące oporność na niektóre choroby. 5. Modyfikowane świnie jako dawcy narządów.

Zwierzęta transgeniczne, GMO - przykłady modyfikacji 6. Modyfikacje do celów naukowych zwierząt laboratoryjnych - myszy, szczurów. 7. Owce wytwarzające wełnę toksyczną dla moli i nie kurczącą się w praniu. 8. Lepsza jakość mięsa, mleka. 9. Transgeniczne koty dla alergików - ich sierść nie powoduje alergii. 10. Transgeniczne rybki akwariowe z genami z meduzy, dzięki którym fluoryzują w ciemności (rybki są bezpłodne - nie mogą się krzyżować w przypadku wydostania się do środowiska).

STREFY WOLNE OD GMO Strefą wolną od GMO jest obszar w obrębie którego nie są uprawiane rośliny modyfikowane genetycznie, nie są przetwarzane, ani sprzedawane. Strefę wolną od GMO może być: województwo, powiat, gmina, miejscowość, a także przetwórnia, sklep, czy gospodarstwo. Pierwszą w Polsce strefą wolną od GMO została gmina Chmielnik, dnia 23 lipca 2004 uchwałą Rady Gminy Chmielnik.

Produkty GMO w Polsce 1. Zdecydowana większość modyfikowanej genetycznie soi jest wykorzystywana jako pasza dla zwierząt. 2. Wg aktualnie obowiązującego prawa produkty zawierające w swoim składzie powyżej 1% masy składników modyfikowanych genetyczne muszą zawierać stosowną informację na opakowaniu. Nie jest wymagane – do czego dążą przeciwnicy GMO – aby np. szynka ze świni karmionej soją modyfikowaną genetycznie miała podobne znaczenie. 3. W Stanach Zjednoczonych nie ma obowiązku oznakowywania produktów ze składnikami modyfikowanymi genetycznie jeżeli nie różnią się one od naturalnych – np. olej z rzepaku transgenicznego jest pod względem chemicznym identyczny z olejem z rzepaku niemodyfikowanego.

Produkty GMO w Polsce 4. W Polsce prowadzone są kontrole, czy producenci stosują się do ustawowego nakazu informowania o składnikach modyfikowanych genetycznie. Kontrole wykazują, że izolaty i koncentraty białka sojowego oraz w mniejszym stopniu mąka sojowa i kukurydziana, były najczęściej wprowadzanymi na polski rynek artykułami rolno-spożywczymi potencjalnie zawierającymi produkt GMO. 5. Jako ciekawostka, to właśnie w listopadzie 2005 Greenpeace blokowało wpłynięcie statku z soją modyfikowaną genetycznie do portu w Zatoce Gdańskiej (fotografie na dalszych slajdach).

Zakaz GMO w Polsce Na skutek zakazu upraw GMO wprowadzonego 2 stycznia przez rząd, w Polsce nie będzie można uprawiać roślin modyfikowanych genetycznie. Wiele organizacji ekologicznych, rolników i naukowców uznaje to za sukces, ale nie ostatni krok na drodze do wyeliminowania GMO ze środowiska i żywności. Rada Ministrów przyjęła przygotowane przez Ministerstwo Rolnictwa rozporządzenia, w których zakazuje się upraw na terenie Polski dwóch roślin modyfikowanych genetycznie – kukurydzy MON 810 firmy Monsanto i ziemniaka Amflora firmy BASF. W ten sposób rząd wywiązał się z publicznie składanych zapewnień, że mimo zniesienia zakazu obrotu materiałem nasiennym roślin modyfikowanych genetycznie w znowelizowanej ustawie o nasiennictwie, rośliny te nie zostaną wpuszczone na nasze pola. Polska dołączyła tym samym do grona ośmiu państw UE, w tym takich potęg rolnych jak Francja i Niemcy, które zakazały upraw GMO na swoim terytorium.

Konsekwencje stosowania roślin modyfikowanych Rozwój oporności u owadów co prowadzi do powstania opornych populacji szkodników Powstawanie nowych alergenów i toksyn Zachwianie funkcji organizmów symbiotycznych Niebezpieczeństwo ucieczki genu do roślin spokrewnionych Pojawienie się opornych chwastów Zagrożenia ekonomiczne. Uzależnienie produkcji rolnej od kilku koncernów Rozwój oporności na antybiotyki

Literatura: Włodzimierz Bednarski, Arnold Reps „Biotechnologia żywności” wyd. Naukowo- techniczne Warszawa 2001 Stefan Nalepszy „Biotechnologia roślin” wyd. Naukowe PWN Warszawa 2005 „Biotechnologia. Podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne”. Aleksander Chmiel, W-wa 2002. strona internetowa http://www.biotechnolog.pl http://www.greenpeace.org/poland/pl/wydarzenia/polska/Uprawy-GMO-nielegalne---Rzd-wprowadza-zakazy/

KONIEC Dziękuję za uwagę!