Трансгены-презентация для учащихся 10 класса

Трансген ы

Выполнила :

ученица11 класса

МБОУ СОШ №1

Чатоян Тереза

Трансген

• Трансген  — фрагмент ДНК , переносимый при помощи генно-инженерных манипуляций в геном определённого организма с целью модификации его свойств. Обычно (но не всегда), трансген является фрагментом генома другого вида[1]. Трансген может быть выделен из биологического объекта или синтезирован искусственно.

• Организм, получившийся в ходе переноса и встраивания в геном трансгена, называют трансгенным , инкорпорация трансгена в геном реципиента, в результате которого он приобретает способность передачи трансгена потомкам, называют трансгенезом [2].АА

Генетически модицированный организм

• Генети́чески модифици́рованный органи́зм ( ГМО ) — организм , генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии . Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

• Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов .
• В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов[1].
• В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов по сравнению с традиционными продуктами[2].

Методы 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 и лигазы . 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 .

• В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью генно модифицированных организмов исследуются закономерности развития некоторых заболеваний ( болезнь Альцгеймера , рак ) [7][8] , процессы старения и регенерации , изучается функционирование нервной системы , решается ряд других актуальных проблем биологии и современной медицины [9] .

Приминение

В медицине и фармацевтической промышленности

• Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 год а . В этом году зарегистрирован в качестве лекарства генно-инженерный человеческий [10] инсули н , получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий [11] . В настоящее время фармацевтическая промышленность выпускает большое количество лекарственных средств на основе рекомбинантных белков человека: такие белки производят генетически модифицированные микроорганизмы, либо генетически модифицированные клеточные линии животных. Генетическая модификация в данном случае заключается в том, что в клетку интродуцируется ген белка человека (например, ген инсулина, ген интерферона, ген бета-фоллитропина). Эта технология позволяет выделять белки не из донорской крови, а из ГМ-организмов, что снижает риск инфицирования препаратов и повышает чистоту выделенных белков. Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций ( чум ы [12] , ВИ Ч [13] ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифицированного сафлор а [14] . Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозо в на основе белка из молока трансгенных коз [15] .
• Бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия . В её основе лежат принципы сходные с использующимися при создании ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия — один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребёнок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. [16] Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения [17] .

В сельском хозяйстве

• Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям[18], обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. [ источник не указан 833 дня ] Созданы сорта и породы [ источник не указан 833 дня ] , продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов .

• Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом[19].
• Однако, некоторые компании устанавливают ограничения на использование продаваемых ими генетически модифицированных семян, запрещая высеивание самостоятельно полученных семян. Для этого используются юридические ограничения типа контрактов, патентов или лицензирования семян.[20][21] Также для подобных ограничений одно время прорабатывались технологии ограничительные технологии  (англ.) русск. (GURT), которые так и не использовались в коммерчески доступных ГМ-линиях.[22]. Технологии GURT либо делают стерильным выращенные семена (V-GURT), либо требуют особых химических веществ для проявления внесенного с помощью модификации свойства (T-GURT). При этом стоит отметить, что в сельском хозяйстве широко применяются гибриды F1 , которые, как и ГМО-сорта, требуют ежегодной закупки семенного материала.

• С 1996 года, когда началось выращивание ГМ-растений, площади, занятые ГМ-культурами выросли до 175 млн гектаров в 2013 году [23] (более 11 % от всех мировых посевных площадей). Такие растения выращиваются в 27 странах, особенно широко — в США, Бразилии, Аргентине, Канаде, Индии, Китае [23] , при этом начиная с 2012 года производство ГМ-сортов развивающимися странами, превысило производство в промышленно развитых государствах [24] . Из 18 миллионов фермерских хозяйств, выращивающих ГМ-культуры, более 90 % приходится на малые хозяйства в развивающихся странах [23] .

• На 2013 год, в 36 странах, регулирующих использование ГМ-культур, было выдано 2 833 разрешений на использование таких культур, из них 1 321 — для употребления в пищу, и 918 — на корм скоту. Всего на рынок допущено 27 ГМ-культур (336 сортов), основными культурами являются: соя, кукуруза, хлопок, канола , картофель [23] . Из применяемых ГМ-культур подавляющее большинство площадей занимают культуры, устойчивые к гербицидам и насекомым (часто к обеим сразу) [25] .

Другие направления

• Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо [26] .

• В 2003 году на рынке появилась GloFish — первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.
• В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета [27] . Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести « синие розы ».

Генетически модифицированная пища

• 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, также могут считаться генетически модифицированными, в зависимости от законодательства страны. Генетически модифицированные организмы получают некоторые новые свойства благодаря переносу в геном отдельных генов теоретически из любого организма (в случае трансгенеза) или из генома родственных видов (цисгенез).

Методы получения

• 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 используют плазмиду , 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.

Риски, связанные с ГМ продуктами питания

• Риск для здоровья

• Установить 100%-ю безопасность пищевых продуктов научно невозможно. Однако аргументировать безопасность генетически-модифицированной еды только на принципе Argumentum and ignorantiam было бы ошибочно. Поэтому генетически-модифицированные продукты проходят подробные исследования, которые базируются на современных научных знаниях.

• Пищевые аллергии, которые могут быть связаны с ГМО

• Одним из возможных рисков употребления генетически модифицированной еды рассматривается её потенциальная аллергенность . Когда в геном растения встраивают новый ген, конечным результатом является синтез в растении нового белка, который может быть новым в диете. В связи с этим невозможно определить аллергенность продукта, базируясь на прошлом опыте. Теоретически, каждый протеин — потенциальный триггер аллергической реакции, если на его поверхности есть специфические места связи к IgE антителу . Антитела, являющиеся специфическими для конкретного антигена, производятся в организме индивидуума, чувствительного к аллергену. Чувствительность к аллергенам часто зависит от генетической предрасположенности, поэтому расчёты аллергического потенциала невозможно сделать с 100%-й точностью. Новые потенциальные аллергены формируются так же в сортах конвенционной селекции, но отследить подобные аллергены очень сложно, кроме того процедура допуска конвенционных сортов к анализу на аллергенность не предусматривается.
• Каждый генно-модифицированный сорт, перед тем как попасть к потребителю, проходит процедуру оценки его аллергенного потенциала. Тесты предусматривают сравнение белковой последовательности с известными аллергенами, стабильность белка во время переваривания, тесты при помощи крови от чувствительных к аллергенам индивидуумов, тесты на животных [25] .

Риск для окружающей среды

• Трансгены имеют потенциал для влияния на окружающую среду, если они увеличат присутствие и сохранятся в естественных популяциях. Эти проблемы так же касаются и конвенционной селекции. Необходимо учитывать такие факторы риска:

• Способны ли трансгенные растения расти за пределами посевной площади?
• Может ли трансгенное растение передать свои гены местным диким видам и будет ли гибридное потомство плодородным?
• Имеет ли внедрение трансгенов селективные преимущества перед дикими растениями в дикой природе?

• Много одомашненных растений могут скрещиваться с дикими родственниками, когда они растут в непосредственной близости, и таким образом гены культивируемых растений могут быть переданы гибридам. Это касается как трансгенных растений, так и сортов конвенционной селекции, поскольку в любом случае речь идёт о генах, которые могут иметь негативные последствия для экосистемы после высвобождения в дикую природу. Это обычно не вызывает серьёзной обеспокоенности, невзирая на опасения по поводу «мутантов-супербурьянов», которые могли бы подавить местную дикую природу. Хотя гибриды между одомашненными и дикими растениями далеко не редкость, в большинстве случаев эти гибриды не являются плодородными благодаря полиплоидии и не сохраняются в окружающей среде на долгое время после того, как одомашненный сорт растений изымается из культивирования. Однако, это не исключает возможность негативного влияния.
• В некоторых случаях, пыльца одомашненных растений может распространяться на многие километры с ветром и оплодотворять другие растения. Это может усложнить оценку потенциального убытка от перекрёстного опыления, поскольку потенциальные гибриды расположены вдалеке от опытных полей.

• Для решения этой проблемы предлагаются системы, предназначенные для предотвращения передачи трансгенов, например, терминаторные технологии и методы генетической трансформации исключительно хлоропластов так, чтобы пыльца не была трансгенной. Что касается первого направления терминаторной технологии, то существуют предпосылки для несправедливого использования технологии, которая может способствовать большей зависимости фермеров от производителей. Генетическая трансформация хлоропластов не имеет таких особенностей, зато имеет технические ограничения, которые ещё необходимо преодолеть. На сегодняшний день ещё нет ни одного коммерческого сорта трансгенных растений со встроенной системой предотвращения переопыления.

• Есть, по крайней мере, три возможных пути, которые могут привести к высвобождению трансгенов:

• гибридизации с не-трансгенными сельскохозяйственными культурами того же вида и сорта;
• гибридизация с дикими растениями одного и того же вида;
• гибридизация с дикими растениями близкородственных видов, как правило, одного и того же рода.

• Однако нужно удовлетворить ряд условий, чтобы такие гибриды образовались:

• трансгенные растения должны культивироваться достаточно близко к диким видам, чтобы пыльца могла физически их достичь;
• дикие и трансгенные растения должны цвести одновременно;
• дикие и трансгенные растения должны быть генетически совместимыми.

• Для того, чтобы потомки сохранились, они должны были жизнеспособными и плодотворными, а также содержать перенесённый ген.
• Исследования показывают, что высвобождение трансгенных растений вероятнее всего может случиться путём гибридизации с дикими растениями родственных видов[60].

• Известно, что некоторые сельскохозяйственные культуры способны скрещиваться с дикими предками. При этом то, что распространение трансгенов в дикой популяции будет непосредственно связано со степенью приспособленности вместе со скоростью притока генов в популяцию, считается базовым принципом популяционной генетики. Выгодные гены будут быстро распространяться, нейтральные гены будут распространяться путём генетического дрейфа, невыгодные гены будут распространяться лишь в случае постоянного притока.
• Экологическое влияние трансгенов не известно, но общепринятым является то, что только гены, которые улучшают степень приспособления к абиотическим факторам, дадут гибридным растениям достаточное преимущество, чтобы стать агрессивным бурьяном. Абиотические факторы , такие как климат, минеральные соли или температура, являются неживой частью экосистемы. Гены, которые улучшают приспособление к биотическим факторам , могут нарушать (иногда очень чувствительный) баланс экосистемы. Так, например, дикие растения, которые получили ген стойкости к насекомым от трансгенного растения, могут стать более стойкими к одному из своих естественных вредителей. Это могло бы способствовать увеличению присутствия этого растения, а вместе с тем может уменьшиться количество животных, которые находятся выше вредителя, как источники еды в пищевой цепи. Тем не менее, точные последствия трансгенов с селективным преимуществом в естественной среде почти невозможно точно предугадать.

Самые известные товары, содержащие ГМ-ингредиенты:

(по информации Greenpeace)

1. Шоколадные батончики Snickers 2. Pepsi 3. Приправы Maggi 4. Чипсы Pringles

Компания-производитель Kellog's

• Corn Flakes (хлопья)
• Frosted Flakes (хлопья)
• Rice Krispies (хлопья)
• Corn Pops (хлопья)
• Smacks (хлопья)
• Froot Loops (цветные хлопья-колечки)
• Apple Jacks (хлопья-колечки со вкусом яблока)
• All-bran Apple Cinnamon/ Blueberry (отруби со вкусом яблока, корицы, голубики)
• Chocolate Chip (шоколадные чипсы)
• Pop Tarts (печенье с начинкой, все вкусы)
• Nutri-grain (тосты с наполнителем, все виды)
• Crispix (печенье)
• Smart Start (хлопья)
• All-Bran (хлопья)
• Just Right Fruit & Nut (хлопья)
• Honey Crunch Corn Flakes (хлопья)
• Raisin Bran Crunch (хлопья)
• Cracklin' Oat Bran (хлопья)

Компания-производитель Hershey's

• Toblerone (шоколад, все виды)
• Mini Kisses (конфеты)
• Kit-Kat (шоколадный батончик)
• Kisses (конфеты)
• Semi-Sweet Baking Chips (печенье)
• Milk Chocolate Chips (печенье)
• Reese's Peanut Butter Cups (арахисовое масло)
• Special Dark (темный шоколад)
• Milk Chocolate (молочный шоколад)
• Chocolate Syrup (шоколадный сироп)
• Special Dark Chocolate Syrup (шоколадный сироп)
• Strawberry Syrop (клубничный сироп)

ГМО

Итак, первыми в списке:

• Чай "Липтон"
• Кофе "Нескафе"

Модифицированный кофе сейчас активно выращивает компания «Нескафе». Пока что обширные плантации такого кофе выращивают только во Вьетнаме.

Список ГМО:

Компания-производитель Unilever

• Lipton (чай)
• Brooke Bond (чай)
• Беседа (чай)
• Calve (майонез, кетчуп)
• Rama (масло)
• Пышка (маргарин)
• Делми (майонез, йогурт, маргарин)
• Альгида (мороженное)
• Knorr (приправы)

Компания-производитель Nestle

• Nescafe (кофе и молоко)
• Maggi (супы, бульоны, майонез, приправы, картофельное пюре)
• Nestle (шоколад)
• Nestea (чай)
• Nesquik (какао)

Компания-производитель Mars

• M&M's
• Snickers
• Milky Way
• Twix
• Nestle
• Crunch (шоколадно-рисовые хлопья)
• Milk Chocolate Nestle (шоколад)
• Nesquik (шоколадный напиток)
• Cadbury (Cadbury/Hershey's)
• Fruit & Nut

Компания-производитель Heinz

• Ketchup (regular & no salt) (кетчуп)
• Chili Sauce (Чили соус)
• Heinz 57 Steak Sauce (соус к мясу)

Компания-производитель Hellman's

• Real Mayonnaise (майонез)
• Light Mayonnaise (майонез)
• Low-Fat Mayonnaise (майонез)

Компания-производитель Coca-Cola

• Coca-Cola
• Sprite
• Cherry Coca
• Minute Maid Orange
• Minute Maid Grape

Компания-производитель PepsiCo

• Pepsi
• Pepsi Cherry
• Mountain Dew