Основные термины и определения.

«Отцом» генной инженерии считается чешский монах Грегор Мендель, экспериментирующий с генами душистого горошка 150 лет назад. Именно он установил основополагающие принципы для возникновения и развития генной инженерии.

Генная инженерия — это раздел генетики, изучающий целенаправленное создание отдельных комбинаций генетического материала. Перенос гена одного организма в другой называется генетической трансформацией, а новый созданный организм является трансгенным или генетически модифицированным, к которым относят животных, растения, микроорганизмы и вирусы.

В генной инженерии существуют три основных понятия: генетически модифицированный организм (ГМО), генетически модифицированный продукт (ГМП) и генетически модифицированный источник (ГМИ).

Генетически модифицированный организм — это организм или несколько организмов, либо неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии и содержащие генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов.

Генетически модифицированный продукт — это продукт, полученный из растений, в ДНК которых введен особый не данный им природой ген, благодаря чему у растений появляются разнообразные новые свойства (устойчивость к гербицидам, к насекомым-вредителям; например, в ДНК картофеля встроен ген распространенной почвенной бактерии, производящей вещество, смертельное для колорадского жука).

Генетически модифицированный источник - сырье и пищевые продукты (компоненты), используемые человеком в натуральном или переработанном виде, полученные из генетически модифицированных организмов или содержащие их в своем составе.

Таким образом, генетически модифицированный организм – это непосредственно растение, у которого изменен генетический код, например, ГМ соя; генетически модифицированный продукт – это продукт, полученный в результате переработки генетически модифицированного организма, например, соевая мука из ГМ сои; генетически модифицированный источник – это продукт, имеющий в своем составе генетически модифицированный продукт, например говяжий фарш с добавлением соевой муки, полученной из ГМ сои.

В науке развитие генной инженерии, а также создание новых ГМО разделяют на 3 этапа – поколения. Первое поколение ГМО уже создано и производится уже сейчас в промышленных объемах. Созданные генетически модифицированные растения позволяют многократно ускорять процесс селекции культурных сортов, а также получать культуры с такими свойствами, которые не могут быть выведены с использованием традиционных методов. Для первого поколения трансгенных культур характерны более высокие агротехнические характеристики, то есть они имеют большую устойчивость к вредителям и сорнякам, а следовательно, и более высокую урожайность. Примером ГМО первого поколения может явиться картофель устойчивый колорадскому жуку, культурные растения устойчивые к гербицидам и пестицидам и др.

Второе поколение получило свое развитие с 2005 года. Здесь особое внимание обращено на создание продуктов с улучшенной или измененной пищевой ценностью, устойчивых к воздействию климатических факторов, засолению почв, а также продуктов, имеющих пролонгированный срок хранения и улучшенные вкусовые свойства и характеризующихся отсутствием аллергенов.

Так уже созданы более питательные зерновые, «золотой рис» (содержащий бета-каротин, особенно полезный людям с дефицитом витамина А), пшеница со встроенным геном верблюжьей колючки, может произрастать в районах с засушливым климатом и даже в пустынях, помидоры кубической формы с длительным сроком хранения со встроенным геном арктической камбалы (такие помидоры снимаются с куста и транспортируются недозрелыми (зелеными) при температуре не выше 8-10 °С, при помещении их в более теплую температурную среду (25 °С), помидоры дозревают за 2-2,5 часа) и др.

Для культур третьего поколения (с 2015 года и далее) помимо вышеперечисленных качеств будут характерны изменение архитектуры растений (например, низкорослость как фактор их устойчивости в ветреных областях), изменение времени цветения и плодоношения, что даст возможность выращивать тропические фрукты в условиях средней полосы, изменение размера, формы и количества плодов, повышение эффективности фотосинтеза (а значит увеличение содержания кислорода в воздухе), продуцирование пищевых веществ с повышенным уровнем ассимиляции.

Существует множество мнений за и против использования генетически модифицированных источников в продуктах питания.

Сторонники создания новых генетически модифицированных источников пищи приводят многочисленные аргументы в пользу безопасности таких продуктов питания. Они считают, что с помощью трансгенов можно решить проблему голода, т.к. по прогнозам демографов в ближайшем будущем население планеты увеличится до 12 миллиардов.

Некоторые ученные уверяют, что ГМП дадут возможность расширить рацион питания людей с такими заболеваниями, как сахарный диабет, остеопороз, сердечно – сосудистой системы, онкологическими, печени и кишечника.

Уже созданы кофейные зерна без кофеина, клубника с меньшим содержанием сахара, картофель с повышенным содержанием крахмала, рис с повышенным содержанием железа и др.

Сторонники трансгенных продуктов – в России это, прежде всего, Институт питания РАМН, Министерство науки, промышленности и технологий, Министерство сельского хозяйства, центр «Биоинженерия» РАН – утверждают, что ежедневно с едой к нам попадают чужеродные ДНК, но гены, попавшие в организм с пищей, не могут встроиться в генотип человека.

Также использование ГМП позволяет сократить количество технологических операций при переработке, сэкономить средства и материальные ресурсы, получить урожай выше на 15-20% без применения гербицидов и пестицидов.

Кратко подытоживая аргументы в пользу получения трансгенных сельскохозяйственных растений, которые открыли перспективы дальнейшего прогресса сельского хозяйства и биотехнологии, можно выделить следующее. Использование методов генной инженерии растений позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции и наладить масштабное и дешевое производство пищевых продуктов, а значит, сделать их более доступными для широкого круга потребителей.

Основными аргументами «против» генетически модифицированных продуктов являются:

1. Неопределенность и окончательная неизученность последствий для человека употребления в пищу продуктов, изготовленных из трансгенных растений.

2. Возможность спонтанного переноса генов на генетически не модифицированные растения, и, как следствие, возникновение новых устойчивых к внешним влияниям сорняков.

3. Возможность целенаправленного изменения содержания какого-либо одного белка на изменение других белков. Так, показано, что в полевых условиях устойчивая к глифосату трансгенная соя неожиданно оказалась чувствительной к действию высоких температур.

В результате все более масштабного производства трансгенных культурных растений происходит сужение генетической базы семеноводства и монополизация 4-5 транснациональными компаниями производства и рынка семян. Так, в настоящее время фирма «Монсанто» (США) владеет 94 % генофонда всех возделываемых в мире ГМ-культур. Генофонд культур, определяющих продовольственный потенциал всего населения Земли, компания предполагает сосредоточить в руках 2-3 американских компаний.

На основе современных знаний невозможно точно оценить риск для здоровья человека от использования в пищу продуктов из ГМИ с медико-биологических позиций. Однако уже в настоящее время вызывают опасение следующие моменты:

· снижение пищевой ценности продукта;

· нарушение его усвояемости;

· появление аллергенности;

· увеличение содержания в продукте «разрешенных» токсичных веществ;

· появление в очень малых количествах токсичных веществ, которых вообще не должно быть в данном продукте.

По данным 2010 года основное количество пахотных земель, занятых ГМ-растениями, в мире принадлежит США, на 2-ом месте – Аргентина, а на 3-м – Канада.