Генетически модифицированные организмы и генетически модифицированные продукты

Генетически модифицированные организмы и генетически модифицированные продукты

Генетически модифицированный организм (ГМО) – это живой организм, чей генотип был искусственно изменен с помощью методов генной инженерии.

История: 
Возможность получения ГМО, связана с развитием биологии, первый генетически измененный организм был получен в 1973 г. в США, ими были широко распространенные и часто используемые в биологии – кишечные палочки, в ДНК которых были встроены гены от сальмонелл. Но затем под влиянием общественности, работы были законодательно приостановлены, до 1976 г. когда запрет был снят, после разработки правил и техник безопасности работ.

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного  гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с  геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток  организма.

5. Отбор генетически модифицированных  организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты — рестриктазы илигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекции.Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцистысуррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения ирегенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и современной медицины.

Генетически модифицированная пища — это продукты питания, полученные из генетически модифицированных организмов(ГМО) — растений, животных или микроорганизмов. Продукты, которые получены при помощи генетически модифицированных организмов или в состав которых входит хоть один компонент, полученный из продуктов содержащих ГМО так же могут считаться генетически модифицированными, в зависимости от законодательства страны.

Генетически модифицированные организмы получают методом трансформации при помощи одного из способов: агробактериальный перенос, баллистическая трансформация, электропорация или вирусная трансформация. Большая часть коммерческих трансгенных растений получена при помощи агробактериального переноса или баллистической трансформацией. Обычно для переноса используютплазмиду, которая содержит ген, работа которого придает организму заданные свойства, промотор, который регулирует включение этого гена, терминатор транскрипции а также кассету, которая содержит селективный ген стойкости к антибиотику канамицину или гербициду. Получение трансгенных сортов нового поколения не предусматривает использование селективного гена, побочные качества которого могут рассматриваться как нежелательные. Зато генетическая конструкция может нести несколько генов, которые необходимы для комплексной работы генетической конструкции.

Способы проверки на наличие ГМО

Как правило, проверка на наличие ГМО проводится при помощи методаполимеразной цепной реакции (ПЦР). ПЦР предусматривает три основных действия:

1. Искусственный синтез небольших участков ДНК, праймеров, которые комплементарны участку встроенного в организм гена, способны его химически распознать и специфически с ним связываться.

2. Когда праймеры находят целевую последовательность, запускается быстрая цепная реакция синтеза встроенного участка ДНК. Таким образом, встроенная целевая молекула ДНК копируется миллионы раз (амплифицируется).

3. Амплифицированный продукт можно детектировать (визуализовать) при помощи разных устройств. Если продукт детектируется, это является свидетельством, что в пробе выявлена ДНК генно-модифицированного организма.

Количественное определение на наличие ГМО: точное количество ГМО в продукте определить невозможно. Долгое время определялось только наличие ГМО в продукте: содержит продукт ГМО или нет. Относительно недавно были разработаны методы количественного определения — ПЦР в режиме реального времени, когда аплифицированный продукт маркируется флуоресцентным красителем и интенсивность излучения сравнивается с откалиброванными стандартами. Однако, даже самые лучшие устройства все ещё демонстрируют серьёзную погрешность.Количественное определение на наличие ГМО возможно только тогда, когда из продукта можно выделить достаточное количество ДНК. Если возникают трудности с выделением ДНК, которая довольно нестабильная, разрушается и теряется в процессе обработки продукта (очищение и рафинирование масла или лецитина, термическая и химическая обработка, обработка давлением), тогда количественное определение невозможно[20]. Способы выделения ДНК в разных лабораториях могут быть разными, поэтому показатели количественного значения могут так же различатся, даже если анализируется один и тот же продукт[21].Независимо от того, качественное или количественное определение используется для анализа пищевых продуктов на содержание ГМО, недостатком метода является большое количество фальш-позитивных и фальш-негативных результатов. Самые точные результаты можно получить при анализе необработанного растительного сырья.для качественного определения содержания ГМО иногда используют стандартизированные тестовые чип-системы[22]. Методы определения ДНК в разных лабораториях могут отличатся, поэтому показатели количественного значения могут так же различатся, даже если анализируется один и тот же продукт[23], в основе чип-систем лежит принцип комплементарной гибридизации ДНК с меткой, нанесенной на чип. Лимитирующим фактором этого метода является так же эффективное выделения ДНК. Однако подобные тестовые системы не охватывают всего разнообразия ГМО и сложны их определения.