Генетично модифицирани организми
1. Генетично модифицирани организми. Класификация на трансгенните растения по признаци
Най-важният компонент на съвременната биотехнология е генетичното или генното инженерство.
Има няколко определения, които разкриват същността на генното инженерство. Според академик А.А. Баева, това е „in vitro изграждане на функционално активни генетични структури (рекомбинантна хибридна ДНК)“, или „създаване на изкуствени генетични програми“.
Друго определение е дадено в Интернет: „Генното инженерство е управление на генетичната основа на организмите чрез въвеждане или отстраняване на специфични гени, използвайки техниките на съвременната молекулярна биология“.
Методите на генното инженерство позволяват да се проектират фрагменти от рекомбинантни ДНК молекули на един или друг организъм, които, когато бъдат въведени в генетичния апарат, ще им дадат свойства, полезни за хората.
Съвременната биотехнология се основава на принципите на традиционната селекция, която се състои в придобиването на необходимите качествено нови характеристики от организмите. Въпреки това, за разлика от конвенционалната селекция, която дълго време изпитва много комбинации от гени, биотехнологиите позволяват да се въведе в генетичния апарат на обект един ген или група гени, отговорни за проявата на желаната черта, което значително ускорява постигането от необходимия резултат (фиг. 1).
Генетично модифициран модифициран (генетично модифициран) организъм - организъм или няколко организма, всяка неклетъчна, едноклетъчна или многоклетъчна формация, способна да възпроизвежда или предава наследствен генетичен материал, различен от естествените организми, получен чрез методи на генно инженерство и съдържащ генно инженерни материали, включително гени, техните фрагменти
Фигура: 1. Отличителни черти на генното инженерство на растенията
За създаване на генетично модифицирани организми са разработени методи, които ви позволяват да изрежете необходимите фрагменти от молекулите на ДНК, да ги модифицирате по съответния начин, да ги реконструирате в едно цяло и да клонирате - да умножите в голям брой копия.
Организмите, претърпели генетична трансформация, се наричат трансгенни.
Трансгенни организми - животни, растения, микроорганизми, вируси, чиято генетична програма е променена с помощта на методи за генно инженерство.
Основните задачи на генното инженерство при създаването на трансгенни растения в съвременните условия на развитие на земеделието и обществото са доста разнообразни (Таблица 1).
На практика ситуацията е следната: сред индустриално отглежданите трансгенни растения делът на устойчиви на хербициди растения е 71%, устойчиви на вредители - 22%, както устойчиви на хербициди, така и устойчиви на вредители - 7%, вирусни, бактериални и гъбични устойчиви на болести - по-малко от 19 (фиг. 2).
Фигура: 2. Структурата на индустриално отглежданите трансгенни растения,
различаващи се по устойчивост
Фигурата показва, че сред основните белези, контролирани от прехвърлените гени, на първо място е устойчивостта на хербициди.
Сред гените, които определят резистентността към хербициди, гените за резистентност към хербициди като глифозат (Roundup), фосфинотрицин (Bialaphos), глифозинатамоний (Basta), сулфонилурейни и имидозолинонови лекарства вече са клонирани. Трансгенна соя, царевица, памук и др. Вече са получени с помощта на тези гени. Трансгенни култури, устойчиви на хербициди, също се тестват в Русия. Центърът за биоинженеринг създава сорт картофи, устойчив на Baste, който в момента се подлага на полеви изпитания.
Друга често срещана група са устойчивите на насекоми трансгенни растения. По този начин бактерията Bacillus thuringiensis е известна от сравнително дълго време, произвеждайки делта-ендотоксиновия протеин, който е много токсичен за много видове насекоми и е безопасен за бозайниците. Установено е, че вмъкването на гена на този протеин в растителния геном прави възможно получаването на трансгенни растения, които не са повредени от насекоми.