В курсі справи: головне про ГМО

1. 1. Що таке гени?
2. 2. А що таке ДНК і РНК?
3. 3. Які ще терміни потрібно знати?
4. 4. Так що ж таке ГМО?
5. 5. Які науки всім цим займаються?
6. 6. Навіщо взагалі генетично модифікують організми?
7. 7. Якими конкретно методами отримують ГМО?
8. 8. Значить, перенесення генів винайшли люди, а в природі такого немає?
9. З горизонтальним переносом генів пов'язаний процес формування стійкості до антибіотиків - докладніше...
10. 10. Як бути з тим, що природні процеси, на відміну від дій вчених, природні?
11. 11. Яким джерелам можна вірити?
12. 12. Як оцінюють (без) небезпека ГМО? Які дослідження найактуальніші?
13. 13. І все-таки, чи є небезпечними продукти на основі ГМО?

У червні цього року Держдума прийняла закон про заборону вирощування генетично і інженерно-модіціфірованних організмів з метою, відмінних від наукових. Це стало приводом для нового витка дискусій на тему ймовірного шкоди ГМО і осмисленості подібних заборон. Пожвавішали виробники випускають бутильовану воду , сіль, соду і навіть туалетний папір з позначкою «без ГМО», остаточно заплутуючи ситуацію. Тим часом, кореспонденти Newtonew, опитавши перехожих на вулицях , З'ясували, що далеко не всі впевнено відповідають на питання про те, чи є гени в овочах.

Перш, ніж робити висновки про небезпеку або користь ГМО, потрібно розібратися, що саме, як і навіщо модифікують в живих організмах. Однак знайти неупереджені дослідження і осмислені ресурси не так-то просто - тема часто стає приводом для спекуляцій і теорій змови. Ми розтлумачили основні поняття генної інженерії і зібрали корисні матеріали про те, чим трансгенні організми відрізняються від інших.

Познайомившись з цим коротким курсом, ви зможете зробити самостійні висновки про ГМО і міркувати на цю тему, спираючись на факти.

1. Що таке гени?

2. А що таке ДНК і РНК?

3. Які ще терміни потрібно знати?

4. Так що ж таке ГМО?

5. Які науки всім цим займаються?

6. Навіщо взагалі генетично модифікують організми?

7. Якими конкретно методами отримують ГМО?

8. Значить, перенесення генів винайшли люди, а в природі такого немає?

9. Чи не занадто смілива ідея - міняти спадкові ознаки?

10. Як бути з тим, що природні процеси, на відміну від дій вчених, природні?

11. Яким джерелам можна вірити?

12. Як оцінюють (без) небезпека ГМО? Які дослідження найактуальніші?

13. І все-таки, чи є небезпечними продукти на основі ГМО?

1. Що таке гени?

наверх

Перша і головна буква в абревіатурі «ГМО» дає зрозуміти, що все крутиться навколо генів. Ген - це одиниця спадковості всякого живого організму. Тому напис «не містить ГМО» на солі і туалетному папері виглядає безглуздо, адже живих клітин в їх складі взагалі немає. Варіації генів визначають спадкові ознаки при розмноженні.

Якщо не вдаватися в тонкощі, то послідовність генів - це код, який визначає пристрій організму і задає команди для його розвитку і роботи. Окремі гени відповідають за певні функції. Наприклад, у морських медуз є гени, які кодують зелені флюоресцирующие білки - завдяки цьому медузи можуть світитися.

Фрагменти ДНК коралів і медуз, що відповідають за біолюмінесценцію, були вбудовані вченими в геном акваріумних рибок даніо - так вийшла світиться рибка GloFish , Одне з найвідоміших трансгенних живих істот на сьогодні.

2. А що таке ДНК і РНК?

наверх

Це хімічна речовина, яка знаходиться в клітинах. У всіх живих організмах на Землі містяться три основні макромолекули: ДНК, РНК і білки. Макромолекули складаються з молекул поменше, зібраних в повторювані ланки. З ланок виходять ланцюжка.

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) служить для зберігання і передачі генетичної інформації. Молекулярних ланцюжків в ній дві, тому ДНК зображують у вигляді подвійної спіралі , яка прославилася завдяки науково-фантастичних фільмів . Ця макромолекула забезпечує спадковість і мінливість. Тобто, робить так, що нащадки отримують ті чи інші батьківські ознаки, але в той же час відрізняються від батьків.

РНК (рибонуклеїнова кислота) - ще одне природне з'єднання, яке служить основою організму. Вона трохи відрізняється від ДНК складом і складається з одного ланцюжка . РНК призначена для створення білків і спадкової інформації не зберігає.

Білки - органічні речовини з широкими функціями. Вони будують нові клітини, організують обмінні процеси, відповідають за імунітет і координують спілкування між клітинами і всередині клітин, працюючи сигнальною системою.

За допомогою ділянок ДНК (генів) записуються команди, які будуть виконувати РНК і білки. Послідовність генів визначає, які білки будуть синтезовані і які завдання в організмі вони будуть вирішувати. Наприклад, в короткометражному анімаційному фільмі «Внутрішнє життя клітини» можна побачити, як руховий білок кінезин, доставляючи важливий вантаж, крокує по мікротрубочками - «містку» всередині клітини. Кінезин після виходу короткометражки відразу став загальним улюбленцем.

3. Які ще терміни потрібно знати?

наверх

Генотип - сукупність генів конкретного організму. Генотип кожної істоти включає набір ознак, отриманих від батьків, а також нововведення, що трапилися в результаті мутацій. У організмів, які практикують статеве розмноження, ці комбінації генів унікальні. Єдині істоти з ідентичним генотипом - однояйцеві близнюки, які з'являються в результаті поділу вже заплідненої яйцеклітини.

Геном - одинарний набір спадкової інформації організму. Велика частина цієї інформації зберігається в хромосомах - структурах, які складаються з нуклеотидів. У випадку з людиною геном - це 23 пари хромосом, дві з яких (Х і Y) визначають стать.

Нуклеотиди - хімічні речовини, з яких складаються ділянки ДНК, що несуть спадкову інформацію. Залежно від того, яке азотистих основ лежить в основі, виділяють п'ять нуклеотидів: A, C, T, G, U.

Генетичний код - кодування послідовності органічних сполук в складі білків за допомогою нуклеотидів. Пряма послідовність нуклеотидів в геномі людини, якщо читати її поспіль буде починатися зі «слова» GATTACA. А, наприклад, послідовність ААТТААТА - це фрагмент гена, який кодує вироблення інсуліну.

Де підтягнути знання? На проекті «Лекторіум» запускається безкоштовний онлайн-курс «Генетика» , Призначений для старшокласників і дорослих, які хочуть освіжити в пам'яті базові поняття або дізнатися, що нового з'явилося в області методів аналізу ДНК.

4. Так що ж таке ГМО?

наверх

Генетично модифікованих називається живий організм, генотип якого був змінений за допомогою методів генної інженерії. ГМО відрізняє від інших організмів те, що в його геномі є трансгени. Трансгени - це чужу ділянку ДНК, який був штучно перенесений в геном «приймаючої сторони».

Олександр Панчина

кандидат біологічних наук, популяризатор біотехнологій

- Сьогодні, використовуючи інструменти генної інженерії, ми вміємо поводитися з генетичним матеріалом приблизно так само, як зі словами, надрукованими в текстовому редакторі. Гени можна видаляти, змінювати, переносити з генома одного організму в геном іншого і навіть синтезувати в пробірці.

Втім, зовсім «чужий» ДНК не буває, адже генетичні послідовності всіх живих істот записуються за допомогою одного і того ж набору нуклеотидів (див. Розділ 3). Уявіть собі, що людині відомі всі букви алфавіту, але не всі слова мови. Він завжди може прочитати і засвоїти нове слово, складене з знайомих букв. А ось текст з невідомими символами зрозуміти не вийде.

У природі потрібна комбінація зустрічається у одного виду організмів, а вчені запозичують її, щоб домогтися таких же ознак у іншого. так виходять біолюмінісцентние кролики з генами медузи або «капуста-скорпіон», яка труїть шкідників за допомогою власного токсину (людині він шкоди не приносить, а ось гусениць чекає загибель - і без всяких пестицидів).

5. Які науки всім цим займаються?

наверх

Методи зберігання, передачі і реалізації спадкової інформації вивчає молекулярна біологія , Спадкоємністю і мінливістю займається генетика . біоінформатика використовує методи математики та інформатики для вивчення і аналізу біологічних систем. Конкретні способи вирішення технологічних задач за допомогою живих організмів вивчає біотехнологія , Інструмент якої - генетична інженерія . Так що створенням ГМО займаються біотехнологи і генні інженери.

6. Навіщо взагалі генетично модифікують організми?

наверх

У сільському господарстві ГМО потрібні для того, щоб отримати більш врожайні, смачні і корисні сорти рослин, а також знизити витрати, пов'язані з їх вирощуванням. Деякі культури, змінені генетично, стійкі до хімікатів, хвороб або шкідників. З ГМО (рослин, тварин і бактерій) отримують генетично модифіковану їжу .

Таблиця генно-модифікованих культур на сайті Міністерства сільського господарства США . Тут є кукурудза, стійка до посухи, і картопля зі зниженим вмістом токсинів.

У минулому столітті на Гаваях дерева папайї страждали від вірусу кільцевої плямистості , Який майже знищив важливе для регіону виробництво. Генетична модифікація папайї дозволила створити сорт, стійкий до вірусу. Це не тільки допомогло гавайських фермерам, а й, можливо, утримало вид від зникнення. Вірніше, колишній, беззбройний перед хворобою сорт замістив трансгенна папайя, яка не боїться кільцевої плямистості.

або ось «Золотий рис» - ГМ-продукт з високим вмістом вітаміну А. Недостача цього вітаміну у жителів Азії та Африки призводить до серйозних захворювань і смертей. Рис, один з найпоширеніших продуктів в бідних країнах, не містить достатньо корисних речовин. «Схрестивши» звичайний рис з морквою і бататом, генетики отримали «золотий рис» з яскравим кольором і здатністю заповнювати дефіцит вітаміну А.

Так звані рослини-біофабрики призначені для створення медичних білків, вакцин, вітамінів і масел - генна інженерія дозволяє налагодити виробництво всього цього в рослинних клітинах. Вивчення і створення рослинних біофабрик - відносно молодий напрямок біоінженерії, яке може бути дуже перспективним в комфортній для досліджень громадської середовищі. Втім, виробництво ліків за допомогою генної інженерії - не новина. За участю трансгенних організмів отримують більшу частину препаратів для боротьби з діабетом і на гемофілію.

Як більше дізнатися про биофабриках? Подивитися відеолекцію генетика Аліси Вячеславова про рослини, які виробляють корисні речовини на замовлення, і прочитати головні факти про них.

Генетичне модифікування тварин теж може вирішувати соціальні та екологічні завдання. Наприклад, за допомогою впровадження гена бактерії E.coli були виведені «екосвіньі», які повністю засвоюють фосфор. У випадку зі звичайними свинями ця речовина потрапляє в озера, викликаючи розростання водоростей і забруднення водойм. Використовуючи ті ж принципи, генна інженерія може внести зміни в травну систему корів, відсунувши тим самим глобальне потепління (сьогодні велику рогату худобу на фермах виділяє величезну кількість метану та оксидів азоту, збільшуючи парниковий ефект).

7. Якими конкретно методами отримують ГМО?

наверх

Щоб генетично модифікувати організм, потрібно вмонтувати в нього фрагмент ДНК іншого організму. Для цього генетичний матеріал переносять в клітку реципієнта. Такі процедури проводяться in vitro і виглядають досить прозаїчно (якщо ви очікували побачити в лабораторії перетворення Людини-Павука).

Найбільш ефективним методом трансформації клітин вважається біологічна балістика. Її головна зброя - генна гармата . В ході такої стрілянини частинки металу з нанесеними на них фрагментом ДНК викидаються під тиском, потрапляють в чашку Петрі, розривають клітинні стінки і потрапляють в клітину. Найчастіше такий метод застосовують в модифікації рослин - наприклад, кукурудзи, рису, пшениці, ячменю.

Є і інші способи . Наприклад, в клітинній мембрані робляться мікроотвори, через які може проникнути генетичний матеріал. Використовуються «уколи для клітин» - ін'єкції за допомогою крихітних піпеток, здатних доставляти гени прямо в ядра. існує також вірусний метод - при цьому фрагмент ДНК переносить вірус-бактеріофаг.

8. Значить, перенесення генів винайшли люди, а в природі такого немає?

наверх

Обмін генетичною інформацією, не пов'язаний з розмноженням, придуманий не людиною. Наприклад, бактерії здатні обмінюватися спадковою інформацією за допомогою горизонтального переносу генів . Крім того, грунтові бактерії вбудовують свої гени в рослини, а віруси - в клітини різних живих істот. Головне, що випливає з цього в зв'язку з ГМО - перенесення генів відбувається в природі і без нашого втручання.

Початок XIX століття, карикатура Джеймса Гілрея, що зображає очікування від вакцинації коров'ячої віспою, яку проводили, щоб перемогти звичайну віспу.

джерело: Wikipedia

Природними є і мутації - перетворення генотипу через зміни в нуклеотидної послідовності. Мутації можуть бути як шкідливими, так і корисними, якщо нові ознаки допомагають видам виживати. Мало того, у людини в кожному поколінні з'являється безліч нових невеликих мутацій: десятки змін ДНК виникають при кожному діленні клітини.

З горизонтальним переносом генів пов'язаний процес формування стійкості до антибіотиків - докладніше про це читайте в нашому матеріалі про мікроби .

9. Чи не занадто смілива ідея - міняти спадкові ознаки?

наверх

«Штучно змінений генотип» - ця фраза може лякати. Однак люди вже тисячі років займаються селекцією - культивуванням корисних якостей рослин і тварин. «Штучне» існує з тих часів, як людина стала відрізняти здрово і великі зерна від тих, що гірше. А хто не захотів би отримати високий урожай?

культурні рослини недарма так називаються - вони придбали і розвинули ті якості, які людина вважала важливими. У тій же мірі це стосується домашніх і сільськогосподарських тварин. Різноманітність їх якостей і велика кількість порід - справа рук людини, завдяки чому деякі вихідні жовтня змінилися до невпізнання. Наприклад, курчата-бройлери, результат тривалого межпородного схрещування, яке проводили, щоб вивести самих скоростиглих і великих особин. Від звичайних маленьких курчат ці курячі гіганти сильно відрізняються .

Генна інженерія, як і селекція - метод керованого створення нових сортів, тільки більш продуманий і точний. А ще набагато швидший - народження безлічі поколінь не потрібно. У випадку з ГМО вчені знають, який використовують ген, впевнені у властивостях білка. А ось селекція може піднести неприємні сюрпризи - такі приклади існують .

Яку лекцію послухати?

10. Як бути з тим, що природні процеси, на відміну від дій вчених, природні?

наверх

Припущення, що все натуральне корисно для здоров'я, а штучне - шкідливо, відноситься до логічним спотворень . натуралістична помилка часто виражається словами «так задумано природою, і не нам щось міняти».

Природою задумано безліч речей, які нікому не подобаються: інфекційні хвороби, висока дитяча смертність, стареча неміч, загибель слабких особин. До речі, наші не такі вже й давні предки були канібалами . З тих пір людство навчилося винаходити вакцини, зуміло зробити життя соціальних груп з особливими потребами гідної і приємною, а також перестало схвалювати поїдання собі подібних.

Природні віруси, хвороботворні бактерії та інші патогенні організми, які створені самою природою і шкодять без втручання людини. При цьому консерванти, антибактеріальні засоби і антибіотики, що заважають поширенню мікробів в їжі і організмах людей - штучні.

Сам вираз «задумано природою» передбачає, ніби природа має розум, має чіткий план дій і знає, що буде завтра. На ділі еволюційний принцип більше схожий на метод проб і помилок. сучасні фізики припускають, що навіть наша Всесвіт виник в результаті перебору. Природа не прагне бути зручною для людини, проте вона дала нам розум, надавши можливість домагатися бажаного.

Де дізнатися про це більше? прочитайте присвячений натуралістичним помилок уривок з книги Олександра Панчина про міфи навколо ГМО. А ще краще всю книгу .

11. Яким джерелам можна вірити?

наверх

Одні автори вважають, що генно-модифіковані рослини - це шлях до глобального колапсу, інші вважають, що ГМО вирішать проблему голоду на Землі. Хороший метод визначитися з якимось явищем - прислухатися до незалежних експертів і голосу наукового співтовариства. Вірити має сенс компетентних джерел, результатами досліджень і шанованим вченим.

У 2015 році Комісія РАН по боротьбі з лженаукою і фальсифікацією наукових досліджень випустила відкритий лист Товариства науковців на підтримку розвитку генної інженерії в Російській Федерації . Автори листа були стурбовані перешкодами, які постають на шляху інноваційних біотехнологій. Як показав досвід цього року, такі побоювання були обґрунтованими.

У нинішньому році понад сто нобелівських лауреатів підписали звернення до ООН, урядам усіх країн світу і організації Greenpeace , В якому закликають переглянути негативне ставлення до трансгенних продуктів. Кампанію запустив біохімік і молекулярний біолог Річард Робертс, нобелівський лауреат в області фізіології і медицини.

Великі наукові та організації охорони здоров'я, серед яких - Європейська комісія, Національна академія наук США, Британське королівське товариство і Всесвітня організація охорони здоров'я, - не поділяють точку зору про небезпеку ГМО.

Щоб враження було по-справжньому об'єктивним, має сенс почитати ресурси противників ГМО - оціните доказову базу авторів, вагомість аргументів і можливу упередженість. Порушення логіки, агресивна риторика, нецензурна лексика, дискримінація, політизованість і езотеричні аргументи несумісні з науковим підходом. Такі матеріали служать трансляції смаків, емоцій і громадської позиції авторів і не висвітлюють реальну ситуацію з ГМО.

Що читати перед дискусією? Книга Асі Казанцевой «В інтернеті хтось неправий! Наукові дослідження спірних питань » говорить не тільки про ГМО, а розповідає в цілому про популяризацію науки і про культуру суперечок навколо явищ, які викликають широкий громадський резонанс.

12. Як оцінюють (без) небезпека ГМО? Які дослідження найактуальніші?

наверх

Результати наймасштабнішого на сьогоднішній день дослідження впливу ГМО були опубліковані в 2016 році у вигляді 420-сторінкового збірника «Генетично модифіковані зернові культури». Книгу можна придбати, читати онлайн або завантажити у форматі PDF. Вчені аналізували вплив трансгенів за період з 1980 року і не знайшли доказів того, що ГМ-культури менш безпечні для вживання, ніж звичайні продукти. Додаткову інформацію можна знайти на сайті проекту , А новини - в Твіттері.

Питання та відповіді про генетично модифікованих продуктів харчування опубліковані на сайті Всесвітньої організації охорони здоров'я . Тут можна подивитися, які побоювання є у держав-членів ВООЗ з приводу безпеки ГМО-продуктів, і як дослідники відповідають на питання про безпеку ГМО, їх оцінці, можливі ризики для людини і навколишнього середовища, про принципи торгівлі ГМО-продуктами на світовому ринку.

Всі нові генно-модифіковані організми проходять тестування і піддаються ретельному огляду - виведення нового сорту вимагає створення для нього повного молекулярного біологічного опису. Випробуванням на біобезпеку і реєстрації ГМО присвячена лекція біолога Дмитра Дорохова . На додаток до цього відео і інших матеріалів про ГМО «Постнаука» опублікувала FAQ по оцінки безпеки ГМО , трансгенних рослин и сприйнятті біотехнологій суспільством .

13. І все-таки, чи є небезпечними продукти на основі ГМО?

наверх

Однозначно відповісти «ні» не можна - це було б нечесно. Серед продуктів з ГМО, як і серед будь-яких інших, є і шкідливі, і корисні. У той же час, наклейка «без ГМО» не гарантує, що продукт безпечний або корисний - це маркетинговий хід, який експлуатує любов покупців до «натуральному».

За данімі ВООЗ , ГМ-продукти, які представлені на ринку зараз, не викликають алергічних ефектів. Навпаки, контроль біотехнологів дозволяє судити про можливі аллергенах в трансгенному продукті і навіть передбачає створення гіпоалергенних сортів і порід, у яких пригнічений конкретний білок-алерген. Це дасть можливість людям, які не можуть їсти якийсь продукт або перебувати поруч з якоюсь твариною, отримати такий досвід без ризику анафілактичного шоку.

Немає будь-яких серйозних досліджень, які б підтвердили, що ГМО викликають безпліддя або злоякісні пухлини. Побоювання, пов'язані з раком, базуються на дослідах біолога Жиля-Еріка Сераліні, який запевняв, що у щурів, що харчувалися ГМ-сортом кукурудзи, частіше з'являлися пухлини. його дослідження були розкритиковані за помилки в статистичному аналізі і методології проведення - говорити про які-небудь закономірності в генетиці при таких математичних огріхи було поспішно.

Деякі ГМ-рослини через пару поколінь дійсно втрачають здатність розмножуватися. Цей репродуктивний обмежувач розроблений, щоб вони не потрапили в дику природу. Однак вони не здатні передати безпліддя людині, який їх з'їсть. Якби передача інформації і правда працювала так, люди і тварини отримували б нові ознаки кожен день, адже ми постійно їмо чужу ДНК. Проте, наука не знає випадків, коли кому-небудь передавалися властивості улюблених продуктів.

Повністю безпечних технологій не існує, і ГМО не виняток. Всі такі організми розрізняються між собою і мають різні трансгени, перенесені різними способами. Тому безпека кожного організму - привід для самостійного дослідження, і загального судження тут бути не може. Перенесення генів - складний процес, при якому потрібно враховувати безліч чинників як всередині організму, так і в середовищі навколо. Однак, на відміну від природних мутацій, генетичне модифікування можна продумувати.

Тепер ви отримали достатньо даних, щоб прийняти інформоване рішення про те, як ставитися до трансгенних продуктів і товарів з наклейками «без ГМО». Яким би не виявилося ваша думка, громадянська позиція і купівельний імпульс, ми сподіваємося, що питання про те, чи містяться гени в овочах і туалетному папері, для всіх нас прояснився.

Знайшли друкарська помилку? Віділіть фрагмент и натісніть Ctrl + Enter.