Populasi yang meningkat pesat di planet kita mendorong para ilmuwan dan produsen tidak hanya untuk mengintensifkan penanaman tanaman dan ternak, tetapi juga untuk mulai mencari pendekatan baru yang fundamental untuk pengembangan basis bahan mentah di awal abad ini.

Temuan terbaik dalam memecahkan masalah ini adalah meluasnya penggunaan rekayasa genetika, yang memastikan terciptanya sumber makanan hasil rekayasa genetika (GMI). Sampai saat ini, banyak varietas tanaman diketahui telah mengalami modifikasi genetik untuk meningkatkan ketahanan terhadap herbisida dan serangga, meningkatkan sifat manis mulut, kandungan gula, kandungan besi dan kalsium, meningkatkan volatilitas dan menurunkan tingkat pematangan.
GMO adalah organisme transgenik, bahan herediternya dimodifikasi oleh rekayasa genetika untuk memberi mereka sifat yang diinginkan.

Konflik antara pendukung dan penentang transgenik

Terlepas dari potensi besar rekayasa genetika dan pencapaiannya yang nyata, penggunaan produk makanan yang dimodifikasi secara genetik tidak dirasakan secara jelas di dunia. Artikel dan laporan tentang produk mutan pada saat yang sama, konsumen tidak mengembangkan gambaran lengkap tentang masalahnya, sebaliknya, perasaan takut akan ketidaktahuan dan kesalahpahaman mulai muncul.

Ada dua sisi yang berlawanan. Salah satunya diwakili oleh sejumlah ilmuwan dan perusahaan transnasional (TNC) - produsen GMF, yang berkantor di banyak negara dan mensponsori laboratorium mahal yang menerima keuntungan super komersial, yang beroperasi di bidang terpenting kehidupan manusia: makanan, farmakologi dan pertanian. GMP adalah bisnis yang besar dan menjanjikan. Di dunia, lebih dari 60 juta hektar ditempati oleh tanaman transgenik: 66% di antaranya di AS, 22% di Argentina. Saat ini, 63% kedelai, 24% jagung, 64% kapas adalah transgenik. Tes laboratorium menunjukkan bahwa sekitar 60-75% dari semua produk makanan yang diimpor oleh Federasi Rusia mengandung komponen transgenik. Prakiraan untuk tahun 2005 pasar dunia produk transgenik akan mencapai $8 miliar, dan pada tahun 2010 - $25 miliar.

Tetapi para pendukung bioengineering lebih suka mengutip insentif mulia untuk kegiatan mereka. Hingga saat ini, transgenik adalah cara termurah dan paling aman secara ekonomi (menurut mereka) untuk menghasilkan makanan.. Teknologi baru akan menyelesaikan masalah kekurangan pangan, jika tidak, populasi Bumi tidak akan bertahan. Hari ini kita sudah 6 miliar, dan di tahun 2020. WHO memperkirakan akan ada 7 miliar, ada 800 juta orang kelaparan di dunia dan 20.000 orang mati kelaparan setiap hari. Selama 20 tahun terakhir, kami telah kehilangan lebih dari 15% lapisan tanah, dan sebagian besar tanah yang dapat ditanami sudah terlibat dalam produksi pertanian. Pada saat yang sama, umat manusia kekurangan protein, defisit globalnya 35-40 juta ton / tahun dan meningkat 2-3% setiap tahun.

Salah satu solusi untuk masalah global yang muncul adalah rekayasa genetika, yang keberhasilannya membuka peluang baru yang fundamental untuk meningkatkan produktivitas produksi dan mengurangi kerugian ekonomi.

Di sisi lain, banyak organisasi lingkungan menentang transgenik., Asosiasi "Dokter dan Ilmuwan Melawan GMF", sejumlah organisasi keagamaan, produsen pupuk pertanian dan produk pengendalian hama.

Pengembangan bioteknologi dan rekayasa genetika

Bioteknologi adalah bidang biologi terapan yang relatif muda, yang mempelajari kemungkinan penerapan dan mengembangkan rekomendasi khusus untuk penggunaan objek, alat, dan proses biologis dalam kegiatan praktis, yaitu. mengembangkan metode dan skema untuk memperoleh zat-zat yang praktis berharga berdasarkan budidaya seluruh organisme uniseluler dan sel yang hidup bebas, organisme multisel (tanaman dan hewan).

Secara historis, bioteknologi muncul atas dasar industri biomedis tradisional (toko roti, pembuatan anggur, pembuatan bir, memperoleh produk susu fermentasi, cuka makanan). Perkembangan bioteknologi yang sangat pesat dikaitkan dengan era antibiotik, yang dimulai pada tahun 1940-an dan 1950-an. Tonggak perkembangan berikutnya berasal dari tahun 60-an. - produksi ragi pakan ternak dan asam amino. Bioteknologi menerima dorongan baru di awal tahun 1970-an. berkat munculnya cabang seperti rekayasa genetika. Pencapaian di bidang ini tidak hanya memperluas spektrum industri mikrobiologi, tetapi secara mendasar telah mengubah metodologi pencarian dan pemilihan produsen mikroba. Produk rekayasa genetika pertama adalah insulin manusia yang diproduksi oleh bakteri E. coli, serta pembuatan obat, vitamin, enzim, dan vaksin. Pada saat yang sama, rekayasa sel berkembang pesat. Produsen mikroba diisi ulang dengan sumber baru zat bermanfaat - kultur sel dan jaringan tanaman dan hewan yang terisolasi. Metode seleksi eukariota yang pada dasarnya baru sedang dikembangkan atas dasar ini. Keberhasilan yang sangat besar telah dicapai di bidang perbanyakan mikro tanaman dan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat baru.

Bahkan, penggunaan mutasi, yaitu. seleksi, orang mulai terlibat jauh sebelum Darwin dan Mendel. Pada paruh kedua abad ke-20, bahan untuk seleksi mulai disiapkan secara artifisial, menghasilkan mutasi dengan sengaja, paparan radiasi atau colchicine, dan pemilihan sifat positif yang muncul secara acak.

Pada 60-70-an abad XX, metode utama rekayasa genetika dikembangkan - cabang biologi molekuler, tugas utamanya adalah membangun in vitro (di luar organisme hidup) struktur genetik baru yang aktif secara fungsional (DNA rekombinan) dan menciptakan organisme dengan sifat baru.

Rekayasa genetika, selain masalah teoretis - studi tentang organisasi struktural dan fungsional genom berbagai organisme - memecahkan banyak masalah praktis. Dengan demikian diperoleh strain ragi bakteri, kultur sel hewan yang memproduksi protein manusia yang aktif secara biologis. Dan hewan dan tumbuhan transgenik yang mengandung dan menghasilkan informasi genetik asing.

Pada tahun 1983 para ilmuwan, yang mempelajari bakteri tanah yang tumbuh di batang pohon dan semak, menemukan bahwa ia mentransfer fragmen DNA-nya sendiri ke inti sel tumbuhan, di mana ia terintegrasi ke dalam kromosom dan dikenali sebagai miliknya. Dari saat penemuan ini, sejarah rekayasa genetika tanaman dimulai. Yang pertama, sebagai hasil manipulasi buatan dengan gen, ternyata tembakau, kebal hama, kemudian tomat yang dimodifikasi secara genetik (pada tahun 1994 oleh Monsanto), lalu jagung, kedelai, rapeseed, mentimun, kentang, bit, apel, dan banyak lagi. lagi.

Sekarang, mengisolasi dan merakit gen menjadi satu konstruksi, mentransfernya ke organisme yang diinginkan adalah pekerjaan rutin. Ini adalah pilihan yang sama, hanya perhiasan yang lebih progresif dan lebih banyak. Ilmuwan telah belajar bagaimana membuat gen bekerja di organ dan jaringan yang tepat (akar, umbi, daun, biji-bijian) dan pada waktu yang tepat (di siang hari); dan varietas transgenik baru dapat diperoleh dalam 4-5 tahun, sambil membiakkan varietas tanaman baru dengan metode klasik (mengubah sekelompok besar gen menggunakan persilangan, radiasi atau bahan kimia, mengharapkan kombinasi sifat acak pada keturunannya dan memilih tanaman dengan properti yang tepat) membutuhkan waktu lebih dari 10 tahun.

Secara umum, masalah produk transgenik di seluruh dunia masih sangat akut dan diskusi seputar GMO tidak akan surut untuk waktu yang lama, karena keuntungan penggunaannya jelas, dan konsekuensi jangka panjang dari tindakan mereka, baik terhadap lingkungan maupun kesehatan manusia, kurang jelas.

Sebelum digunakan, Anda harus berkonsultasi dengan spesialis.

Diproduksi dengan rekayasa genetika. Memperoleh organisme hasil rekayasa genetika (GMO) dikaitkan dengan "penanaman" gen asing dalam DNA tanaman atau hewan lain (transportasi gen, yaitu transgenisasi) untuk mengubah sifat atau parameter yang terakhir. Sebagai hasil dari modifikasi tersebut, pengenalan buatan gen baru ke dalam genom organisme terjadi.

Produk GM pertama diperoleh pada tahun 1972, ketika ilmuwan Universitas Stanford Paul Berg menggabungkan dua gen yang diisolasi dari organisme yang berbeda menjadi satu kesatuan dan menciptakan hibrida yang tidak terjadi di alam.

Mikroorganisme GM pertama, E. coli dengan sintesis insulin penyandi gen manusia, lahir pada tahun 1973. Karena hasil yang tidak dapat diprediksi, ilmuwan Stanley Cohen dan Herbert Boyer, yang membuat penemuan ini, mengimbau komunitas ilmiah dunia untuk menghentikan penelitian di bidang rekayasa genetika, menulis surat ke jurnal Science; antara lain, Paul Berg sendiri yang menandatanganinya.

Pada bulan Februari 1975, pada sebuah konferensi di Asilomar (California), para ahli terkemuka di bidang rekayasa genetika memutuskan untuk menghentikan moratorium dan melanjutkan penelitian sesuai dengan aturan yang dikembangkan secara khusus.

Butuh waktu tujuh tahun untuk mengembangkan metode produksi industri insulin mikroba-manusia dan mengujinya dengan kecenderungan tertentu: baru pada tahun 1980 perusahaan Amerika Genentech mulai menjual obat baru tersebut.

Ahli genetika Jerman di Institute of Plant Science di Cologne mengembangkan tembakau RG pada tahun 1983 yang tahan terhadap hama serangga. Lima tahun kemudian, pada tahun 1988, jagung hasil rekayasa genetika ditanam untuk pertama kalinya dalam sejarah. Setelah itu, pengembangan dimulai dengan sangat cepat. Pada tahun 1992, penanaman tembakau transgenik dimulai di Cina.

Pada tahun 1994, perusahaan Amerika Monsanto memperkenalkan pengembangan pertama rekayasa genetika - tomat yang disebut Flavr Savr, yang dapat disimpan di ruangan dingin selama berbulan-bulan dalam keadaan setengah matang, tetapi begitu buahnya hangat, mereka segera berubah menjadi merah. Tomat yang dimodifikasi menerima sifat seperti itu karena kombinasi dengan gen flounder. Para ilmuwan kemudian menyilangkan kedelai dengan gen beberapa bakteri, dan tanaman ini menjadi kebal terhadap herbisida, yang digunakan untuk merawat ladang dari hama.

Pabrikan mulai menetapkan tugas yang sangat berbeda bagi para ilmuwan. Seseorang ingin pisang tidak menjadi hitam selama umur simpan, yang lain menuntut agar semua apel dan stroberi berukuran sama dan tidak rusak selama enam bulan. Di Israel, misalnya, mereka bahkan mengeluarkan tomat berbentuk kubus agar lebih mudah dikemas.

Selanjutnya, sekitar seribu tanaman hasil rekayasa genetika dibiakkan di dunia, tetapi hanya 100 di antaranya yang diizinkan untuk produksi industri. Yang paling umum adalah tomat, kedelai, jagung, beras, gandum, kacang tanah, kentang.

Saat ini tidak ada satu pun undang-undang tentang penggunaan produk GM baik di AS maupun di Eropa, oleh karena itu tidak ada data pasti tentang perputaran barang tersebut. Pasar GMO belum sepenuhnya terbentuk. Di beberapa negara, produk ini sepenuhnya dilarang, di negara lain - sebagian, dan di negara ketiga, umumnya diizinkan.

Pada tahun 2008, areal tanaman GM melebihi 114,2 juta hektar. Tanaman rekayasa genetika ditanam oleh sekitar 10 juta petani di 21 negara di seluruh dunia. Amerika Serikat adalah pemimpin dalam produksi tanaman GM, diikuti oleh Argentina, Brazil, China dan India. Di Eropa, tanaman hasil rekayasa genetika diperlakukan dengan hati-hati, dan di Rusia menanam tanaman RG sama sekali dilarang, tetapi di beberapa daerah larangan ini dilewati - ada tanaman gandum hasil rekayasa genetika di Kuban, Stavropol, dan Altai.
Untuk pertama kalinya, komunitas dunia secara serius memikirkan kelayakan penggunaan GMO pada tahun 2000. Para ilmuwan telah berbicara dengan lantang tentang kemungkinan dampak negatif dari produk semacam itu terhadap kesehatan manusia.

Teknologi untuk mendapatkan GMO relatif sederhana. Apa yang disebut "gen target" dimasukkan ke dalam genom organisme akhir dengan metode khusus - sebenarnya, fitur-fitur yang perlu dicangkokkan ke satu organisme dari organisme lain. Setelah itu, beberapa tahap seleksi dilakukan dalam kondisi yang berbeda dan GMO yang paling layak dipilih, yang pada saat yang sama akan menghasilkan zat yang diperlukan, untuk produksi yang menjadi tanggung jawab genom yang diubah.

Setelah itu, GMO yang dihasilkan menjalani uji komprehensif untuk kemungkinan toksisitas dan alergenisitas, dan GMO (dan produk GMO) siap untuk dijual.

Meskipun transgenik tidak berbahaya, teknologi ini mengandung beberapa masalah. Salah satu perhatian utama para spesialis dan komunitas lingkungan sehubungan dengan penggunaan transgenik dalam pertanian adalah risiko kerusakan ekosistem alam.

Di antara konsekuensi lingkungan dari penggunaan transgenik, kemungkinan besar berikut ini: manifestasi sifat baru yang tidak dapat diprediksi dari organisme transgenik karena aksi ganda gen asing yang dimasukkan ke dalamnya; risiko perubahan sifat yang tertunda (setelah beberapa generasi) terkait dengan adaptasi gen baru dan dengan manifestasi sifat GMO baru dan perubahan pada sifat yang sudah dinyatakan; munculnya organisme mutan yang tidak direncanakan (misalnya gulma) dengan sifat yang tidak dapat diprediksi; kerusakan serangga bukan sasaran dan organisme hidup lainnya; munculnya resistensi terhadap racun transgenik pada serangga, bakteri, jamur dan organisme lain yang memakan tanaman GM; mempengaruhi seleksi alam, dll.

Masalah lain berasal dari kurangnya pengetahuan tentang efek tanaman RG pada tubuh manusia. Para ilmuwan mengidentifikasi risiko utama mengonsumsi makanan RG berikut ini: imunosupresi, kemungkinan gangguan akut pada fungsi tubuh, seperti reaksi alergi dan gangguan metabolisme, sebagai akibat dari aksi langsung protein transgenik. Dampak dari protein baru yang diproduksi oleh gen yang dimasukkan ke dalam GMO tidak diketahui. Orang tersebut belum pernah mengkonsumsinya sebelumnya, oleh karena itu tidak jelas apakah itu alergen. Selain itu, terdapat bukti ilmiah bahwa, khususnya, Bt-toxin, yang diproduksi oleh banyak varietas jagung transgenik, kentang, bit, dll., Dihancurkan dalam sistem pencernaan lebih lambat dari yang diharapkan, yang berarti dapat alergen potensial.

Resistensi antibiotik juga dapat muncul pada mikrobiota usus manusia, karena GMO masih menggunakan gen penanda resistensi antibiotik yang dapat ditransfer ke mikroflora usus manusia.
Di antara bahaya yang mungkin terjadi, toksisitas dan karsinogenisitas transgenik (kemampuan untuk menyebabkan dan mendorong perkembangan neoplasma ganas) juga disebutkan.

Pada saat yang sama, pada tahun 2005, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menerbitkan sebuah laporan, kesimpulan utamanya dapat dirumuskan sebagai berikut: penggunaan tumbuhan hasil rekayasa genetika dalam makanan benar-benar aman.

Dalam upaya untuk melindungi diri dari tanaman GM, banyak negara telah memperkenalkan pelabelan pada produk dengan GMO. Ada berbagai pendekatan untuk melabeli produk dengan GMO di seluruh dunia. Jadi, di AS, Kanada, Argentina, produk ini tidak diberi label, di negara-negara MEE diterapkan ambang batas 0,9%, di Jepang dan Australia - 5%.

Di Rusia, komisi antardepartemen pertama untuk masalah kegiatan rekayasa genetika didirikan pada tahun 1993. Pada 12 Desember 2007, amandemen Undang-Undang Federal "Tentang Perlindungan Hak Konsumen" tentang pelabelan wajib produk makanan yang mengandung organisme hasil rekayasa genetika mulai berlaku di Federasi Rusia, yang menurutnya konsumen berhak menerima yang diperlukan dan informasi yang dapat dipercaya tentang komposisi produk makanan. Undang-undang mewajibkan semua produsen untuk memberi tahu konsumen tentang kandungan GMO dalam produk, jika bagiannya lebih dari 0,9%.

Sejak 1 April 2008, pelabelan baru produk makanan yang mengandung mikroorganisme hasil rekayasa genetika (GMM) telah diperkenalkan di Rusia. Menurut keputusan kepala dokter sanitasi Rusia, Gennady Onishchenko, GMM harus dibagi menjadi hidup dan tidak hidup. Jadi, pada label produk yang mengandung GMM hidup, harus tertulis: "Produk tersebut mengandung mikroorganisme hidup hasil rekayasa genetika." Dan pada label produk dengan GMM yang tidak dapat hidup - "Produk tersebut diperoleh dengan menggunakan mikroorganisme yang dimodifikasi secara genetik." Ambang batas konten HMM tetap pada level yang sama - 0,9%.

Dokumen tersebut mengatur pendaftaran negara wajib dengan Rospotrebnadzor produk dengan GMM yang berasal dari tumbuhan, diproduksi di Rusia, dan juga diimpor ke Federasi Rusia untuk pertama kalinya. Produk akan didaftarkan hanya jika lulus penilaian biomedis atas keamanannya.

Dalam kasus pelanggaran aturan pelabelan barang sesuai dengan Pasal 14.8 Kode Pelanggaran Administratif Federasi Rusia (CAO RF), pelanggaran hak konsumen untuk menerima informasi yang diperlukan dan dapat diandalkan tentang barang (pekerjaan, layanan) dijual akan memerlukan pengenaan denda administrasi pada pejabat dalam jumlah lima ratus hingga seribu rubel; untuk badan hukum - dari lima ribu hingga sepuluh ribu rubel.

Materi disiapkan berdasarkan informasi dari sumber terbuka

Awal dari semua ini diletakkan oleh pria kelahiran 30 Juni 1926 ini. Jadi, berkenalanlah: Paul Berg.

Paul Naim Berg. Lahir 30 Juni 1926 di Brooklyn (New York), AS. Pemenang Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1980 (1/2 dari hadiah, masing-masing 1/4 diberikan kepada Walter Gilbert dan Frederick Sanger untuk penciptaan metode pengurutan DNA).

Pada tahun 1926, dua peristiwa penting terjadi dalam sejarah biologi dan biokimia. Yang kedua, yang kurang penting (mungkin!), adalah kelahiran pahlawan kita, salah satu dari tiga putra produsen pakaian Harry Berg dan ibu rumah tangga Sarah Broadsky. Peristiwa pertama itu mungkin bahkan lebih penting daripada kelahiran bapak rekayasa genetika. Ahli mikrobiologi Amerika berusia 36 tahun dari Michigan Paul Henry de Kruy (terkadang kami memanggilnya "de Cruyff" dan bahkan "de Kruyf") menulis sebuah buku yang mungkin menjadi buku terlaris sains populer pertama.

Bahkan di Uni Soviet/Rusia, buku ini mungkin melewati setidaknya selusin edisi (Gbr. 1). Dan masih populer sampai sekarang. Dari tahun 1920-an hingga hari ini, "pemburu mikroba" Cruy membawa semakin banyak orang baru ke dalam sains: setidaknya saya mengenal ahli biokimia yang lebih muda dari saya, yang membaca buku ini dengan terpesona saat masih kecil, dan sekarang menerbitkan artikel-artikel bagus di Nature.

Salah satu dari banyak edisi bahasa Rusia "Pemburu Mikroba" oleh P. de Kruy (USSR, penerbit "Young Guard", 1957)

Pahlawan kita di masa kecil juga membaca buku terlaris yang relatif baru. Jadi nasibnya telah ditentukan sebelumnya - mikroba, virus, biokimia mereka.

Tapi pertama-tama harus melalui jalur standar - sekolah dan universitas. Berg lulus dari Sekolah Abraham Lincoln pada Januari 1943. Saat itu, Amerika Serikat sudah berpartisipasi dalam Perang Dunia II, dan begitu dia berusia 17 tahun (Juni 1943), Berg bergabung dengan Angkatan Laut. Dia seharusnya menjadi pilot berbasis kapal induk, dan ini harus dipelajari. Agar tidak membuang waktu hanya dengan menunggu, Berg masuk ke Penn State (Pennsylvania State University). Benar, Paul tidak pernah menjadi pilot: programnya dikurangi, dan dia harus bertugas di spesialisasi yang berlawanan - di kapal selam. Pada tahun 1946, Berg diberhentikan dan pada tahun 1948 menjadi sarjana di universitasnya, dan pada tahun 1952 ia sedang menunggu gelar doktor biokimia di Universitas Case Western Reserve. Dalam disertasinya, ia menunjukkan peran asam folat dan vitamin B12 dalam sintesis metionin.

Sejak itu (seperti yang terjadi) Berg hanya bekerja dengan yang terbaik. Misalnya, pada tahun 1954, Berg pindah ke departemen mikrobiologi di Fakultas Kedokteran Universitas Washington (WUSM), di mana dia mulai bekerja dengan Arthur Kornberg, orang pertama yang mensintesis DNA dan pemenang Nobel 1959 untuk pencapaian ini (Gbr. 2).

Arthur Kornberg (1918-2007). Pemenang Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1959.

Di laboratorium Kornberg (sudah di Stanford, tempat Kornberg dan timnya pergi pada tahun 1959), Berg mempelajari mekanisme di mana asam amino dirangkai menjadi protein. Faktanya, Berg-lah yang menetapkan bagaimana transportasi asam ribonukleat (tRNA) membawa asam amino ke tempat sintesis protein.

Sekitar pertengahan 1960-an, cara kerja gen dalam sel menjadi lebih jelas. Pertama-tama, berkat bakteriofag, yang dapat mengintegrasikan DNA mereka ke dalam genom bakteri. Seperti biasa, penemuan utama dilakukan pada "tikus laboratorium" ahli mikrobiologi - Escherichia coli E. coli - dan bakteriofag lambda yang menginfeksinya. Virus digunakan untuk menganalisis kerja gen, pada saat yang sama, ahli biokimia dan ahli genetika mempelajari cara memanipulasi gen dengan bantuan virus. Berg sangat ingin melakukan hal yang sama dengan gen organisme multisel.

Pada tahun 1967, Berg mengambil cuti setahun dari Stanford. Namun, "liburan" dalam kasusnya tidak berarti tidak adanya pekerjaan. Dia pergi ke Institut Solkovsky (jangan bingung dengan Skolkovo!!!) ke peraih Nobel masa depan lainnya - Renato Dulbecco (Gbr. 3). Dulbecco baru-baru ini menemukan polyomavirus yang menyebabkan tumor pada tikus. Tujuan utama Berg adalah menguasai pekerjaan dengan kultur sel, tetapi dia tertarik pada virus DNA.

Renato Dulbecco (1914-2012). Pemenang Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1975.

Ketika Berg kembali ke Stanford, dia melanjutkan eksperimennya dengan polyomavirus, menggunakan polyomavirus SV40 (Gambar 4). Berg menyadari bahwa SV40 dapat digunakan sebagai vektor untuk memasukkan informasi genetik lain ke dalam sel normal. Dan dia merencanakan eksperimen yang sangat elegan, dengan cara yang baik, yang menjadi awal dari semua rekayasa genetika.

Foto elektronik virion poliomavirus SV40 dan DNA-nya. Ilustrasi dari kuliah Nobel Paul Berg

Dalam kondisi normal, SV40 tidak berinteraksi dengan E. coli. Oleh karena itu, Berg menggunakan satu set enzim yang diisolasi oleh Kornberg untuk memotong DNA SV40 dan lambda bakteriofag dan kemudian "merakit" chimeric, atau, seperti yang mereka katakan, DNA rekombinan dari potongan-potongan tersebut. Hasilnya, sebuah plasmid diperoleh - sebuah molekul melingkar yang terdiri dari DNA virus SV40 dan DNA lambda bakteriofag dengan operon galaktosa yang "dipinjam" dari E. coli (urutan gen yang mengkode metabolisme galaktosa) (Gbr. 1). 5).

Skema percobaan Berg. Ilustrasi dari kuliah Nobel Paul Berg

Mengapa bagus untuk menulis tentang peraih Nobel dalam 30 tahun terakhir? Pertama, banyak dari mereka masih hidup sampai sekarang. Dan kedua, Anda dapat dengan mudah menemukan video di mana mereka sendiri berbicara tentang pekerjaan mereka.

Mari kita dengarkan Berg sendiri:

Sukses datang pada tahun 1972, dan dengan kesuksesan datang ketakutan. Nah, jangan takut - tindakan pencegahan yang normal dan benar: kemudian diketahui tentang onkogenisitas virus (khususnya dari karya Dulbecco), dan poliomavirus SV40 mampu menyebabkan kanker pada beberapa hewan. Oleh karena itu, Berg berpikir - bagaimana jika virus buatan akan memunculkan bakteri onkogenik baru?

Pada tahun 1974, dia menulis surat ke jurnal ilmiah besar (Alam, Sains, dan lain-lain) di mana dia menyerukan moratorium satu tahun operasi dengan DNA rekombinan. Dan dia mulai mempersiapkan konferensi untuk membahas potensi bahaya. Pada tahun 1975, Konferensi DNA Rekombinan Asilomar yang terkenal diadakan di California. Namun, dengan cepat menjadi jelas bahwa bahayanya dibesar-besarkan - dan pekerjaan dengan DNA rekombinan dilanjutkan.

Era rekayasa genetika dimulai, dan lima tahun kemudian, pada 1980, Berg dianugerahi Hadiah Nobel Kimia. Pahlawan kita menerima setengah dari hadiah, bagian kedua dibagi di antara mereka sendiri oleh kepribadian yang tidak kalah legendaris - Walter Gilbert (yang umumnya memulai fisika partikel dasar dan bekerja untuk Abdus Salam) dan Frederick Sanger (sudah menerima bahan kimia "Nobel" pada tahun 1958 untuk menguraikan struktur insulin). Keduanya menciptakan metode untuk membangun struktur utama DNA - pengurutan. Berg menerima hak untuk berbicara di Perjamuan Nobel dari ketiganya. Dalam pidatonya, Berg mengutip metafora klasik dari peraih Nobel lainnya, Peter Brian Medawar: “Jika kita membayangkan perkembangan organisme hidup dikompresi menjadi satu tahun waktu kosmik, maka perkembangan manusia hanya membutuhkan waktu satu hari. Hanya selama 10-15 menit terakhir hidup kita bertahan, sama sekali tidak diragukan. Kami masih pemula dan bisa berharap untuk menjadi lebih baik. Mengolok-olok harapan kemajuan adalah kebodohan terakhir, kata terakhir dari kemiskinan jiwa dan pikiran yang kejam.

Dalam sebuah wawancara di situs Komite Nobel, Berg mengatakan: “Tidak sepenuhnya benar menyebut saya bapak rekayasa genetika. Kami baru mengambil langkah pertama ke arah itu.”

- 120,21 Kb

Badan Federal untuk Pendidikan Federasi Rusia

Universitas Teknik Negeri Vologda

Departemen Geoekologi dan Geologi Teknik

Abstrak pada topik: Produksi transgenik: sejarah dan prospek pengembangan.

Selesai: Seni. gr. FEG-41

Petrunicheva S.V.

Diperiksa oleh: Nogina Zh.V.

Vologda

2010

Pengantar ................................................. .............. .................................... ................. ............. ...3

1. GMO dan jenisnya………………………………………………………………... 4
2. Sejarah Singkat GMO ............................................... ............. .............................. .5
3. Arah dan tugas pembuatan GMO ............................................... .................. ............ .....7
4. Metode yang paling umum untuk mendapatkan GMO ............................................... ... 9
5. Produsen internasional terlihat menggunakan GMO..10
6. Produk yang mengandung GMO .............................................. . .......... ..................sebelas
1. Tumbuhan hasil rekayasa genetika ............................................................... ............... .... ..... sebelas
2. Tanaman pertanian RG yang paling umum ............... 11
3. Aditif dan penyedap makanan GM ............................................... .. .....12
7. Regulasi produksi dan penjualan GMO di dunia ............................................... ........ 13
8. Argumen yang menentang distribusi produk rekayasa genetika ............................................... ............. ....... ................................. . ............ ............lima belas

9.Akibat Penyebaran Organisme Rekayasa Genetik ............................... ......... ................... ....... ........................ ..... ............ ................ 16

1. Konsekuensi bagi ekologi bumi ............................................... ............. ......... ....16
2. Konsekuensi bagi kesehatan manusia ............................................... ............ ........ ..16
1. Tingkat penyebaran GMO ............................................... .. .......... ..............19
2. Kesimpulan.................... ............................. ............................................. ............. . ..23
3. Daftar referensi .................................................... ............... ... ..........24

Aplikasi.

Pengantar.

Jumlah penduduk Bumi selama satu abad terakhir telah meningkat dari 1,5 menjadi 5,5 miliar orang, dan pada tahun 2020 diperkirakan akan bertambah menjadi 8 miliar, sehingga ada masalah besar yang dihadapi umat manusia. Masalah ini terletak pada peningkatan produksi pangan, padahal selama 40 tahun terakhir produksi meningkat 2,5 kali lipat, masih belum cukup. Dan di dunia, sehubungan dengan ini, terjadi stagnasi sosial yang semakin mendesak.

Masalah lain muncul dengan perawatan medis. Terlepas dari pencapaian besar pengobatan modern, obat-obatan yang diproduksi saat ini sangat mahal sehingga ¾ populasi dunia sekarang sepenuhnya bergantung pada metode pengobatan pra-ilmiah tradisional, terutama sediaan herbal mentah.

Di negara maju, 25% obat terdiri dari bahan alami yang diisolasi dari tumbuhan. Penemuan beberapa tahun terakhir (obat antitumor: taxol, podophyllotoxin) menunjukkan bahwa tanaman akan tetap menjadi sumber zat aktif biologis (BTA) yang berguna untuk waktu yang lama, dan kemampuan sel tanaman untuk mensintesis BTA kompleks masih signifikan. melebihi kemampuan sintetik seorang insinyur kimia. Itulah sebabnya para ilmuwan mengambil masalah menciptakan tanaman transgenik.

Penciptaan produk rekayasa genetika (GM) sekarang menjadi tugas yang paling penting dan paling kontroversial.

1. GMO dan jenisnya.

Organisme hasil rekayasa genetika adalah organisme di mana materi genetik (DNA) telah diubah dengan cara yang tidak mungkin dilakukan di alam. GMO dapat mengandung fragmen DNA dari organisme hidup lainnya.

Organisme yang dimodifikasi secara genetik muncul di akhir tahun 80-an abad ke-20. Pada tahun 1992, China mulai menanam tembakau yang "tidak takut" terhadap serangga berbahaya. Tetapi produksi massal produk modifikasi dimulai pada tahun 1994, ketika tomat muncul di Amerika Serikat yang tidak rusak selama transportasi.

GMO mencakup tiga kelompok organisme:

1. mikroorganisme hasil rekayasa genetika (GMM);
2. hewan hasil rekayasa genetika (GMF);
3. tanaman hasil rekayasa genetika (GMP) adalah kelompok yang paling umum.

Saat ini, ada beberapa lusin jenis tanaman RG di dunia: kedelai, kentang, jagung, gula bit, beras, tomat, lobak, gandum, melon, sawi putih, pepaya, labu, kapas, rami, dan alfalfa. Kedelai GM yang ditanam secara besar-besaran, yang di Amerika Serikat telah menggantikan kedelai konvensional, jagung, rapeseed, dan kapas.

Penanaman tanaman transgenik terus meningkat. Pada tahun 1996, 1,7 juta tanaman sudah menjadi 91,2 juta hektar, pada tahun 2006 - 102 juta hektar.

Pada tahun 2006, tanaman RG ditanam di 22 negara, termasuk Argentina, Australia, Kanada, Cina, Jerman, Kolombia, India, Indonesia, Meksiko, Afrika Selatan, Spanyol, dan Amerika Serikat. Produsen produk utama dunia yang mengandung GMO adalah Amerika Serikat (68%), Argentina (11,8%), Kanada (6%), Cina (3%).

1. Sejarah Singkat GMO.

1944 - Avery, McLeod dan McCarthy membuktikan bahwa "bahan keturunan" adalah DNA.

1961-1966 - kode genetik diuraikan - prinsip pencatatan dalam DNA dan RNA urutan asam amino dalam protein.

1970 - enzim restriksi pertama diisolasi.

1973 - Stanley Cohen dan Herbert Boyer mentransfer gen, sepotong DNA tertentu, dari satu organisme ke organisme lainnya, awal dari teknologi DNA.

1978 - Genentech merilis insulin rekombinan yang diproduksi oleh gen manusia yang dimasukkan ke dalam sel bakteri. 1980 - Paten mikroorganisme transgenik dilegalkan di AS. 1981 - Pensintesis DNA otomatis mulai dijual.

1982 - aplikasi untuk percobaan lapangan organisme transgenik diajukan untuk pertama kalinya di Amerika Serikat. Pada saat yang sama, vaksin hewan hasil rekayasa genetika pertama telah disetujui di Eropa. Obat pertama yang diproduksi oleh bioteknologi terdaftar: insulin manusia yang diproduksi oleh bakteri.

Pada tahun 1983, para ilmuwan yang mempelajari bakteri tanah yang tumbuh di batang pohon dan semak menemukan bahwa ia mentransfer fragmen DNA-nya sendiri ke inti sel tumbuhan, di mana ia berintegrasi ke dalam kromosom, setelah itu dikenali sebagai miliknya. memiliki. Dari saat penemuan ini, sejarah rekayasa genetika tanaman dimulai.

Monsanto memelopori pengembangan tembakau tahan hama, kemudian tomat hasil rekayasa genetika (1994). Kemudian muncul jagung modifikasi, kedelai, kanola, mentimun, kentang, bit, apel, dan banyak lagi.

1985-1988 - Metode polymerase chain reaction (PCR) dikembangkan.

1987 - Izin pertama untuk uji coba lapangan tanaman GM (AS).

1990 - Produk makanan yang dimodifikasi secara bioteknologi pertama - enzim yang digunakan dalam pembuatan keju - disetujui untuk digunakan di AS, produk makanan terdaftar pertama dengan bahan GM: ragi yang dimodifikasi (Inggris).

1994 - izin pertama untuk penanaman tanaman transgenik (varietas tomat FlavrSavr Monsanto) diperoleh.

1995 - pengenalan praktik varietas kedelai pertama yang diperoleh dengan bantuan bioteknologi.
1996-1997 - awal penanaman tanaman GM pertama: jagung, kedelai, kapas (Australia, Argentina, Kanada, Cina, Meksiko, AS).

1999 - Beras emas yang diperkaya dengan karoten diperkenalkan untuk mencegah kebutaan pada anak-anak di negara berkembang.

2000 - Protokol Catrachen tentang Keamanan Hayati diadopsi, menetapkan standar internasional yang paling umum untuk pengobatan organisme transgenik. Menguraikan genom manusia. Pembentukan Dewan Informasi Bioteknologi.

2001 - Peta lengkap pertama genom tanaman.

2003 - Tanaman RG dibudidayakan di hampir 70 juta hektar di 18 negara, di mana lebih dari separuh umat manusia hidup.

Hingga saat ini, tanaman transgenik ditanam di berbagai bidang di dunia, yang luas totalnya lebih dari 80 juta hektar.

1. Arah dan tugas menciptakan GMO.

Harapan ditempatkan pada tanaman rekayasa genetika (GM) dapat dibagi menjadi dua bidang utama:

1.Perbaikan karakteristik kualitatif produksi tanaman.

2. Meningkatkan produktivitas dan kestabilan produksi tanaman dengan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap faktor-faktor yang merugikan.

Penciptaan tanaman hasil rekayasa genetika paling sering dilakukan untuk memecahkan masalah spesifik berikut.

1) Untuk meningkatkan produktivitas dengan cara meningkatkan:

a) resistensi terhadap patogen;

b) resistensi terhadap herbisida;

c) ketahanan terhadap suhu, kualitas tanah yang berbeda;

d) meningkatkan karakteristik produktivitas (rasa, lebih mudah dicerna).

2) Untuk tujuan farmakologis:

a) mendapatkan produsen agen terapeutik;

b) produsen antigen, memberikan imunisasi "pasif" makanan.

Tugas utama teknologi DNA dalam pembuatan tanaman RG dalam kondisi modern perkembangan pertanian dan masyarakat cukup beragam yaitu sebagai berikut:

1. Memperoleh hibrida (kompatibilitas, kemandulan jantan).

2. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman (perubahan habitus tanaman - misalnya tinggi, bentuk daun dan sistem akar, dll.; perubahan pembungaan - misalnya struktur dan warna bunga, waktu pembungaan).

3. Nutrisi tanaman (fiksasi nitrogen atmosfer oleh tanaman non-kacang-kacangan; peningkatan penyerapan nutrisi mineral; peningkatan efisiensi fotosintesis).

4. Kualitas produk (perubahan komposisi dan/atau jumlah gula dan pati; perubahan komposisi dan/atau jumlah lemak, dll.).

5. Ketahanan terhadap faktor cekaman abiotik (kekeringan dan salinitas, tahan panas; tahan banjir, dll).

6. Ketahanan terhadap faktor cekaman biotik (ketahanan terhadap hama; ketahanan terhadap penyakit bakteri, virus dan jamur).

Dalam praktiknya, di antara sifat-sifat yang dikendalikan oleh gen yang ditransfer, resistensi herbisida menempati urutan pertama. Pangsa resistensi terhadap penyakit virus, bakteri atau jamur di antara tanaman transgenik yang ditanam secara industri kurang dari 1%.

Arah penting dalam mendapatkan tanaman GM adalah upaya untuk membuat biofuel. Masalah pembuatan biofuel muncul sejak lama. Henry Ford memimpikannya. Bensin masa depan dapat dibuat dari kedelai atau jagung hasil rekayasa genetika. Itu. akan ada tanaman-pabrik untuk produksi zat-zat tertentu (misalnya, minyak nabati tersebut, yang dalam waktu dekat akan berhasil menggantikan minyak sebagai bahan bakar). Akibatnya, area di bawah tanaman dan dampak bahan bakar yang diekstraksi terhadap lingkungan akan berkurang tajam.

Peralihan ke perkebunan bahan bakar harus dimulai dengan bahan bakar biodiesel - struktur molekulnya sangat mirip dengan beberapa minyak nabati sehingga pada awalnya dapat dilakukan tanpa rekayasa genetika.

Deskripsi pekerjaan

Jumlah penduduk Bumi selama satu abad terakhir telah meningkat dari 1,5 menjadi 5,5 miliar orang, dan pada tahun 2020 diperkirakan akan bertambah menjadi 8 miliar, sehingga ada masalah besar yang dihadapi umat manusia. Masalah ini terletak pada peningkatan produksi pangan, padahal selama 40 tahun terakhir produksi meningkat 2,5 kali lipat, masih belum cukup. Dan di dunia, sehubungan dengan ini, terjadi stagnasi sosial yang semakin mendesak.
Masalah lain muncul dengan perawatan medis. Terlepas dari pencapaian besar pengobatan modern, obat-obatan yang diproduksi saat ini sangat mahal sehingga ¾ populasi dunia sekarang sepenuhnya bergantung pada metode pengobatan pra-ilmiah tradisional, terutama sediaan herbal mentah.

Isi

Pendahuluan .............................................. . .............................................. .. ..............3
GMO dan jenisnya………………………………………………………………...4
Sejarah Singkat GMO ............................................... .. ..............................................5
Arah dan tugas pembuatan GMO ............................................... .. ................7
Metode yang paling umum untuk mendapatkan GMO ............................................... ... 9
Produsen internasional terlihat menggunakan GMO..10
Produk yang mengandung GMO ............................................... ............... ............................ sebelas
Tumbuhan hasil rekayasa genetika ............................................... ................... .........sebelas
Tanaman pertanian RG yang paling umum ............... 11
Aditif dan penyedap makanan GM ............................................... .......12
Regulasi produksi dan penjualan GMO di dunia ............................................... ......13
Argumen yang menentang distribusi produk rekayasa genetika ............................................... .................... .............................. ................... ............lima belas
9.Konsekuensi Penyebaran Organisme Rekayasa Genetik ........................................ ........................ ............................ ................................... ................16
Konsekuensi bagi ekologi bumi ............................................... .................. ............16
Konsekuensi bagi kesehatan manusia ............................................... .................... ........16
Tingkat penyebaran GMO ............................................... ..........................................19
Kesimpulan................................................. .............................................. . ..23
Daftar referensi .................................................... ........................................ .............24

Definisi GMO

Tujuan menciptakan GMO

Metode untuk membuat GMO

Penerapan GMO

GMO - argumen untuk dan melawan

Keuntungan dari organisme hasil rekayasa genetika

Bahaya organisme hasil rekayasa genetika

Penelitian laboratorium GMO

Konsekuensi makan makanan GM untuk kesehatan manusia

Penelitian Keamanan GMO

Bagaimana produksi dan penjualan GMO diatur di dunia?

Daftar Produsen Internasional yang Terlihat Menggunakan GMO

Aditif dan Rasa Makanan yang Dimodifikasi Secara Genetik

Kesimpulan

Daftar literatur yang digunakan

Definisi GMO

organisme hasil rekayasa genetika adalah organisme di mana materi genetik (DNA) telah diubah dengan cara yang tidak mungkin dilakukan di alam. GMO dapat mengandung fragmen DNA dari organisme hidup lainnya.

Tujuan memperoleh organisme hasil rekayasa genetika– meningkatkan karakteristik yang berguna dari organisme donor asli (ketahanan terhadap hama, ketahanan beku, hasil, kandungan kalori, dll.) untuk mengurangi biaya produk. Akibatnya, sekarang ada kentang yang mengandung gen bakteri tanah yang membunuh kumbang kentang Colorado, gandum tahan kekeringan yang telah ditanamkan gen kalajengking, tomat yang memiliki gen flounder laut, kedelai dan stroberi yang memiliki gen. untuk bakteri.

Transgenik (dimodifikasi secara genetik) dapat disebut jenis tanaman tersebut di mana gen (atau gen) yang ditransplantasikan dari spesies tumbuhan atau hewan lain berhasil berfungsi. Hal ini dilakukan agar tanaman penerima memperoleh sifat baru yang nyaman bagi manusia, meningkatkan ketahanan terhadap virus, herbisida, hama dan penyakit tanaman. Makanan yang berasal dari tanaman hasil rekayasa genetika ini mungkin terasa lebih enak, terlihat lebih baik, dan bertahan lebih lama.

Seringkali tanaman seperti itu memberikan panen yang lebih kaya dan lebih stabil daripada tanaman alami mereka.

produk yang dimodifikasi secara genetik- ini adalah saat gen yang diisolasi di laboratorium dari satu organisme ditransplantasikan ke dalam sel organisme lain. Berikut adalah contoh dari praktik Amerika: untuk membuat tomat dan stroberi lebih tahan beku, mereka "ditanam" dengan gen ikan utara; agar jagung tidak dimakan hama, bisa “dicangkok” dengan gen yang sangat aktif yang berasal dari bisa ular.

Omong-omong, jangan bingung istilahnya " dimodifikasi" dan "dimodifikasi secara genetik". Misalnya, pati yang dimodifikasi, yang merupakan bagian dari sebagian besar yogurt, saus tomat, dan mayones, tidak ada hubungannya dengan produk transgenik. Pati termodifikasi adalah pati yang telah dimodifikasi manusia untuk kebutuhannya. Ini dapat dilakukan baik secara fisik (paparan terhadap suhu, tekanan, kelembaban, radiasi) atau secara kimiawi. Dalam kasus kedua, bahan kimia yang disetujui oleh Kementerian Kesehatan Federasi Rusia digunakan sebagai bahan tambahan makanan.

Tujuan menciptakan GMO

Perkembangan GMO dianggap oleh beberapa ilmuwan sebagai perkembangan alami dari pemuliaan hewan dan tumbuhan. Yang lain, sebaliknya, menganggap rekayasa genetika sebagai penyimpangan total dari pemuliaan klasik, karena GMO bukanlah produk seleksi buatan, yaitu pemuliaan bertahap varietas baru (breed) organisme melalui reproduksi alami, tetapi sebenarnya baru. spesies yang disintesis secara artifisial di laboratorium.

Dalam banyak kasus, penggunaan tanaman transgenik sangat meningkatkan hasil. Diyakini bahwa dengan jumlah populasi dunia saat ini, hanya transgenik yang dapat menyelamatkan dunia dari ancaman kelaparan, karena dengan bantuan modifikasi genetik dimungkinkan untuk meningkatkan hasil dan kualitas makanan.

Penentang pendapat ini percaya bahwa dengan tingkat teknologi pertanian dan mekanisasi produksi pertanian saat ini, varietas tanaman dan breed hewan yang sudah ada, diperoleh dengan cara klasik, mampu sepenuhnya menyediakan makanan berkualitas tinggi bagi penduduk planet ini (masalah kemungkinan kelaparan dunia hanya disebabkan oleh alasan sosial-politik, dan oleh karena itu tidak dapat diselesaikan oleh ahli genetika, tetapi oleh elit politik negara.

Jenis GMO

Asal usul rekayasa genetika tanaman terletak pada penemuan tahun 1977 yang memungkinkan penggunaan mikroorganisme tanah Agrobacterium tumefaciens sebagai alat untuk memperkenalkan gen asing yang berpotensi berguna ke dalam tanaman lain.

Uji coba lapangan pertama tanaman pertanian yang dimodifikasi secara genetik, yang menghasilkan pengembangan tomat yang tahan terhadap penyakit virus, dilakukan pada tahun 1987.

Pada tahun 1992, China mulai menanam tembakau yang "tidak takut" terhadap serangga berbahaya. Pada tahun 1993, produk rekayasa genetika diizinkan di rak-rak toko dunia. Tetapi produksi massal produk modifikasi dimulai pada tahun 1994, ketika tomat muncul di Amerika Serikat yang tidak rusak selama transportasi.

Hingga saat ini, produk transgenik menempati lebih dari 80 juta hektar lahan pertanian dan ditanam di lebih dari 20 negara di seluruh dunia.

GMO mencakup tiga kelompok organisme:

mikroorganisme hasil rekayasa genetika (GMM);

hewan hasil rekayasa genetika (GMF);

tanaman hasil rekayasa genetika (GMP) adalah kelompok yang paling umum.

Saat ini, ada beberapa lusin jenis tanaman RG di dunia: kedelai, kentang, jagung, gula bit, beras, tomat, lobak, gandum, melon, sawi putih, pepaya, labu, kapas, rami, dan alfalfa. Kedelai GM yang ditanam secara besar-besaran, yang di Amerika Serikat telah menggantikan kedelai konvensional, jagung, rapeseed, dan kapas. Penanaman tanaman transgenik terus meningkat. Pada tahun 1996, 1,7 juta hektar ditanami varietas tanaman transgenik di dunia, pada tahun 2002 angka ini mencapai 52,6 juta hektar (dimana 35,7 juta sudah ada 91,2 juta hektar tanaman, pada tahun 2006 - 102 juta hektar.

Pada tahun 2006, tanaman RG ditanam di 22 negara, termasuk Argentina, Australia, Kanada, Cina, Jerman, Kolombia, India, Indonesia, Meksiko, Afrika Selatan, Spanyol, dan Amerika Serikat. Produsen produk utama dunia yang mengandung GMO adalah Amerika Serikat (68%), Argentina (11,8%), Kanada (6%), Cina (3%). Lebih dari 30% dari semua kedelai yang ditanam di dunia, lebih dari 16% kapas, 11% kanola (tanaman minyak) dan 7% jagung diproduksi dengan menggunakan rekayasa genetika.

Di wilayah Federasi Rusia tidak ada satu hektar pun yang akan ditanami transgen.

Metode untuk membuat GMO

Tahapan utama pembuatan GMO:

1. Mendapatkan gen yang diisolasi.

2. Pengenalan gen ke dalam vektor untuk ditransfer ke suatu organisme.

3. Transfer vektor dengan gen ke dalam organisme yang dimodifikasi.

4. Transformasi sel-sel tubuh.

5. Pemilihan organisme hasil rekayasa genetika dan pemusnahan organisme yang belum berhasil dimodifikasi.

Proses sintesis gen saat ini berkembang dengan sangat baik dan bahkan sebagian besar otomatis. Ada perangkat khusus yang dilengkapi dengan komputer, di mana program untuk sintesis berbagai urutan nukleotida disimpan dalam memori. Alat semacam itu mensintesis segmen DNA dengan panjang hingga 100-120 basa nitrogen (oligonukleotida).

Enzim restriksi dan ligase digunakan untuk memasukkan gen ke dalam vektor. Dengan bantuan enzim restriksi, gen dan vektor dapat dipotong-potong. Dengan bantuan ligase, potongan-potongan tersebut dapat "direkatkan", dihubungkan dalam kombinasi yang berbeda, membangun gen baru atau membungkusnya dalam vektor.

Teknik introduksi gen ke dalam bakteri dikembangkan setelah Frederick Griffith menemukan fenomena transformasi bakteri. Fenomena ini didasarkan pada proses seksual primitif, yang pada bakteri disertai dengan pertukaran fragmen kecil DNA non-kromosom, plasmid. Teknologi plasmid membentuk dasar untuk pengenalan gen buatan ke dalam sel bakteri. Proses transfeksi digunakan untuk memasukkan gen yang telah disiapkan ke dalam peralatan herediter sel tumbuhan dan hewan.

Jika organisme uniseluler atau kultur sel multiseluler mengalami modifikasi, maka kloning dimulai pada tahap ini, yaitu pemilihan organisme tersebut dan keturunannya (klon) yang telah mengalami modifikasi. Ketika tugas diatur untuk mendapatkan organisme multisel, sel dengan genotipe yang diubah digunakan untuk perbanyakan vegetatif tanaman atau disuntikkan ke dalam blastokista ibu pengganti jika menyangkut hewan. Akibatnya, anak-anak dengan genotipe yang berubah atau tidak berubah lahir, di antaranya hanya yang menunjukkan perubahan yang diharapkan yang dipilih dan disilangkan satu sama lain.

Penerapan GMO

Penggunaan GMO untuk tujuan ilmiah.

Saat ini, organisme hasil rekayasa genetika banyak digunakan dalam penelitian ilmiah fundamental dan terapan. Dengan bantuan GMO, pola perkembangan penyakit tertentu (penyakit Alzheimer, kanker), proses penuaan dan regenerasi dipelajari, fungsi sistem saraf dipelajari, dan sejumlah masalah mendesak lainnya dalam biologi dan kedokteran dipelajari. terselesaikan.

Penggunaan GMO untuk tujuan medis.

Organisme hasil rekayasa genetika telah digunakan dalam pengobatan terapan sejak tahun 1982. Tahun ini, insulin manusia, diproduksi menggunakan bakteri hasil rekayasa genetika, didaftarkan sebagai obat.

Pekerjaan sedang dilakukan untuk membuat tanaman yang dimodifikasi secara genetik yang menghasilkan komponen vaksin dan obat-obatan untuk melawan infeksi berbahaya (wabah, HIV). Proinsulin, berasal dari safflower yang dimodifikasi secara genetik, sedang dalam tahap uji klinis. Obat melawan trombosis berdasarkan protein dari susu kambing transgenik telah berhasil diuji dan disetujui untuk digunakan.

Cabang kedokteran baru, terapi gen, berkembang pesat. Ini didasarkan pada prinsip pembuatan GMO, tetapi genom sel somatik manusia bertindak sebagai objek modifikasi. Saat ini, terapi gen merupakan salah satu pengobatan utama untuk penyakit tertentu. Jadi, sudah pada tahun 1999, setiap anak keempat yang menderita SCID (defisiensi imun kombinasi parah) diobati dengan terapi gen. Terapi gen, selain digunakan dalam pengobatan, juga diusulkan untuk digunakan untuk memperlambat proses penuaan.