Organizmy transgeniczne

Organizm genetycznie
zmodyfikowany…

… to organizm inny niż organizm człowieka, w
którym materiał genetyczny został zmieniony w
sposób nie zachodzący w warunkach
naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej
rekombinacji.

Żywy zmodyfikowany organizm

oznacza

każdy żywy organizm, który ma nową
kombinację materiału genetycznego,
otrzymanego z wykorzystaniem nowoczesnej
biotechnologii.

dziennikrolniczy.pl

Cele modyfikacji genetycznych
zwierząt :

•

Cel naukowy (poznawczy)

- umożliwia poznanie

genetycznej kontroli systemów fizjologicznych zwierząt
i człowieka oraz opracowanie modeli chorób
genetycznych. W badaniach medycznych genetycznie
modyfikowane myszy przybliżyły naukowców do
odpowiedzi na pytania o otyłość, cukrzycę,
karłowatość, choroby układu krążenia, są również
świetnym modelem do testowania nowych metod
leczenia.

•

Cel praktyczny-

umożliwia poprawę cech użytkowych,

biomedyczne wykorzystanie produktów uzyskanych ze
zwierząt genetycznie zmodyfikowanych, które
występują tu jako bioreaktory.

Praktyczne cele modyfikacji
genetycznych zwierząt :

Szybsze i kontrolowane rozmnażanie,

Lepsze wykorzystania paszy,

Większa odporność zwierząt na choroby i pasożyty

(np.

odporność kur na wirusa ptasiej grypy, odporność krów na
priony powodujące BSE, czyli tzw. „chorobę szalonych krów”),

Wykorzystanie zwierząt w celach biomedycznych:

- Otrzymywanie białek o znaczeniu farmaceutycznym,
- Wykorzystanie ksenogenicznych organów i tkanek,
- Ksenogeniczne organy do transplantacji,

Poprawa jakości produktów żywnościowych:

- Większy przyrost i lepsza jakość wełny,
- Większy przyrost tuszy i lepsza jakość mięsa, efekt ten
uzyskano po wprowadzeniu genu produkującego hormon
wzrostu m.in. do karpia, królika, świni,
- Większa wydajność i jakość mleka. Wydajność została
osiągnięta przez wprowadzenie genu kodującego proteiny,
beta-, kappa- kazeinę.

Wykorzystanie inżynierii
genetycznej

•

Zastąpienie normalnego genu jego zmutowaną
kopią w procesie zastępowania genów

•

Znokautowanie genu- dokonanie dużej delecji w
prawidłowo funkcjonującym genie

•

Dodanie do genomu zmutowanego genu

Wykorzystanie interferencji RNA

•

Regulacja genów

- do komórki wprowadza się RNA, który

swoją sekwencją pasuje do genu, który ma zostać
wyłączony. Wprowadzona cząsteczka RNA hybrydyzuje z
cząsteczką mRNA, powstającą w wyniku transkrypcji genu,
po hybrydyzacji gen jest wyłączony. Małe fragmenty, które
pozostały po procesie degradacji są następnie zbierane
przez komórkę i służą do produkcji kolejnych dwuniciowych
cząsteczek RNA, które kierują degradacją docelowych
cząsteczek mRNA. RNAi może wywoływać dziedziczne
zmiany w ekspresji genów, ponieważ krótkie fragmenty
cząsteczek RNA mogą przechodzić do komórek potomnych.

•

Inaktywacja genów

- do jądra wnikają fragmenty

RNA ze zdegradowanego mRNA i oddziałują z
konkretnym genem. Oddziaływanie to prowadzi do
przeprowadzenia genu w nieaktywną transkrypcyjnie
formę chromatyny.

Zastąpienie genów za pomocą
zarodkowych komórek macierzystych

•

I etap :

zmienioną wersję genu wprowadza się do

zarodkowych komórek macierzystych (ES), hodowanych
in vitro. W niewielkiej ilości komórek ES na drodze
rekombinacji homologicznej dochodzi do zastąpienia
normalnego genu genem zmienionym. Tak zmienione
komórki można hodować. W takiej hodowli komórki będą
zawierały gen zmieniony obok pierwotnej wersji genu.

•

II etap :

zarodkowe komórki macierzyste

zawierające zmieniony gen wstrzykuje się do
bardzo wczesnego zarodka myszy. Komórki te są
włączane do rosnącego zarodka, a dorosły osobnik
ma w swoim ciele część komórek somatycznych
zawierających zmieniony gen.

Enviropig

Genetycznie modyfikowana linia

świń rasy Yorkshire

Charakterystyczne cechy:
- świnie wykorzystują większą część występującego w paszach fosforu,

przez co mniej tego pierwiastka (do 65%) trafia do ich odchodów i moczu.
Zapobiega to m.in. zakwitowi glonów w zbiornikach wodnych i śnięciu ryb wskutek
niedoboru tlenu.

- w śliniankach transgenicznych świń powstaje enzym fitaza , który umożliwia

spożytkowanie fosforu występującego w pokarmie w postaci fitynowej. Normalnie
zwierzęta monogastryczne, czyli dysponujące jednym żołądkiem, nie są w stanie
wytwarzać fitazy.

Jak tłumaczą naukowcy z Uniwersytetu w Guelph, kiedy Enviropig gryzie ziarna,

pokarm miesza się z fitazą. Po przełknięciu enzym pozostaje aktywny w kwaśnym
środowisku żołądka, rozkładając nieprzyswajalne formy fosforu, które stanowią od
50 do 70% P w pokarmie. Fosfor jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania
organizmu.

Genetycznie modyfikowane ryby

Modyfikacje polegające na
wprowadzeniu genów
produkujących hormon wzrostu

Szybszy wzrost ( większa masa
ryby z mniejszymi nakładami
pokarmu) = Szybszy i
łatwiejszy pieniądz

Ale…

istnieją transgeniczne ryby o dużej
mobilności i możliwości
krzyżowania się z organizmami
wyjściowymi oraz zdolności do
opanowywania ekosystemów.

Zagrożenie dla ryb
niemodyfikowanych naturalnie
występujących w środowisku.

Zwierzęta transgeniczne
w medycynie

Transgeniczne zwierzęta (myszy) są

niezastąpionym

modelem w badaniu chorób człowieka, takich

jak np.:

•

Nowotwory

•

Otyłość

•

Karłowatość

•

Przyspieszone starzenie

•

Choroby układu krążenia

•

Cukrzyca i in.

Przykłady białek leczniczych w
mleku transgenicznych zwierząt

•

Koza

– antytrombina, GH - kontrola powstawania

zakrzepów; hemofilia typu A i B; regulacja wzrostu
organizmu, karłowatość
i starzenie;

•

Owca

– antytrypsyna - mukowiscydoza; choroba

pęcherzyków płucnych; krzepnięcie krwi

•

Królik

– interleukina, IGF - I - rozpuszczanie zakrzepów;

powstawanie odpowiedzi immunologicznej; wzrost
organizmu;

•

Krowa

– laktoferyna – absorbcja żelaza; naturalny

antybiotyk wykorzystywany przy operacjach

Modyfikacje roślin mają przede
wszystkim na celu:

zwiększenie

odporności na

herbicydy

i szkodniki

zwiększenie

odporności na

infekcje

wirusowe,

bakteryjne i

grzybowe

zwiększenie

zawartości suchej

masy

poprawę składu

kwasów

tłuszczowych oraz

aminokwasów

białek

przedłużenie

trwałości owoców

unormowanie

stężenia

fitoestrogenów

usunięcie

składników

niepożądanych

lub zwiększenie

np. zawartości

substancji

niezbędnych dla

zdrowia

zwiększenie

tolerancji na stres

abiotyczny

(głównie zmiany

klimatyczne)

zmianę

zawartości

węglowodanów,

karotenoidów i

witamin

KRAJE PRODUKUJĄCE NAJWIĘCEJ
ROŚLIN ZMODYFIKOWANYCH
GENETYCZNIE

•

Stany Zjednoczone

•

Argentyna

•

Kanada

•

Brazylia

•

Chiny

•

Indie

•

Republika Południowej Afryki

Plusy i minusy

• ograniczenie stosowania

herbicydów i pestycydów 
bioróżnorodność

• prowadzenie upraw bez orki

 erozja gleb

• zmniejszenie zjawiska głodu

na świecie (?)

• w pewnym sensie

bezpieczniejsze, bo
podlegają surowemu
systemowi kontroli

• korzyści ekonomiczne
• wpływ na ilość CO

atmosferze i
zużycie paliw kopalnych

• zwiększenie tolerancji roślin

na czynniki klimatyczne

• zmniejszenie zużycia wody

• zapobieganie wycince lasów

 nie można bezsprzecznie

stwierdzić, że nie wystąpią
żadne nieoczekiwane
wpływy na środowisko i
zdrowie ludzi

 ujemny wpływ na grupy

naturalnej fauny i flory

 wzrost znaczenia

gatunków tzw. szkodników
wtórnych

 ryzyko nabywania

odporności przez szkodniki

 zależność od koncernów

ponadnarodowych

 skażenia naturalnych

upraw

Za zagadnienia związane z wykorzystaniem

organizmów genetycznie zmodyfikowanych w Polsce, z

wyjątkami określonymi w przepisach prawnych,

odpowiada

Minister Środowiska.

Do głównych obowiązków w tym zakresie należą m.in.:

•

wydawanie zezwoleń na prowadzenie zakładów inżynierii
genetycznej,

•

przyjmowanie zgłoszeń zamkniętego użycia,

•

wydawanie decyzji w sprawach zamierzonego uwolnienia GMO
do środowiska w celach doświadczalnych,

•

wydawanie decyzji w sprawach wprowadzenia do obrotu GMO
jako produkt lub w produktach,

•

koordynacja kontroli i monitorowania działalności w zakresie
GMO,

•

koordynacja gromadzenia i wymiany informacji w zakresie GMO
dotyczących zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i środowiska.

Akty prawa i inne dokumenty:

polskie:

•

Ustawa o organizmach genetycznie zmodyfikowanych

•

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2002 r.

•

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002 r.

•

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 r.
w sprawie określenia wzorów wniosków dotyczących zgód i
zezwoleń na działania w zakresie organizmów genetycznie
zmodyfikowanych

•

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lutego 2002 r.
w sprawie szczegółowego sposobu funkcjonowania Komisji do
spraw GMO

•

Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 15 kwietnia 2004 r. w
sprawie urzędów celnych właściwych dla przywozu lub wywozu
produktów GMO

Ustawa o organizmach genetycznie
zmodyfikowanych reguluje

•

zamknięte użycie organizmow genetycznie
zmodyfikowanych,

•

zamierzone uwalnianie do środowiska w celach innych
niż wprowadzanie do obrotu,

•

wprowadzanie do obrotu produktow GMO,

•

wywoz za granicę i tranzyt produktow GMO,

•

właściwość organow administracji rządowej w
sprawach GMO

międzynarodowe:

•

Dyrektywa 2001/18 EC

•

Rozporządzenie Komisji 1830/2003

•

Dyrektywa 2000/54 EC

•

Dyrektywa 2009/41/WE

•

Decyzja Rady 2001/204

•

Rozporządzenie Komisji 49/2000 (zmieniające
rozporządzenie Rady (WE) nr 1139/98 dotyczące
obowiązkowego oznaczania na etykietach
umieszczonych na niektórych środkach spożywczych
wyprodukowanych z organizmów zmodyfikowanych
genetycznie innych danych niż przewidziane w
dyrektywie 79/112/EWG)

•

Rozporządzenie Komisji 1829/2003

•

Rozporządzenie (WE) 1946/2003 Parlamentu
Europejskiego i Rady

W nauce wyróżnia się dwa rodzaje zagrożeń

związanych ze stosowaniem w pożywieniu

człowieka tego typu produktów:

•

zagrożenia bezpośrednie - I generacji,

które dotyczą

bezpośredniego niekorzystnego wpływu na
zdrowie człowieka ze strony organizmów
genetycznie modyfikowanych.

•

zagrożenia pośrednie – II generacji,

które wiążą się z

budzeniem genów niebezpiecznych i usypianiem
genów ochraniających organizm.

„ … chociaż trudno jest odrzucić wszelkie
ryzyka związane z I generacją, wydaje się,
że II generacja zagrożeń może być jeszcze
groźniejsza. (…) GMO może unieczynnić
geny, które chronią nasz organizm np.
przed nowotworami. Z drugiej strony może
nastąpić pobudzanie genów związanych
z zespołem metabolicznym (zalicza się do
niego otyłość, cukrzycę, nadwagę i cały
szereg innych schorzeń, które uznajemy
obecnie za najczęstsze na świecie).”

Dr Zbigniew Hałat w wywiadzie dla red. O. G. w
lutym 2009 r.