GENETYCZNE MODYFIKOWANE ORGANIZMY (GMO) A ŚRODOWISKO Zastosowanie drobnoustrojów- na przykładzie Bacillus thuringiensis

Biotechnologia jest jedną z dyscyplin naukowych, która integruje nauki przyrodnicze i techniczne. W wyniku procesów biotechnologicznych i inżynierii genetycznej powstają nowe organizmy – zwane GMO, które nie powstałyby w naturalnych warunkach. Rozwój tej dziedziny nauki dowiódł, że w drodze inżynierii genetycznej można dokonać zmian cech wielu organizmów powodując tym samym zmianę ich wartości użytkowej. Produkty te coraz częściej pojawiają się na rynku, budząc wiele kontrowersji, szczególnie w odniesieniu do problematyki bezpieczeństwa tych produktów dla zdrowia człowieka i ich wpływu na inne organizmy w środowisku. W związku z powyższym zachodzi potrzeba oceny stopnia zagrożenia tych produktów dla zdrowia ludzi i środowiska.

CO TO SĄ ORGANIZMY TRANSGENICZNE? Organizm – przez organizm w ustawie rozumie się każdą jednostkę biologiczną, komórkową lub niekomórkową, zdolną do replikacji i przenoszenia materiału genetycznego;przez organizm rozumie się także kultury komórkowe i tkankowe roślin i zwierząt oraz plazmidy. Organizm genetycznie zmodyfikowany – rozumie się organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, w szczególności przy zastosowaniu: Technik rekombinacji DNA z użyciem wektorów; Technik stosujących bezpośrednie włączenie materiału dziedzicznego przygotowanego poza organizmem (mikro- i makroinjekcji); Metod nie występujących w przyrodzie dla połączenia materiału genetycznego, co najmniej 2 różnych kom., co daje nową komórkę zdolną do przekazywania materiału genetycznego odmiennego od materiału wyjściowego komórek potomnych.

Podstawowe regulacje prawne z zakresu GMO w Unii Europejskiej i Polsce Podstawowymi aktami prawnymi Unii Europejskiej normującymi zagadnienia związane z organizmami genetycznie zmodyfikowanymi są: 1.Dyrektywa Rady z 23.04.1990 r. w sprawie zamkniętego użycia genetycznie zmodyfikowanych organizmów – dyrektywa ta reguluje zamknięte użycie genetycznie zmodyfikowanych organizmów, nakłada na państwo obowiązek podjęcia właściwych środków w celu uniknięcia zagrożeń, które mogłyby wywierać negatywny wpływ na zdrowie ludzi i na środowisko. W dyrektywie wyróżnia się 4 typy operacji w zależności od stopnia zagrożenie; 2.Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z 12.03.2001r. w sprawie zamierzonego uwalniania do środowiska organizmów genetycznie zmodyfikowanych

Powyższa Dyrektywa reguluje zamierzone uwolnienie GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu (cele eksperymentalne) oraz wprowadzanie do obrotu produktów GMO. Wprowadza obowiązek uwzględnienia skumulowanych oddziaływań danego GMO na środowisko i zdrowie ludzi, przedstawienie danych dotyczących oddziaływań następuje przy sporządzaniu przez użytkownika dokumentacji oceny zagrożenia.

Szczególnie ważnym dokumentem prawa międzynarodowego mającym zastosowanie do transgranicznego przemieszczania, tranzytu, przekazywania i wykorzystania wszystkich żywych zmodyfikowanych organizmów, które mogą mieć negatywny wpływ na zachowanie i zrównoważone użytkowanie różnorodności biologicznej, z uwzględnieniem także zagrożeń dla ludzkiego zdrowia jest „Protokół kartageński o bezpieczeństwie biologicznym do Konwencji o różnorodności biologicznej.” Protokołu nie stosuje się do transgranicznego przemieszczania żywych zmodyfikowanych organizmów będących środkami farmaceutycznymi przeznaczonymi dla ludzi, których dotyczą inne odpowiednie umowy międzynarodowe lub działania organizacji międzynarodowych. Rzeczpospolita Polska ratyfikowała powyższy dokument w dniu 26 listopada 2003 roku. Wszedł on dla Polski w życie w dniu 09 marca 2004 roku

W Polsce podstawowym aktem prawnym regulującym sprawy organizmów genetycznie zmodyfikowanych jest:ustawa z dnia 22 czerwca 2001 r. o organizmach genetycznie zmodyfikowanych (GMO), która weszła w życie z dniem 26 października 2001 r. Zakres przedmiotowy tej ustawy obejmuje zamknięte użycie organizmów genetycznie zmodyfikowanych (GMO), zamierzone uwalnianie GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu, wprowadzanie do obrotu produktów GMO, wywóz za granice i tranzyt produktów GMO oraz właściwość organów administracji rządowej w sprawach GMO. Ustawa o GMO normuje zasadniczą część spraw związaną z GMO, z wyłączeniem zagadnień modyfikacji genetycznych genomu ludzkiego oraz żywności i środków farmaceutycznych pochodzących z GMO, w stosunku do których stosuje się przepisy o warunkach zdrowotnych żywności i żywienia oraz środkach farmaceutycznych. Celem ustawy o GMO jest zapewnienie bezpieczeństwa biologicznego i ochrona środowiska oraz zdrowia ludzi w związku z podjęciem działań, których przedmiotem są organizmy genetycznie zmodyfikowane. Ustawa o GMO transponuje zagadnienia przepisów prawa europejskiego jak i zagadnienia objęte Protokołem kartegeńskim o bezpieczeństwie biologicznym.

Wyróżniamy następujące akty wykonawcze: rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2002 roku w sprawie określenia szczegółowego sposobu przeprowadzenia oceny zagrożeń dla zdrowia ludzi i środowiska w związku z podjęciem działań polegających na zamkniętym użyciu GMO, zamierzonym uwolnieniu GMO do środowiska, w tym wprowadzeniu do obrotu produktów GMO; rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lutego 2002 roku w sprawie określenia szczegółowego sposobu funkcjonowania Komisji do spraw GMO; rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002 roku w sprawie określenia listy organizmów patogennych oraz ich klasyfikacji; rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 roku w sprawie określenia wzorów wniosków dotyczących zgód i zezwoleń na działania w zakresie organizmów genetycznie zmodyfikowanych ; rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 19 kwietnia 2002 roku w sprawie urządów celnych właściwych dla przywozu i wywozu produktów GMO.

CELE MODYFIKACJI: Odporność na herbicydy-chemiczne środki ochrony roślin (soja, rzepak); Odporność na choroby wirusowe, grzybowe, bakteryjne; Odporność na niekorzystne warunki środowiska (zasolenie gleby, mróz, susza, metale ciężkie); Poprawa lub nadanie nowych cech jakościowych (pomidor Flavr Savr, ”Golden Rice”, szczepionki w warzywach; Odporność na szkodniki – modyfikacja Bt (kukurydza, bawełna);

Komentarz: ODPORNOŚĆ NA HERBICYDY-najpowszechniejsza modyfikacja (gł. soja i rzepak) pozwala na stosowanie herbicydu bez obawy o zniszczenie uprawianych roślin. Giną chwasty, przeżywają rośliny uprawne. Do roślin wprowadzany jest gen, który odpowiada za produkcję enzymu rozkładającego dany herbicyd; ODPORNOŚĆ NA NIEKORZYSTNE WARUNKI ŚRODOWISKA – pozwala uprawiać rośliny na terenach, gdzie wcześniej uprawa nie była możliwa. Dzięki modyfikacjom są one bardziej odporne na zasolenie gleby, susze, mróz, czy zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Tworząc rośliny akumulujące metale ciężkie próbuje się oczyszczać glebę z tych zanieczyszczeń (tzw. fitoremediacja); PIERWSZYM PRODUKTEM TRANSGENICZNYM WPROWADZONYM DO SPRZEDAŻY BYŁ POMIDOR FLAVR SAVR .Dzięki modyfikacji genetycznej był on dłużej trwały, lepiej znosił transport. Był to rok 1994,USA; W celu eliminacji niedoboru witaminy A – został stworzony Golden Rice. Dzieki genomowi z żonkila zawierał on β-karoten, który jest prekursorem witaminy A; Modyfikuje się także rośliny ozdobne dla intensywniejszej barwy. Truskawki, aby były odporne na przymrozki. Winogrona bez pestek itd..

Zastosowanie modyfikacji Bt – odporność na szkodniki. Szkodniki owadzie roślin uprawnych powodują ogromna straty w plonach. Chodzi głównie o gatunek z rzędu Lepidoptera: Omacnica prosowianka (Ostrinia nubilalis) i Sesamia cretica. Zwalczanie ich poprzez chemicznymi insektycydy jest kosztowne, jak i substancje te pozostają w środowisku i negatywnie wpływają na inne organizmy. Modyfikacja roślin uodparniająca na owady była zatem jednym pierwszych z zastosowań biotechnologii u roślin uprawnych. Modyfikacja Bt rośliny polega na wprowadzeniu do niej genów z bakterii Bacillus thuringensis (Bt) - produkty tych genów - białka Cry - są źródłem odporności na owady.

Bacillus thuringensis jest występującą powszechnie bakterią glebową Bacillus thuringensis jest występującą powszechnie bakterią glebową. W latach trzydziestych ubiegłego wieku jej kultury wykorzystywane były jako insektycyd, gdyż przy tworzeniu przetrwalników powstają tzn. kryształy białkowe Cry - toksyczne dla owada. Stosowane wtedy metody nie były jednak skuteczne gdyż podczas oprysków zawsze pozostają części roślin, do których preparat nie dociera, jak i kryształy białkowe Cry nie są trwałe na świetle. Zastosowanie genetycznej modyfikacji która umożliwia powstawanie toksycznych na owadów białek wewnątrz rośliny, we wszystkich jego komórkach rozwiązała te problemy Zmodyfikowane komórki rośliny zawierające już w swoim wnętrzu białka Cry są toksyczne po zjedzeniu przez owada. W środowisku zasadowym przewodu pokarmowego owada następuje aktywacja białka Cry - łączy się ono ze specyficznymi receptorami w błonach komórek przewodu pokarmowego. Powoduje to powstawanie otworów w błonie, zniszczenie komórek co doprowadza do śmierci owada. Dotychczas odkryto ponad 100 genów kodujących białka odpowiednie Cry, co pozwala na specyficzne wykorzystywanie ich w zwalczaniu konkretnych gatunków szkodników, bez toksycznego wpływ na inne. Białka Cry są owadobójcze jedynie w odniesieniu do niektórych gatunków motyli (z rodzajów: Lepidoptera, Diptera, Coleoptera, - stonka ziemniaczana jest wrażliwa, mszyce już nie). Receptory dla tych białek nie występują na powierzchni komórek jelitowych ssaków, dlatego też ludzie nie są na ich działanie wrażliwi.