Н; v; нов биотехнол; gia; s g; нтехнол; gia Библиотека за цифрови учебници
Генното инженерство, както беше споменато във въведението, е принципно нов подход към човечеството, който е плашещ по два начина:
Единият се подхранва от очакваните последици от „неоторизирана“ намеса в процеса на еволюция, а другият от възможността и практиката на хоризонтална рекомбинация, която се определя като нереална.
14.1. Генетично инженерство и еволюция
За да разберем тази връзка, нека опростим днешното селскостопанско производство. В крайна сметка, растениевъдството е използване на жизнените процеси на не повече от няколко дузини растителни видове за обществото. Като първа стъпка в този подход, нашите култури улавят малка част от слънчевата лъчиста енергия (1–3%), съхраняват я в органични съединения, а във втората стъпка синтезират редица макромолекули. Последните се използват като храна, фураж, гориво и индустриални суровини и др.
От биотехнологична гледна точка, днешното растениевъдство може да се разбира и като захар, протеини, масло, целулоза, алкалоиди и др., А не пшеница, царевица, слънчоглед и т.н. произвеждаме на полето. Химическите растения, които произвеждат тези вещества, са растения, по-точно растителни клетки. Производственият процес е метаболизмът на растенията. Това ни води до точката, в която генното инженерство може да бъде свързано с еволюцията.
Това е така, защото метаболизмът на растенията се регулира - пряко или косвено - от генетичната програма, която се намира във всяка клетка на растението. Генетичната програма се съхранява в ДНК на клетката според правилата на генетичния код. От биотехнологична гледна точка това означава, че информацията за структурата (структурни последователности) и синтеза (регулаторни последователности) на всички специфични за индивида (видове) протеини се кодира в ДНК на всички растителни клетки.
Въз основа на нашите изследвания до момента е ясно, че през около четири милиарда години живот на Земята еволюцията (мутация, рекомбинация, селекция и др.) Е модифицирала тази молекула (ДНК) и програмата, която тя кодира независимо от човека. Така че растенията, отглеждани днес, не са конструирани от нас, хората, те са еволюирали независимо от нас. Понастоящем ние не отглеждаме тези видове, защото сме ги измислили за себе си, а защото нашите предци са ги избрали преди хиляди години от запасите на природата.
Съвременното земеделие и науките, които го обслужват, са се опитали да се възползват максимално от конструкциите (полски, градинарски, горски видове), които природата е предлагала през последните векове. Те обаче не предприеха малката, но огромна стъпка, която би им позволила да бъдат изкуствено променени.
Следователно същността на генното инженерство е, че ние хората променяме генетичната програма, която контролира функционирането (живота) на живите организми, в този случай на растенията, в съответствие с нуждите на човечеството (икономиката). Това е същността, стратегията и възможностите на новото генно инженерство.
Това е огромна възможност в ръцете на човечеството да живее. Направихме първите стъпки в тази посока, но поради недостатъци в нашите знания, последствията, които сме направили, не могат да бъдат планирани точно предварително. Това предизвиква страх у много хора. Законодателството е гаранцията, че научноизследователската и развойна дейност може да се осъществи в канал, който е от полза за обществото.
14.2. Генетично инженерство и хоризонтална рекомбинация
При естествената еволюция двигателят на развитието са мутации и рекомбинации, тоест промени в генетичната информация и нови комбинации от индивидуална информация.
Естествената (in vivo) рекомбинация обикновено може да се случи в рамките на видовете, между индивиди и популации, в отношенията родител-потомство, което също може да се нарече вертикална рекомбинация.
За разлика от естествената рекомбинация в живия свят, генното инженерство предоставя възможност за хоризонтална рекомбинация. Използвайки ин витро рекомбинация, вирусните, бактериалните, гъбичните, насекомите, животинските и човешките гени могат да бъдат включени в растителния геном и дори да функционират там, което е повдигнало и поражда етични проблеми при много хора.
Източниците на тези страхове се дължат най-вече на липсата на знания и образование от предишните десетилетия. В наши дни, когато вече е известно, че информацията за живота на Земята се кодира в едни и същи молекули, съгласно същите принципи, и тази генетична информация напр. ако има повече от 90% идентичност между хората и маймуните, тогава хоризонталната рекомбинация е само огромна възможност и не е проблем, от който трябва да се страхувате. Това може допълнително да намали страха ни, че ще се публикуват все повече доказателства за хоризонтална рекомбинация, която също се среща в природата, напр. бактерии и растения, вируси и хора и др. между. Разбира се, това не изключва липсата на непредсказуеми и очаквани последици поради недостатъците на настоящите ни познания.
Тези т.нар нецелеви последици са тези, които са рискови фактори за генното инженерство днес и чийто брой и тегло ще намаляват в бъдеще с нарастването на нашите молекулярно-биологични знания.
Междувременно отговорността на отговорните публични органи и професионални комитети в страната е да вземат предвид рисковите фактори за всеки отделен случай, преди да вземат решенията си (разрешение или отхвърляне на заявление за ГМ):
Прецизна идентификация на опасностите: точно определяне и характеризиране на потенциалните неблагоприятни ефекти
Оценка на големината на опасността: определяне на степента на опасност от потенциални неблагоприятни ефекти
Оценка на вероятността от възникване на опасност: определяне на възможността за настъпване на конкретно неблагоприятно събитие
Количествено определяне на големината на опасността: въз основа на величината на опасността и вероятността за възникване
Окончателна оценка на риска: сравнение на прогнозния риск с очакваните ползи
Факторите, които представляват специфичен риск, могат да бъдат разделени на две големи групи - биологични и икономически.
14.3. Биологични (екологични) рискови фактори
Причините за биологичните рискови фактори могат да бъдат проследени до самите ГМ растения, по-точно до генетичните и физиологичните различия, в които ГМ растенията се различават от естествените. Според дефиницията, дадена във въведението, ГМ видовете се различават от конвенционалните видове по това, че съдържат един или повече генетично инженерни гени (трансгени) в ядрото на всяка клетка и съответно произвеждат един или повече нови протеини във всяка клетка или в клетките на някои от техните органи и тъкани. Съответно трябва да оценим поотделно ефекта на самия ген (вектор) и възможните последици от новия произведен протеин.
14.3.1. Трансгенни ефекти
Когато ГМ растение се консумира директно като храна или фураж, ДНК на трансгена се разгражда в храносмилателния тракт, подобно на други гени в растението. Трансгенът така или иначе е само част от десет хиляди или сто хиляди от общия генофонд на растението (геномна ДНК), така че размерът му е незначителен в сравнение с размера на генома.
Ако обаче експресионният вектор, съдържащ трансгена, съдържа и ген за устойчивост на антибиотици (напр. Резистентност към канамицин), трябва да се използват специални експерименти за хранене на животни, за да се провери дали антибиотичната резистентност неомицин фосфо-трансфераза ген (nptI) е разградена и в храносмилателния тракт животни със сложни стомаси. Експериментите за хранене, също подкрепени от СЗО (Световната здравна организация), показват, че nptI. рискът от интеграция в генома на бактериите, живеещи в червея, е практически нулев, но ако се случи, това също не би представлявало риск, тъй като канамицинът не се използва в медицината. За да се постигне реална безопасност, векторите на трансформация вече не съдържат гена nptI.