Na wstępie mojej pracy, wyjaśnię na czym polega modyfikacja genetyczna organizmów i czym ona jest. Przedstawię wybrane przykłady organizmów roślin, bakterii zwierząt, omówię rodzaje korzyści i zagrożenia wynikające z modyfikacji genetycznych, a na koniec wyrażę własną opinię nt tych modyfikacji.

Modyfikacja genetyczna organizmów inaczej GMO polega na ingerencji człowieka w geny organizmów żywych, aby je udoskonalić lub zmienić, często występują przy tym mutacje genetyczne, które albo zabijają albo trwale uszkadzają zarodki, uniemożliwiając normalny rozwój. Gwałtowny rozwój nowych technologii i nowatorskich, naukowych rozwiązań, zapoczątkowany w drugiej połowie XX wieku jest kontynuowany w obecnym stuleciu i nabiera coraz szybszego tempa. Innowacje pojawiają się praktycznie w każdej dziedzinie życia, a jedną z najbardziej dynamicznie rozwijających się nauk jest biotechnologia. Obejmuje takie obszary jak: medycyna, farmacja, procesy przemysłowe, ochrona środowiska i inne. Zaliczyć tu należy też technik i inżynierii genetycznej – świadomej i ukierunkowanej ingerencji w genom organizmu.

Podobnie zaczyna się przygoda z wszelkiego rodzaju przekształceniami, od początków hodowli zwierząt i roślin człowiek dążył do osiągnięcia pożądanych cech przez krzyżowanie osobników i odmian. Obejmowało to działania mające na celu uzyskanie większych plonów, lepszej odporności na zmienne warunki środowiska, większej mleczności lub mięsności, podwyższonej siły, odporności lub szybkości zwierząt gospodarskich. W efekcie tej działalności udało się uzyskać gatunki roślin odpornych na określone warunki czy szkodniki oraz wyspecjalizowane rasy, np.: kurczaki brojlery, bydło o zwiększonej mleczności. Zmianie wyglądu zwłaszcza roślin, towarzyszy zmiana zapachu, kształtu i koloru. Modyfikacje mają przede wszystkim na celu zwiększenie odporności na szkodniki infekcje wirusowe bakteryjne oraz grzybowe , przedłużenie trwałości owoców, poprawę składu kwasów tłuszczowych oraz aminokwasów białek, zmianę zawartości węglowodanów, karotenoidów i witamin.

Modyfikacje jakim poddaje się organizmy można podzielić na trzy rodzaje:

  • zmieniona zostaje aktywność genów naturalnie występujących w danym organizmie
  • do organizmu wprowadzone zostają dodatkowe kopie jego własnych genów
  • wprowadzany gen pochodzi z organizmu innego gatunku

 Pod pojęciem żywność genetycznie zmodyfikowana  należy rozumieć taką żywność, która zawiera organizmy GM lub została wyprodukowana z ich użyciem, tj.:

  • żywność będącą roślinami uzyskanymi za pomocą inżynierii genetycznej (świeże owoce, warzywa i inne rośliny, np. pomidory, soja),
  • żywność zawierającą przetworzone organizmy transgeniczne (koncentraty pomidorowe wyprodukowane z roślin transgenicznych),
  • żywność produkowana z zastosowaniem GMO (np. piwo i inne produkty fermentacji alkoholowej produkowane z zastosowaniem drożdży transgenicznych),
  • produkty żywnościowe pochodne GMO, które w swoim składzie nie zawierają komponentów GM (np. olej rzepakowy otrzymywany z rzepaku transgenicznego)

Głównym zastosowaniem modyfikacji jest modyfikacja mikroorganizmów które używane są  do produkcji pewnych substancji chemicznych oraz leków takich jak np.:

  • insulina, a podstawą do produkcji jest szczep Escherichia Coli, na co dzień bytująca w naszym przewodzie pokarmowym, transformowany plazmidem  z fragmentem DNA, który koduje zmodyfikowany prekursor ludzkiej insuliny. Do niedawna wytwarzano insulinę wyłącznie z trzustek zwierząt rzeźnych: bydła i świń. Skomplikowany proces ekstrakcji pozwalał w rezultacie na produkcję insuliny wołowej lub wieprzowej. Aby zapewnić wystarczającą ilość insuliny dla jednego pacjenta w ciągu roku, potrzeba około 7 kilogramów trzustki zwierzęcej. Jest to więc bardzo cenny lek, którego produkcja dużo kosztuje. Ziściło się zatem to, co nie śniło się jeszcze największym fantastom - w leczeniu chorób pomagają "fantastyczne" chimery, których materiał genetyczny jest mieszanką człowieka i bakterii (lub drożdży). Dzięki tym nowym metodom miliony chorych na cukrzycę uzyskało insulinę podobną do tej, którą kiedyś wytwarzała ich własna trzustka.
  • hormon wzrostu podaje się jako lek dzieciom, u których przysadka mózgowa wytwarza go zbyt mało. Powstał także zmodyfikowany hormon o wydłużonym czasie działania.
  • czynniki krzepnięcia krwi, których niedobór powoduje hemofilię, chorobę której objawem jest brak krzepnięcia krwi i częste krwotoki. Wytwarzane w ten sposób preparaty umożliwiają prowadzanie normalnego życia osobom, u których bez leków nawet lekkie stłuczenie może być przyczyną śmierci
  • Hirudyna , białko o działaniu przeciwzakrzepowym,  pozwala to na stosowanie jej jako leku przy żylnej chorobie zakrzepowo-zatorowej oraz innych chorobach. Wytwarzane jest naturalnie przez pijawki żywiące się krwią , pozyskiwanie z niech substancji do leków mogłoby szybko doprowadzić do wyginięcia gatunku. Przeniesienie genu do mikroorganizmów pozwala na produkcję leków bez zubożenia świata przyrody.
  • Interferon to białko wytwarzane przez komórki organizmu podczas infekcji. Białko spowalnia proces namnażania się wirusów w komórkach. Dzięki temu jest jednym z nielicznych leków stosowanych w chorobach wirusowych, na przykład jako lek spowalniający rozwój wirusa HIV. Lek wytwarzany jest przez zmodyfikowane mikroorganizmy, do których dodano gen z komórek ludzkich.
  • Erytropoetyna to hormon zwiększający produkcję krwinek czerwonych. Produkowana przez zmodyfikowane mikroorganizmy pozwala leczyć osoby chore na anemię oraz z niewydolnością nerek.

Leków wytworzonych z udziałem modyfikowanych genetycznie organizmów przybywa w szybkim tempie.

Leki zawierające białka, powstałe dzięki modyfikacjom genetycznym nazywane są lekami rekombinowanymi. Jedną z ważniejszych grup są szczepionki. Mikroorganizmy produkują na przykład szczepionki przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B. Rekombinowane szczepionki zawierają jedynie białko patogenu. Organizm rozpoznaje je i uczy się je zwalczać. Tradycyjne szczepionki zawierają zwykle osłabione żywe lub zabite wirusy lub bakterie. Nie jest pewne, czy w wyjątkowych sytuacjach np. u osób chorych osłabione patogeny nie mogą wywołać choroby. Mikroorganizmy są wykorzystywane do produkcji witamin przez biotechnologię tradycyjną.

Inżynieria genetyczna umożliwiła poprawę wydajności procesów biotechnologicznych. Witamina B2, ryboflawina, jest stosowana jako żółty barwnik żywności. Duże zapotrzebowanie skłoniło firmy produkujące substancję do wykorzystania modyfikowanych genetycznie komórek bakterii i grzybów. Bakterie produkujące witaminę B12 dzięki zabiegom inżynierii genetycznej, polegającym na zwielokrotnieniu ilości odpowiednich genów zwiększyły swoją wydajność około stukrotnie.  Modyfikowanie roślin pozwala dodać/wzmocnić cechy zwiększające opłacalność produkcji np. opóźnienie  dojrzewania, zwiększenia trwałości na mróż, wysoką temperaturę .

Najczęściej modyfikowanymi roślinami są:

  • kukurydza MON 810, jedyna roślina transgeniczna legalnie uprawiana w Unii Europejskiej. Celem modyfikacji było uzyskanie przez kukurydzę odporności na szkodniki owadzie, w tym szczególnie omacnicę prosowiankę
  • pomidor transgeniczny, modyfikacja polegała na zmniejszeniu w nim aktywność genu, który odpowiada za proces dojrzewania i mięknięcia pomidora. Tak zmodyfikowany pomidor lepiej znosił transport i dłużej zachowywał świeżość. Celem innych modyfikacji genetycznych pomidorów jest zwiększenie suchej masy, poprawa barwy, poprawia smaku, odporność na herbicydy (środki chwastobójcze), odporności na szkodniki, a także zwiększenie odporności na niekorzystne warunki środowiskowe, np. pomidory rosną na silnie zasolonych glebach,
  • soja z obniżoną zawartością kwasu palmitynowego, odporna na herbicydy, wirusy i szkodniki,
  • ziemniak - o podwyższonej zawartości skrobi i obniżonej ilości glikoalkaloidów występujących w surowych ziemniakach i szkodliwych dla ludzi, posiadające odporność na herbicydy, stonkę ziemniaczaną oraz wirusy,
  • bawełna produkująca włókna zawierające domieszki poliestru, podnoszącego jej właściwości termoizolacyjne.
  • bakłażan Bt , jest genetycznie ulepszonym bakłażanem opracowanym przez wstawienie genu cry1Ac do rosliny.  Białko Cry1Ac daje bakłażanowi wbudowaną odporność na larwy motyli, takich jak wady owoców i oraz wady części zielonych. W tych uprawach używa się także Bt jako insektycydu nie jest to nowe rozwiązanie - rolnicy używają go odponad 50 lat jako spray,
  • ryż z przeszczepionym z żonkila genem warującym produkcję β- karotenu, niezbędnego w czasie wytwarzania wit. A. Zabieg ten w założeniu miał pomóc w rozwiązaniu problemu występowania niedoborów tej witaminy, powszechnych u dzieci z Azji Wschodniej,
  • truskawki o wyższej zawartości cukru w owocach, opóźnionym dojrzewaniu i odporne na mróz
  • rzepak modyfikuje się w celu odporności na herbicydy, zmniejszenia ilości kwasów tłuszczowych, nienasyconych, zwiększenia zawartości kwasu lauronowego
  • dynie uodporniono na grzyby
  • sałata, został umieszczony w niej gen stymulujący produkcję szczepionki na zapalenie wątroby, dzięki czemu możliwe jest "szczepienie" w sposób naturalny
  • ulepszono mąkę dzięki zwiększeniu w pszenicy zawartości glutenu
  • winogrona zmodyfikowano produkując bezpestkowe odmiany
  • kapustę zmodyfikowano aby miała mniejsze wymiary, a także aby była odporna na szkodniki
  • seler zwiększono jego kruchość
  • banany, uodporniono je  na wirusy oraz grzyby na które są narażone szczególnie w transporcie, gdzie dochodzi do ich uszkodzeń

Rośliny transgeniczne mają także wpływ na kwestie ekonomiczne.

Związane jest to z polepszeniem smaku i wyglądu co dla klienta oraz jego decyzji przy zakupie ma ogromne znacznie. Kolejnym aspektem jest zmniejszanie kosztów produkcji poprzez redukcję użycia środków chemicznych dla ochrony roślin, produkty wtedy są znacznie tańsze i częściej kupowane. Uodparnianie roślin na niekorzystne warunki (zasolenie gleby, susza) oraz zwiększanie plonów ma również ogromne znaczenie. Szczególnie ważne jest w przypadku ludzi zamieszkujących kraje Trzeciego Świata, dla których uprawa modyfikowanych roślin byłaby ratunkiem w kwestii nękającego ich głodu. Zaletami żywności modyfikowanej genetycznie jest  umożliwianie uzyskanie wysokich plonów zmodyfikowanych zbóż przy gorszych warunkach glebowych, zmniejszenie zużycia pestycydów; rośliny nie muszą być spryskiwane chemikaliami. Rolnicy mniej pieniędzy przeznaczają na pestycydy, a do środowiska nie przedstawiają się trujące substancje, które przenikają do wód gruntowych, uzyskanie żywności o lepszych walorach smakowych czy zapachowych, przedłużenie trwałości żywności oraz ułatwienie składowania warzyw i owoców, które dłużej pozostają świeże; ma to także duże znaczenie w transporcie, rośliny ozdobne mają intensywniejszą barwę, nowe kolory oraz lepszy zapach, zmodyfikowane genetycznie rośliny służą do produkcji biopaliw.

GMO mogą być uprawiane na terenach, gdzie występują nieprzyjazne warunki klimatyczne takie jak: mróz, wysoka temperatura, susze, nadmiar promieniowania słonecznego. Ale i też mają swoje wady : nie wiadomo, jaki skutek spowoduje spożywanie większej ilości transgenicznych roślin; obecnie badania wykazują, że konkretna roślina czy produkt nie przynosi uszczerbku na zdrowiu, ale nie wiadomo jak zareaguje nasz organizm, jeśli w diecie pojawi się kilka produktów mających w składzie modyfikowane substancje, wielu ludzi jest alergikami na żywność roślinną, która produkuje białka chroniące je przed chorobami i szkodnikami. Genetycznie modyfikowane rośliny są w taki sposób zaprojektowane, aby produkować zwiększone ilości tych protein, dlatego ryzyko alergii wzrasta, żywność zmodyfikowana ma mniejszą wartość odżywczą od żywności pochodzącej z gospodarstw ekologicznych, GMO powoduje nieodwracalne zmiany w organizmach, uwalnianie się do środowiska zmodyfikowanych genetycznie substancji.

W biologii molekularnej i technikach rekombinacji DNA dokonał się ogromny postęp. Pozwolił on na otrzymywanie modyfikowanych genetycznie organizmów zwierzęcych (GMO), które nie tylko przyśpieszą programy hodowli zwierząt, ale też pozwolą otrzymywać biofarmaceutyki, które pociągnął za sobą m.in. pozytywne skutki ekonomiczne.

Modyfikacje zwierząt mają na celu głównie uzyskanie zwierząt o pożądanych cechach w hodowli, np. szybciej rosnące świnie, ryby, zastosowaniu ich w produkcji białek, enzymów, innych substancji wykorzystanych w przemyśle farmaceutycznym (jako bioreaktory), uodpornieniu na choroby. Zwierzęta modyfikowane genetycznie często chorują, czy są bezpłodne. Modyfikowane w tym celu są głównie krowy, kozy, owce, gdyż pożądane białka wytwarzane są w gruczołach mlecznych i wydzielane z mlekiem.

Produkowane są m.in:

  • antytrombina - ludzki enzym
  • czynnik krzepliwości krwi, pozwala na kontrolę powstawania zakrzepów,
  • antytrypsyna - stosowana w leczeniu rozedmy płuc,
  • erytropoetyny - leczenie anemii.

Inne przykłady to:

  • genetycznie zmodyfikowany buhaj, zawierający gen odpowiedzialny za produkcję białka lakoferytyny - białka o znaczeniu farmaceutycznym, którego preparaty polecane są dla osób zagrożonych niedoborami żelaza, dla kobiet, po przewlekłych chorobach wirusowych i bakteryjnych, dla osób starszych.
  • owce wytwarzające ludzki enzym, który może pomóc w leczeniu stwardnienia rozsianego.
  • uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych.

W ten sposób modyfikowane były głównie ryby: karpie, łososie, ale eksperymenty przeprowadzane są także na zwierzętach gospodarskich, świniach, królikach, owcach. Krowy dające więcej mleka, oraz mleko specjalnie przystosowane do produkcji serów. Zwierzęta transgeniczne są wykorzystywane do produkcji licznych związków leczniczych. Króliki wykorzystywane są m.in. do produkcji związków takich jak: interleukina, czynnik IGF1, ludzki hormon wzrostu, alfa-glukozydaza, czy białko C biorące udział w krzepnięciu krwi. Z mleka kóz uzyskuje się ludzką antytrombinę, czy włókno podobne do tego, jakie produkują pająki. Odporność na choroby, modyfikowane świnie jako dawcy narządów i inne takie jak:

- modyfikacje do celów naukowych zwierząt laboratoryjnych - myszy, szczurów,

- owce wytwarzające wełnę toksyczną dla moli i nie kurczącą się w praniu,

- lepsza jakość mięsa, mleka,

- transgeniczne koty dla alergików - ich sierść nie powoduje alergii,

- transgeniczne rybki akwariowe z genami z meduzy, dzięki którym fluoryzują w ciemności (rybki są bezpłodne - nie mogą się krzyżować w przypadku wydostania się do środowiska).

Moja opinia a temat GMO

Uważam, iż lepiej kupować żywność niemodyfikowaną a zdrową, niż tańsza a modyfikowaną. Za ogromy plus, z drugiej strony, uważam wytwarzanie szczepionek. Dlatego właśnie temat GMO jest tematem trudnym i często spornym. GMO jest nieuniknioną przyszłością, ale jeszcze nie teraźniejszością. Uważam, że społeczeństwo nie ma odpowiedniej wiedzy na ten temat. Wszyscy słyszą tylko, że cała żywność będzie modyfikowane genetycznie i są przerażeni. Nie jestem ekspertem w tej sprawie i mam podzielone zdanie. Jestem na tak pod kątem rozważania naukowych możliwości udoskonalenia czegokolwiek. Wierzę w rozwój nauki i jej korzystne aspekty. Moim zdaniem izolacja genów, które można poprawić, np: uodpornić na szkodniki, jest jak najbardziej słuszna. Takie "zabiegi" są właśnie po to opracowywane, aby nie szkodzić ludziom. Rośliny nie potrzebują wtedy pryskania, czy sztucznych nawozów itd. Ale ponieważ, jak już pisałam ekspertem w tych sprawach nie jestem, to nie wiem gdzie jest granica tych modyfikacji. Jestem na nie, bo teraz jeszcze być może niedaleko ale co będzie w przyszłości? Człowiek ma taką naturę ze boi się tego co nie znane, a ta dziedzina jest na tyle młod, że tak naprawdę nie wiemy jakie niesie za sobą skutki dla przyszłych pokoleń, czy przyszłe pokolenia udźwigną ten ciężar? Bo przecież człowiek wchodząc w sferę genów musi pamiętać że to są zmiany nieodwracalne, nie da się ich wymazać jak okażą się porażką. Poza tym powstrzymanie rozprzestrzeniania się tych organizmów jest wręcz nie możliwe bo np. nasiona przenoszone są przez wiatr czy zwierzęta na duże odległości,. Jednak myślę, że tak do końca też nie możemy bać się GMO przecież modyfikacje w przyrodzie zachodzą nieustannie z tym, że przyroda sama sobie krzywdy nie zrobi, ale człowiek już tak, a jeśli dodatkowo dochodzą kwestie ekonomiczne to już nie mam wątpliwości ze etyka może zostać zachwiana, tylko czekać kiedy człowiek przekroczy jej granice.

Bibliografia:

https://portal.abczdrowie.pl/wady-i-zalety-gmo

https://pl.wikipedia.org/wiki/Ro%C5%9Bliny_modyfikowane_genetycznie

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/Rosliny-modyfikowane-genetycznie/

http://pttzow.up.poznan.pl/gmo/pobierz/trans_soja1.pdf

http://www.poradnia.pl/rosliny-modyfikowane-genetycznie-metody-modyfikacji-wykorzystanie-lecznicze.html

http://www.biotechnolog.pl/rosliny-transgeniczne-gmo-przyklady-modyfikacji