Люди протягом багатьох століть змінювали геноми рослин і тварин, використовуючи традиційні методи селекції. Штучний відбір певних бажаних рис привів до виведення безлічі різних організмів від цукрової кукурудзи до лисих котів. Але цей штучний відбір, в якому відібрані організми, що володіють певними рисами (властивостями) давали наступні покоління, був обмежений природними змінами.
За останні десятиліття досягнення в галузі генної інженерії були вивчені і стали підвладні генетичні зміни, що вводяться в організм. Сьогодні, ми можемо включити нові гени від одного різновиду в абсолютно незв'язану різновид допомогою генної інженерії, тим самим, оптимізуючи сільськогосподарську діяльність або полегшуючи виробництво цінних лікарських речовин. Хлібні злаки, сільськогосподарські тварини, і грунтові бактерії - деякі з найбільш відомих прикладів організмів, які піддалися генної інженерії.
На даний момент всі ГМО можна розділити на три основні групи організмів:
1. Генетично модифіковані рослини (ГМР);
2. Генетично модифіковані тварини (ГМТ);
3. Генетично модифіковані мікроорганізми (ГММ).
Генетично модифіковані рослини
Це найбільша група за своєю різноманітністю і використання. В першу чергу варто згадати, що ГМО створювалися для вирішення проблеми з голодом у всьому світі в умовах швидкого зростання населення планети і голодуючих в Африці і Азії. Тому більшість зусиль біотехнологів були спрямовані на створення рослин, здатних рости практично в будь-яких кліматичних зонах (в мерзлій землі, солончаку, степи, і навіть в пустелі), які б довше зберігалися (вигідно для транспортування і тривалому зберіганні на складах), були стійкі до комах-шкідників (одвічна проблема аграріїв), стійкі до гербіцидів і пестицидів (чергова мрія, тепер уже хімічних компаній, хоча кажуть що фермерів), володіли б кращими смаковими якостями та поживними речовинами (прищепити смак ові і поживні якості невластиві певним рослинам). Ну і невелике напрямок було віддано медикам, які шляхом генетичної модифікації змінювали деякі властивості рослин, після чого ця рослина ставали джерелом для різних лікарських препаратів.
Що з цього вийшло і якими здобутками може похвалитися біотехнологічна промисловість, ви можете дізнатися на нашому сайті.
Генетично модифіковані тварини
Звичайно ж, вже існують представники цієї групи, але вони не так масово поширені, як попередня група. В першу чергу хочеться відзначити модифікованих мишей, які були створені вченими для проведення тестування різних препаратів, рослин, для вивчення їх побічних впливів. Це було здійснено завдяки різним «відключень» певних генів.
На даний момент вже створені: модифіковані корови. здатні давати людське молоко; модифікований лосось здатний рости швидше і бути більшими, ніж їх природні родичі; модифіковані свині. гній яких практично не завдає шкоди грунті; модифіковані мухи і модифіковані комарі не здатні давати потомство і т.д. Ну і не забуваємо про яркоокрашенних акваріумних рибок і тих, які святяться в темряві.
Генетично модифіковані мікроорганізми
Це нечисленна група, в основному представники цієї групи створювалися в інтересах медицини. Про ці представниках дуже мало що відомо, оскільки не всі фармацевтичні компанії хочуть ділитися інформацією про те, як створювалися їх лікарські препарати і ліки.
Створювалися мікроорганізми і для інших цілей, наприклад для поліпшення процесу фотографування, кращої засвічення і контрастності.
II. Класифікація ГМО
Ми наводимо свою класифікацію, оскільки ми так і не побачили її на інших джерелах, що дуже забавно. Класифікувати ці організми можна за багатьма параметрами, зокрема по областях застосування, масовості використання, ефективності використання (вийшло б напевно цікаво), прибутковості і т.д. Ми ж їх розділимо по переважної модифікації, яка присутня в тому чи іншому організмі.
1. Стійкі до комах
Стійкість до комах є вельми бажаною рисою для сільського господарства. Шкідники завдають шкоди культурам, що призводить до зниження врожайності і збільшення вартості виробництва. Пестициди широко використовуються для захисту рослин, знищення комах. У той час як пестициди можуть бути дуже ефективні, деякі з них можуть бути токсичними для інших видів комах не є шкідниками і інших тварин, включаючи людину.
Виробництво, транспортування і витрати на застосування пестицидів вносить значний вклад у вартість продукції. Щоб зменшити або усунути необхідність застосування пестицидів, деякі рослини були генетично змінені для виробництва білків, які вибірково шкодять комах-шкідників. Як приклад можна привести Bt-рослини, які містять ген бактерій Bacillus Thuringiensis. що призводить до формування білка, який вибірково знищує гусениць.
2. Стійкі до дії гербіцидів
Гербіциди - хімічні речовини, що знищують бур'яни, які конкурують з сільськогосподарськими культурами при відвоюванні води, сонця, простору і поживних речовин. Якщо їх не контролювати, бур'яни можуть значно знизити врожайність сільськогосподарських культур. Гербіциди повинні знищувати бур'яни, але не наносити ніякого впливу урожаю або іншим організмам. Вони також повинні бути дешевше у виробництві, щоб бути економічними.
Оскільки безліч бур'янів мають багато спільних біологічних процесів з сільськогосподарськими культурами, це може ускладнити пошук гербіциду, який володів усіма цими характеристиками. Щоб допомогти з цією проблемою, використовувалася генна інженерія для успішного вирощування конкретного сорту сільськогосподарської культури, стійкої до конкретних гербіцидів. Як приклад можна привести культуру, як «Roundup Ready». У культурі Roundup Ready є ген, який дозволяє їй рости в умовах застосування гербіциду Roundup.
3. З поліпшені харчові властивості
Люди не здатні виробляти деякі вітаміни, які необхідні для метаболічних процесів. Ці вітаміни повинні входити в раціон. Фрукти і листові овочі, які часто містять багато з цих вітамінів часто важко виростити і, отже, є більш дорогими. Основні зернові культури, такі як рис, який вживає значна частина населення Землі, не містить деякі з цих ключових вітамінів. Недолік цих вітамінів в раціоні зумовлений в основному зерном, яке викликає серйозні хвороби та інвалідність. Щоб виправити це, генна інженерія поліпшила поживну цінність зерна.
Хорошим прикладом може послужити золотий рис. Деякі гени впроваджені в золотий рис, викликають значне накопичення вітаміну А, надаючи зерну жовтий (золотистий) зовнішній вигляд. У той час як в даний час він так і не набув широкого застосування, у золотого рису є потенціал щодо зниження захворювань, викликаних дефіцитом вітаміну А, який є серйозною проблемою для людей, які залежні від рису.
4. Стійкі до хвороб
Рослини стикаються із захворюваннями так само, як і тварини. Ці захворювання часто важко контролювати і знижувати їх відчутний збиток, що наноситься сільськогосподарським культурам. Сучасні сільськогосподарські системи, які пов'язані з дуже великими полями і низьким генетичним розмаїттям сільськогосподарських культур можуть бути особливо уразливі. Традиційні підходи розведення можуть бути використані для включення в сільськогосподарські культури генів стійкості до хвороб. Проте, традиційне виведення може зайняти кілька років при виробництві стійких і життєздатних рослин в сільському господарстві. Використання генної інженерії дозволяє робити пряму вставку генів стійкості до захворювань, що прискорює виробництво стійких рослин. Прикладом може послужити модифікована маніока. модифікована папайя.
5. З поліпшеними післязбиральної характеристиками
Зберігання та транспортування є основними проблемами для деяких видів сільськогосподарських культур. Деякі культури необхідно транспортувати далеко від того, де вони ростуть або зберігати протягом тривалого часу, щоб забезпечити поставку протягом всього року. Культури, які легко пошкоджуються або швидко дозрівають (отже, дорогі) важко зберігати і транспортувати. Охолодження, ретельна процедура обробки і (або) використання хімічних речовин іноді уповільнює дозрівання і захищає продукти при зберіганні і транспортуванні. Це збільшує економічні та екологічні витрати на виробництво продуктів харчування і має суттєвий вплив на ціну, доступність і якість продукції. Дозрівання, твердість, поїдання, час зберігання і розмір - все це підлягає біологічному контролю. Генна інженерія пропонує інструмент, який допоможе зрозуміти ці процеси і змінити існуючі культури з метою підвищення післяжнивних характеристик плодів. Томат Flavr Savr. арктичні яблука і картопля «Innate» - реальні приклади, в яких ферменти, що беруть участь в дозріванні та зберіганні, відповідно, були змінені при створенні фруктів з більш бажаними характеристиками.
6. Стійкі до кліматичних і погодних умов
Як правило це модифіковані культури, здатні виживати в посушливих районах, солончаках, в районах з рясними опадами і низькою температурою (морозостійкі культури). Саме вирощування подібних культур може допомогти місцевому населенню розширити асортимент продуктів харчування а отже підвищити шанси на виживання, зміцнення імунітету.
7. Лікарські
Ліки і вакцини, створювані за допомогою ГМО - це інсулін, гормони щитовидної залози і вакцини проти гепатиту В, синдрому Хлопчика в міхурі (за даними Університету Каліфорнії в Сан-Дієго). Це робить простіше і дешевше у виробництві цих препаратів, отже і більш доступними. Інсулін є одним з найбільш старих прикладів ГМО продуктів.
8. Харчові добавки
Багато харчових добавок також створюються за допомогою ГМО. Деякі з найбільш широко відомих прикладів - аспартам і дріжджі. Однак багато інших видів добавок можуть містити інгредієнти, отримані з використанням ГМО.
9. Модифіковані тварини і люди
Це як домашні тварини, так і тварини вживаються в їжу (сільськогосподарські) з поліпшеними візуальними характеристиками (колір шерсті, луски, що світяться в темряві тварини) і смаковими, поживними властивостями (тварини великих розмірів, що містять більше поживних речовин) відповідно. Але також вже створені тварини (описано вище), які допомагають вирішити ряд екологічних та інфекційних проблем. Не варто забувати і про тварин, створених спеціально для проведення лабораторних дослідів, цим тваринам спеціально додані певні «відхилення», щоб можна було більш якісно проводити наукові дослідження, виключивши частину імовірнісних подій.
Фото. Приклади використовуваних ГМО