Основным возражением против употребления в пищу трансгенных продуктов является то, что многие из них содержат гены устойчивости к антибиотику, содержавшихся в исходной конструкции ДНК в качестве селективных. Существует предположение, что эти гены устойчивости при переваривании пищи могут передаваться эндогенной микрофлоре, в том числе патогенной. В результате микробы могут приобрести резистентность к данному антибиотику. Однако вероятность такого события в реальности ничтожно мала. Это объясняется многочисленными экспериментами и наблюдениями в природе относительно подобного горизонтального переноса генов, которыедавали до сих пор только отрицательные результаты. Стоит помнить, что геныустойчивости, встраиваемые в растения, участвуют в экспрессии только в эукариотическихклетках, а не бактериальных. Стоит учитывать и то, что эти селективные гены взяты из природных популяций микроорганизмов, где они сейчас широко распространены в результате активного применения антибиотиков в медицинской практике. Из этого следует, что вероятность попадания гена устойчивости к антибиотику в микрофлору человека из природного резервуара гораздо реальнее, чем при употреблении трансгенных растений. Но, не смотря на это, из-за давленияобщественностиидет разработка подходов, которые исключили бы присутствие «подозрительных» генов в коммерциализированных трансгенных формах. В большинстве случаев маркерные гены устойчивости к антибиотикам сейчас заменяют на гены устойчивости к гербицидам.
Правда, применение «гербицидных» генов также встречает возражения, но уже со стороны защитников окружающей среды. Есть несколько предложений по способам избирательной элиминации маркерного гена после получения желаемого трансгенного растения, когда он фактически уже не нужен. Замена селективных генов на репортерныепредставляетсяочень перспективной при отборе трансгенных форм растений. Также перспективным является использование альтернативных селективных генов, таких как гены синтеза фитогормонов или гидролиза особых форм полисахаридов при выращивании растений в культуральной среде. В результате, в скором времени перестанет существовать даже эта виртуальная опасность, связанная с генами устойчивости к антибиотику. Трансгенные растения не отличаются от обычных повозможной аллергенности или токсичности трансгенных растений. В этом случае осуществляется применение тех же жестких стандартов, что и при получении традиционным путем новых сортов культурных новых видов продуктов питания или растений. Существует несколько аспектов возможного ущерба окружающей среде.
Наиболее распространенным является опасение появления неистребимых суперсорняков в результате межвидового опыления устойчивых к гербицидам культурных растений, они могут передать эти гены близкородственным сорнякам. Генные инженерызанимаются активной разработкой подходов для исключения подобной опасности даже, несмотря на то, что вероятностьтакого нежелательного развития событий для большинства сельскохозяйственных культур очень мала. Довольно давно практике сельского хозяйства применяется широкое использование ряда устойчивых к гербицидам сортов, которые были получены в результате обычной селекции, поэтому данный вопрос не является новым. При этом широкое использование таких устойчивых сортов никакой экологической катастрофы до сих пор не вызвало. Для того, чтобы отвести возражения по этому поводу, в растения вводится не один, а сразу несколько генов устойчивости к разным гербицидам. При этом снижается вероятность передачи генов сорнякам, так как их несколько. Помимо этого, мультигербицидная устойчивость позволит осуществить чередование разных гербицидов при обработке посевов, что не даст возможности для распространения какого-либо определенного гена устойчивости в сорняках.
Есть предложенияо введении генов устойчивости не в ядерный, а в хлоропластный геном. Это может осуществить предотвращение нежелательного дрейфа генов с помощью пыльцы, поскольку хлоропласты наследуются только по материнской линии. Еще одним генно-инженерным путем борьбы с сорняками без использования генов резистентности к гербицидам вообще является биотрансгенный путь. Речь идет об использовании мелких животныхдля поедания сорняков на полях, например, кроликов. При этом, чтобы оградить от поедания культурные растения, в них можно ввести какой-либо ген, делающий их непривлекательными (запах, вкус) для данного животного.
Такой биотрансгенный подход сразу снял бы большинство выдвигаемых сейчас возражений против трансгенных культур. Близкие по сути экологические возражения касаются трансгенных растений со встроенными «инсектицидными» генами, способных, как считают, спровоцировать у насекомых-вредителей возникновение массовой резистентности. Здесь также предложены действенные способы для уменьшения этой опасности, например, использование генов нескольких разных токсинов и/или индуцибельных промоторов, быстро активирующихся при нападении насекомых на растение. Данная проблема в общем не нова, так как многие из инсектицидов, используемых сейчас на «генном уровне», давно применяют в виде чистого вещества для опрыскивания посевов. Еще одно нежелательное следствие использования трансгенных растений с генами инсектицидов заключается в том, что пыльца этих растений может быть токсичной и для полезных насекомых, которые данной пыльцой питаются. Некоторые экспериментальные данные говорят о том. что такая опасность действительно существует, хотя о ее возможных масштабах говорить пока трудно. Однако и здесь уже предложены и испытаны адекватные генно-инженерные решения, например, использование трансгеноза через хлоропластную ДНК, или промоторов, не работающих в пыльце.
Таким образом, в главе приведены возможные риски, связанные с использованием генетически модифицированных продуктов — пища, приготовленная из таких продуктов, может содержать ген устойчивости к антибиотикам, а экологическое равновесие может нарушиться из-за массового открытого культивирования трансгенных растений. Но современная наука не подтверждает эти опасения. Проводятся многочисленные эксперименты, которые опровергают перенос генов устойчивости к антибиотикам человеку и доказывают маловероятность появления трудноистребимых суперсорняков. Также упомянут биотрансгенный путь борьбы с гербицидами, предполагающий использование животных для поедания сорняков, при этом культурное растение должны иметь ген, делающий это растение непривлекательным для животных. Заключение
Цель и задачи, поставленные в работе, выполнены. В частности, подробно изучена проблема создания трансгенных растений, в работе приводятся наиболее популярные гербициды и методы создания трансгенных растений, устойчивых к их воздействию, изучен процесс экспрессии чужеродных генов в геноме растений, рассмотрены проблемы безопасности трансгенных растений. Подводя итоги, можно констатировать следующее. Для конструирования растений необходимо решить задачи: выделить конкретный ген, разработать методы, обеспечивающие включение его в наследственный аппарат растительной клетки, регенерировать из единичных клеток нормальное растение с измененным генотипом. В первой главе помимо этого, также приводятся определения генетической инженерии и трансгенным растениям, рассмотрены основные способы введения чужеродных генов в клетки растений. Во второй главе рассмотрены основные этапы получения трансгенных растений, устойчивых к гербицидам. Основными механизмами, которые обеспечивают устойчивость трансгенных растений к гербицидам, являются: транспортный, элиминирующий, регуляционный и контактный. Самыми популярными гербицидами являются атразин, хлорсульфурон, глифосат, Баста, гербициды дифенил-эфирового ряда. Помимо их характеристики в главе рассмотрены способы создания трансгенных растений, устойчивых к этим гербицидам. В третьей главе были рассмотрены различные аспекты экспрессии генов, проблемы, которые при этом возникают и наиболее верные пути их решения. Так, наиболее часто применяемым промотором является 35S-промотор CaMV, являющийся конститутивным, также набирает обороты использование тканеспецифичных промоторов растительных генов, которые контролируют экспрессию генов в определенных тканях растений, а индуцибельные промоторы работают только в определенных условиях.
Отмечено значение репортерных генов, являющихся маркерами экспрессии генов. В четвертой главе описаны возможные риски, связанные с использованием генетически модифицированных продуктов — пища, приготовленная из таких продуктов, может содержать ген устойчивости к антибиотикам, а экологическое равновесие может нарушиться из-за массового открытого культивирования трансгенных растений. Но современная наука не подтверждает эти опасения. Проводятся многочисленные эксперименты, которые опровергают перенос человеку генов устойчивости к антибиотикам и доказывают маловероятность появления трудноистребимых суперсорняков. Также упомянут биотрансгенный путь борьбы с гербицидами, предполагающий использование животных для поедания сорняков, при этом культурное растение должны иметь ген, делающий это растение непривлекательным для животных.
Список использованных источников и литературы
Валиханова Г. Ж. Биотехнология растений / Г. Ж. Валиханова. — Алматы: Конжык, 1996. -
272 с. Глеба Ю. Ю. Биотехнология растений / Ю. Ю. Глеба // Соросовский образовательный журнал. -
1998. — № 6. -
С. 3 — 8. Глик Б. Молекулярная биотехнология: принципы и применение / Б. Глик, Дж. Пастернак. — Москва «Мир», 2002. -
589с.Зверева С. Д., Романов Г. А. Репортерные гены для генетической инженерии растений: характеристика и методы тестирования / С. Д. Зверева, Г. А. Романов // Физиология растений. -
2000. — Т. 47, № 3.
— С. 479−488.Лещинская И. Б.
Генетическая инженерия И. Б. Лещинская // Соросовский образовательный журнал. — 1996. — №
1. — С. 33 — 39. Пирузян Э. С. Генетическая инженерия растений Э. С. Пирузян. -
М.: Знание, 1988. — 64 с. Пирузян Э. С.
Проблемы экспрессии чужеродных генов в растениях/ Э. С. Пирузян // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Сер. Биотехнология.
Т. 23. — 1990.
— 176 с. Романов Г. А. Генетическая инженерия растений и пути решения проблемы биобезопасности / Г.
А. Романов // Физиология растений, Том 47. — 2000. — № 3.
— С. 343−353.Рыбчин В. Н. Основы генетической инженерии / В. Н. Рыбчин. — 2-е изд. перераб. и доп.: учебник для ВУЗов — Санкт-Петербург, Издательство СПбГТУ, 2002. -
522с.Сингер М. Гены и геномы М. Сингер, П. Берг. -Т. 1−2. — М.: Мир, 1998
Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия С. Н. Щелкунов Ч.
1. — Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 1994. — 304 с. Молекулярная биология клетки Албертс Б. и др.], Т.
1 — 3. — М.: Мир. — 1994
Генетика развития растений / Лутова Л. А. [и др.]. — СПб.: Наука, 2000. — 539 с. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология / под ред.
Воробьева А.А. — МЕДИЦИНСКОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ АГЕНТСТВО МОСКВА, 2004. — 690с. Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб. В.
С. Шевелуха [и др.]: Под ред. В. С.
Шевелухи. — М.: Высш. школа, 1998.
— 416 с.
