„Zwierzęta
modyfikowane
genetycznie i ich
wykorzystanie w
rolnictwie i
medycynie.”
Marta Szyszka
Marek Łukomski
„Zwierzęta
modyfikowane
genetycznie i ich
wykorzystanie w
rolnictwie i
medycynie.”
Marta Szyszka
Marek Łukomski
W ustawie o GMO zapisana jest
definicja:
„Organizmy genetycznie zmodyfikowane
oznaczają organizmy, których struktura
genomu została zmieniona przez usunięcie
jednego lub więcej genów albo zmianę
jednego lub więcej genów, a także w drodze
hodowli
organizmów
hybrydowych
realizowanej z wykorzystaniem techniki
inżynierii genetycznej".
Formalne definicje w
piśmiennictwie:
• Organizm modyfikowany genetycznie (ang. GMO
= genetically modified organism) to organizm niosący
obcy gen, w normalnych warunkach nie występujący w
tym gatunku, a pochodzący od gatunku odległego
filogenetycznie. To także organizm zmodyfikowany
genetycznie
w
kierunku
wyłączenie
funkcji
określonego genu lub genów lub modulacji jego
ekspresji.
• Organizm transgeniczny- jest pojęciem opisującym
trwałe wzbogacenie organizmu w nowy gen lub geny,
uzyskane dzięki metodom labolatoryjnym
.
Powstanie
organizmów
genetycznie
zmodyfikowanych
zawdzięczamy
rozwojowi
inżynierii genetycznej, dzięki której zaistniały
techniczne możliwości manipulacji genem, tzn. jego
izolacja, powielenie, modyfikacja i transfer pomiędzy
różnymi organizmami.
Celem tych działań jest wytworzenie organizmu o
nowym genomie, który będzie zdolny do wytworzenia
większej
ilości
pożądanego
białka
lub
do
produkowania zmodyfikowanej jego formy.
Zastosowanie organizmów
transgenicznych:
• Poprawa niektórych cech roślin uprawowych lub
zwierząt hodowlanych,
• Produkcja pożądanych związków chemicznych,
• Produkcja szczepionek dostarczanych drogą
pokarmową,
• Unieszkodliwianie owadów przenoszących
choroby zakaźne,
• Ksenotransplantacje,
• Modele badawcze.
Poprawa cech roślin uprawowych
lub zwierząt hodowlanych:
• Poprawa odporności roślin uprawowych na niekorzystne warunki
uprawy,
• Poprawa odporności na niektóre szkodniki uprawowe,
• Przedłużenie trwałości,
• Zablokowanie innych składników, które mogą działać
niekorzystnie,
• Możliwość wprowadzenia do jadalnych roślin nowych składników
odżywczych, normalnie nie występujących lub zwiększenie
wytwarzania składników o korzystnym profilu działania,
• Szybsze i kontrolowane rozmnażanie,
• Lepsze wykorzystania paszy,
• Większa odporność zwierząt na choroby i pasożyty
• Poprawa jakości produktów żywnościowych:
- Większy przyrost i lepsza jakość wełny,
- Większy przyrost tuszy i lepsza jakość mięsa,
- Większa wydajność i jakość mleka.
Produkcja pożądanych związków
chemicznych:
• Organizmy transgeniczne mogą w przyszłości
służyć jako cenne źródło czynników
terapeutycznych w szczególności białek.
• Tak zwany „pharming” (z ang. pharmacy –
farmacja; i farming – hodowla) – stanowi duże
wyzwanie dla współczesnej farmacji, gdyż mimo
obiecujących wyników, wprowadzenie genów do
określonych struktur zwierząt, roślin czy bakterii
w dalszym ciągu jest procesem trudnym i
kosztownym.
Produkcja pożądanych związków
chemicznych:
Zwierzęta:
• Utrzymanie właściwych warunków dla syntezy
pożądanych substancji,
• Wydalanie pożądanej substancji w stosunkowo
dużym stężeniu wraz z moczem i/lub mlekiem
• Synteza pożądanych substancji w dalszej
perspektywie tańsza i bardziej wydajna
• Modyfikacja niektórych białek przez zwierzęta
wyższej klasy (np. ssaki)
Produkcja pożądanych związków
chemicznych:
Rośliny:
• Produkcja cennych substancji i leków takich jak:
przeciwciała monoklonalne, enzymy, białka
obecne we krwi oraz szczepionki,
• Używanie popularnych roślin co zmniejsza koszt
produkcji.
Produkcja pożądanych związków
chemicznych:
Bakterie
• Wykorzystanie bakterii stanowiących naturalną
florę naszego organizmu,
• Wytwarzania przez nich naturalnych
immunosupresantów,
• Możliwość kontrolowania syntezy
immunosupresantów,
Produkcja szczepionek
dostarczanych drogą pokarmową:
• Wytwarzanie „jadalnych szczepionek” stanowi
odrębny kierunek rozwoju „biopharmingu”.
• Rośliny potrafią wytwarzać znaczne ilości antygenów,
mobilizujących układ odpornościowy człowieka lub
zwierząt.
• Szczepionki jadalne zawierają antygeny stymulujące
powstanie odporności immunologicznej, nie
posiadając jednocześnie genów, które pozwalałyby na
odtworzenie drobnoustrojów patogennych,
• Mogłyby znaleźć także zastosowanie w weterynarii,
• Niepożądanym skutkiem stosowania tych szczepionek
jest możliwość wywołania zjawiska tolerancji w efekcie
długotrwałego przyjmowania białka antygenu.
Wykorzystanie owadów
transgenicznych:
• Modyfikacje genetyczne owadów są nadzieją na
ograniczenie występowania niebezpiecznych chorób
zakaźnych, których owady są pośrednimi żywicielami.
•
transpozony – osobliwe fragmenty DNA, które mogą
przenosić się w niemal każde miejsce chromosomu.
• Owady mogą być środkiem w walce przeciwko
rozprzestrzenianiu się pospolitych szkodników
uprawowych,
• Modyfikacja genetyczna owadów produkujących
włókna, w kierunku polepszenia ich wydajności i
jakości wytwarzanego przez nie produktu lub
wprowadzenia genów kodujących włókna obcego
gatunku.
Ksenotransplantacje:
• Ksenotransplantacje to alternatywna możliwość
ratowania ludzkiego życia poprzez
przeszczepienie narządów pochodzących od
innego, niespokrewnionego gatunku. Dla
człowieka zwierzęciem modelowym do takich
transplantacji jest świnia.
• Transgeneza stwarza realną szanse na
„produkowanie” narządów dla potrzeb
konkretnego biorcy, z uwzględnieniem
indywidualnego układu antygenów.
Zwierzęta transgeniczne jako
narzędzie badawcze
• Stosowanie transgenicznych modeli zwierzęcych
w badaniach ekspresji genów, oddziaływania na
nie różnych czynników, jest obecnie chętnie
wykorzystywanym narzędziem w badaniach
funkcjonalnych efektów toksykologicznych i
farmakologicznych.
• Najczęściej używanymi zwierzętami do takich
badań są myszy, ze względu na ich wiele zalet
m.in.: małe rozmiary, częste cykle rozrodcze,
możliwości krzyżowania wsobnego, dostępność
bardzo licznych odmian genetycznych.
Znokautowane myszy:
• Myszy „znokautowane” (knock-out mice), czyli
takie, u których celowo zablokowano aktywność
jednego bądź kilku genów. Naukowcy dokonują
tego zabiegu na pojedynczych komórkach, a
następnie wszczepiają je do mysich zarodków.
• Takie myszy są niezastąpione przy badaniach nad
różnymi chorobami, nowymi lekami itd. – co roku
w laboratoriach na całym świecie powstają ich
miliony.
Zagrożenia związane z organizmami
modyfikowanymi genetycznie:
Potencjalne zagrożenia, związane z tworzeniem i
wprowadzaniem do środowiska człowieka
organizmów zmodyfikowanych genetycznie, są
następujące:
1. Alergizacja, działania toksyczne, obniżenie
jakości pokarmowej,
2. Rozprzestrzenianie się transgenu w środowisku,
3. Zmniejszenie bioróżnorodności,
4. Uzależnienie organizmów od człowieka,
5. Migracja międzygatunkowa wirusów,
6. Wzrost odporności na antybiotyki.
Zwolennicy:
Zwolennicy podkreślają korzyści, takie jak:
1. możliwość produkcji żywności o ulepszonych cechach
żywieniowych i odżywczych,
2. redukcji zużycia lub nawet eliminowanie chemicznych
środków ochrony roślin, pestycydów, insektycydów,
herbicydów, nawozów sztucznych, przy jednoczesnym
zwiększeniu zbiorów,
3. znacznym obniżeniu kosztów produkcji, potanieniu
zabiegów agrotechnicznych.
4. Inżynieria genetyczna, redukując środki chemiczne,
wbrew pozorom sprzyja ochronie środowiska naturalnego.
5. Żywność taka jest bezpieczna, bo przed dopuszczeniem
do obrotu handlowego została dokładniej przebadana niż
tradycyjna.
Bibliografia:
• M. Cichocki, W. Dubowska, „Organizmy
transgeniczne w farmacji i medycynie. Źródło
środków terapeutycznych i model badawczy.”,
Akademia Medyczna w Poznaniu, Poznań 2006.
• Proekologia.pl „Pojęcie GMO i ich rola we
współczesnej gospodarce”
http://www.proekologia.pl/e107_plugins/content/conten
t.php?content.42461.3
• Focus.pl „Wszyscy będziemy chimerami”
http://www.focus.pl/nauka/zobacz/publikacje/wszyscy-
bedziemy-chimerami/strona-publikacji/1/nc/1/
• Adam Kuzdlaliński „Zwierzęta modyfikowane
genetycznie” e-biotechnologia.pl
http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/zwierzeta-
modyfikowane-genetycznie/