Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Андерсон - Нова програма

§ 45. Генетична інженерія в сучасній селекції

Що таке селекція?

Якими є результати її проведення?

Розвиток біології дав людству більш потужні інструменти для отримання нових форм, ніж традиційна селекція, яка ґрунтується на штучному доборі.

Поняття генетично модифікованих організмів. Методи генетичної інженерії вможливили створення генетично модифікованих організмів.

Генетично модифіковані організми (ГМО) - це організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генетичної інженерії, тобто внесення скерованих змін у структуру ДНК.

Така зміна може полягати в інактивації певних генів, уключенні в геном генів інших видів тощо. В останньому випадку отримані організми називають трансгенними. Скерованість унесених змін є ключовою відмінністю генетичної інженерії від традиційної селекції або штучного мутагенезу. Найпоширенішим методом генетичної інженерії є перенесення спадкової інформації за допомогою векторів, тобто агентів, які можуть проникати в клітину. Векторами найчастіше слугують віруси та плазміди (рис. 210). Також існує метод перебудови геномів організмів, що передбачає побудову штучних хромосом. На відміну від плазмід та вірусів, такі вектори можуть містити набагато більше генів. Конструювання генетичних векторів з необхідними нуклеотидними послідовностями ще недавно здавалося фантастикою або дуже віддаленою перспективою, а нині це рутинна процедура.

Рис. 210. Етапи створення генетично модифікованої бактерії

Користуючись схемою, опишіть процес конструювання бактерії, що здатна синтезувати людський інсулін.

Людина використовує ГМО різних груп. Генетично змінені бактерії використовують у біотехнологічних процесах. Наприклад, мікробіологічний синтез забезпечує більшу частину медичних потреб людства в інсуліні: його переважно синтезують за допомогою кишкової палички або дріжджів.

Такий спосіб дешевший, простіший і гуманніший, аніж виділення інсуліну з підшлункових залоз тварин. Генетично модифіковані мікроорганізми слугують для отримання антитіл, гормонів, антибіотиків, вітамінів тощо.

ГМО та селекція. Першими генетично модифікованими рослинами, дозволеними для вживання в їжу, були FlavrSavr (Flavour Saver) томати. Нині трансгенні рослини вирощують у 25 країнах, де проживає 3,6 млрд, або 54 % світового населення. Найбільше вирощують генетично модифіковану сою, кукурудзу та бавовну. Основними напрямами генетичної модифікації культурних рослин є вироблення стійкості до гербіцидів і паразитів, збільшення врожайності, підвищення вмісту корисних сполук (рис. 211). Одним з поширених варіантів генетичної модифікації рослин є введення в їхній генотип гену стійкості до гербіциду гліфосату. На оброблених ним полях залишаються лише стійкі культурні генетично модифіковані рослини.

Генетично модифікованих тварин також уживають у їжу. Першою схваленою ГМО розробкою був лосось AquAdvantage. Основою його був атлантичний лосось, якому замінили ген-регулятор гормону росту. Це призвело до того, що риба стала рости протягом усього року, а не лише навесні та влітку, як це відбувається в природі. Унаслідок цього лосось виростає за 16-18 місяців, а не за три роки.

Розробники ГМО дотримуються жорстких правил контролю, що запобігають потраплянню таких організмів у природу, а також тестують виготовлені продукти на безпечність. Наразі не існує жодних науково обґрунтованих фактів стосовно небезпеки ГМО або виготовлених з них продуктів.

Рис. 211. Пагони двох рослин арахісу під впливом личинок одного з видів вогнівок

Зліва - звичайна рослина, справа - генетично модифікована рослина, у генотип якої було внесено ген однієї з бактерій, що кодує токсичний для деяких комах білок.

Порівняйте рослини, зробіть висновок стосовно ролі описаної генної модифікації для формування стійкості рослини до поїдання. Як це позначиться на врожайності?

Створіть просвітницький проект «"За" і "проти" використання трансгенних організмів».

  • 1. Дайте означення поняття генетично модифікований організм.
  • 2. Що таке вектори?
  • 3. Опишіть етапи створення генетично модифікованої бактерії.
  • 4. Наведіть приклади використання трансгенних організмів.
  • 5. Висловіть власне ставлення до проблеми використання ГМО.