Что такое ГМО
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 — 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.
Но новейшие исследования в области генетики и молекулярной биологии открыли перед биологами фантастическую картину горизонтальной передачи генов между различными живыми существами. Оказывается, что эволюционный процесс при «классическом» вертикальном переносе генов будет происходить очень медленно.
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.
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.
- На первом этапе, определяют необходимый ген у донора и с помощью специальных белков-ферментов «вырезают» его.
- На втором этапе этот фрагмент ДНК необходимо имплантировать другом организму — акцептору. Здесь существует несколько различных методик, причем для животных и растений они значительно различаются.
Справедливости ради, отмечу, что «пересадка» генетического материала растениям значительно проще, дешевле и является более эффективным процессом, чем для животных. Последние, будучи организмами сложными, имеют и очень сложную систему защиты от вторжения чужой ДНК, поэтому генетически модифицированные животные, обычно, погибают еще до своего рождения, а если и рождаются, то не способны давать потомства.
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.
Таким образом, встроив «вырезанный» ген донора в плазмиду, он будет передан клетке акцептора, при посредничестве бактерии. Интересно, что метод переноса генов с использованием Agrobacterium, может быть применен исключительно для двудольных растений, поскольку они вместе в природе образуют симбиоз.
Методы пересадки генов
Методы «пересадки» генов без использования векторов разделяют на физические и химические. Эти методы рассчитаны на непосредственное введение в клетку чужой ДНК.
- Например, метод электропортации принадлежит к физическим — когда с помощью серии электрических микроимпульсов, действуют на клеточную плазмалемму, заставляя открыться клеточные поры. В эти поры проникает ДНК-имплантат с геном донора.
- К физическим, принадлежит также метод, микровыстрела. Пулей, при осуществлении выстрела, служат микроскопические шарики из вольфрама или золота диаметром 0,5-5 микрометров, на которые «намотана» ДНК донора.
- Химические методы являются более разнообразными. Чаще всего применяют полиэтиленгликоль, который дезинтегрует клеточную стенку и заставляет открыться поры плазмалеммы, а дальше все происходит, как и в случае электропортации.
- Популярный способ использования липосом — жировых капелек, внутри которых содержится ДНК-имплантат. Поскольку клеточная мембрана составлена из липидов, то липосома сливается с ней и ген донора проникает в клетку акцептора. Существует еще целый ряд биотехнологических методов переноса ДНК, но это не самоцель статьи.
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.
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.
Вопрос безопасности или опасности генетически модифицированных организмов для человека остается открытым — доказательств ни «за», ни «против» нет, поэтому остается питательную почву для спекуляций.
