Одним из природных объектов, нуждающихся в правовой защите и охране, является генетический фонд человека. Человек юридически не считается элементом природной среды, но можно говорить о генофонде народа, нации, который характеризуется определенными признаками, (например, здоровье). Деградация же природной среды может и приводит к необратимым изменениям не только растений, животных, но и человека, особей с несвойственными генетическими признаками.
Для предупреждения вреда, наносимого окружающей природной среде, здоровью человека и его генетическому фонду, устанавливаются экологические требования к выпускаемой продукции.
Утрата любого, даже самого бесполезного, на первый взгляд, вида означает необратимое обеднение генетического фонда планеты, а значит и для человека.
Деградация окружающей природной среды сказывается, прежде всего, на состоянии здоровья человека и его генетического фонда. Более 20% территории России находится в критическом состоянии, поскольку представляет собой зоны экологического бедствия. В настоящее время более 70 млн. человек дышат воздухом, насыщенным опасными для здоровья веществами (в 5 раз и более превышающими нормы предельно допустимых концентраций) 28 . Сокращаются рождаемость и продолжительность жизни, увеличивается смертность населения, дети рождаются с психическими либо генетическими отклонениями. Все эти данные о состоянии природы и здоровья человека свидетельствуют о том, насколько неразрывна связь между разрушением экологических систем природы и отрицательными изменениями в состоянии здоровья настоящего и будущих поколений людей.
Микроорганизмы и технологии их искусственного разведения
Но у проблемы генофонда есть и обратная сторона: от состояния общества прямо зависит и состояние генофонда. Для генофонда общество есть такая же среда и условие его жизни, как воздух, вода, климат и вся живая и неживая природа в целом. Духовная жизнь общества, его культура и мораль, общественные отношения, уровень развития производительных сил — все это прямо или косвенно сказывается на генофонде.
Катастрофическое разрушение природной среды, интенсивное ее заражение ядерными отходами, оскудение привычного ландшафта, неожиданное распространение эпидемий, грозящих опустошить Землю — все это ставит человека в ситуацию предельно критическую, когда рождается ощущение тотальной незащищенности людей, возможной гибели человечества.
По мнению ученых, самое серьезное последствие загрязнения биосферы заключается в генетических нарушениях. В результате повышения радиоактивности, химического загрязнения среды увеличивается число патологий внутриутробного развития, раковых опухолей, психических нарушений и т.д. Мутагены среды в виде химических соединений, ионизирующих излучений, вирусов проникают в клетки и поражают их генетическую программу — вызывают мутации. В соматических клетках мутации провоцируют рак, нарушают иммунную систему, уменьшают продолжительность жизни, а в тех случаях, когда поражение затрагивает ДНК, находящуюся в зародышевых клетках, эмбрионы гибнут или дети рождаются с наследственными дефектами. 29
ГМО-люди. Опыты уже начались?
Еще одним фактором, который может оказать огромное влияние на генофонд человека — генная инженерия. Последние десятилетия СМИ сообщают о научном прорыве в этой области.
Существенная опасность для сохранения генетического стандарта вида связана с развитием генной инженерии — переносом генетического материала путем встраивания в плазмиды. Первые практические применения этого метода — получение трансгенных животных, обладающих ускоренным ростом и увеличенными размерами, что многим представляется перспективным для животноводства, создание гибридов для синтеза гормонов и других физиологически активных соединений. Создается реальная опасность загрязнения генетического фонда планеты искусственно создаваемым генетическим материалом и возможность его встраивания в геном существующих видов. Пока трудно оценить степень опасности этих процессов для генофонда, но контроль за ними станет невозможен, если не будет сохранен «генетический стандарт» видов «дорекомбинантной эры».
Федеральный закон от 5 июля 1996 г. № 86-ФЗ «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» 30 регулирует отношения в сфере природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности, возникающие при осуществлении генно-инженерной деятельности (порядок осуществления генно-инженерной деятельности и применения ее методов к человеку, тканям и клеткам в составе его организма не является предметом регулирования этого Федерального закона).
В Федеральном законе применяются следующие основные понятия:
- генная инженерия — совокупность методов и технологий, в том числе технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие организмы;
- генно-инженерная деятельность — деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов;
- генно-инженерно-модифицированный организм — организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии и содержащие генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов:
- выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду — действие или бездействие, в результате которого произошло внесение этих организмов в окружающую среду:
- защита биологическая — создание и использование в генной инженерии безопасной для человека и объектов окружающей среды комбинации биологического материала, свойства которого исключают нежелательное выживание генно-инженерно-модифи-цированных организмов в окружающей среде и (или) передачу им генетической информации:
- защита физическая — создание и использование специальных технических средств и приемов, предотвращающих выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду и (или) передачу ими генетической информации;
- трансгенные организмы — животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии.
Источник: studfile.net
Генетически модифицированные источники пищевых продуктов
Происшедшие за последние двадцать лет различные революционные изменения
в области биологии и развитие новых технологий угрожают разрушить
казавшиеся незыблемыми моральные нормы, а также некоторые социальные и
культурные ценности, которые еще недавно казались довольно прочными.
Франсуаза Бриссе-Виньо
XX век характеризовался выдающимися достижениями научно-технического прогресса, которые радикально изменили жизнь человека. Это прежде всего ядерная технология, электроника и новейшая биотехнология.
Современные темпы развития биотехнологии и ее перспективы, сравнимые по меньшей мере с компьютеризацией и информатизацией нашей жизни, поражают воображение современного человека. Сегодня не только ученые и специалисты понимают, что даже само существование человека в нынешнем столетии зависит от достижений новейшей биотехнологии. Население Земли, численность которого в 2000 году составляла 6 млрд, по прогнозам, уже до 2025 г. может достичь 8,5 млрд, что поставит новые проблемы в сфере продовольственного и медицинского обеспечения. Традиционных путей решения этих проблем будет недостаточно.
В настоящее время биотехнология на практике показывает большие успехи в сельском хозяйстве. Это выведение новых сортов растений, устойчивых к гербицидам, насекомым, болезням, стрессовым влияниям. Это создание новейших пищевых продуктов с заданными свойствами; производство пищевого и кормового белка, медицинских препаратов; создание безотходных технологий и утилизация веществ, вредных для окружающей среды; разведение высокопродуктивных животных и микроорганизмов с новыми и усиленными свойствами и признаками. Даже очень богатое воображение не может предусмотреть все возможности, которые будут реализованы человеком с использованием биотехнологии.
Самой важной составляющей современной биотехнологии является генетическая, или генная, инженерия.
Генная инженерия – наука о генетическом конструировании, направленном на создание новых форм биологически активных ДНК и генетически новых форм клеток и целых организмов посредством искусственных приемов перенесения генов (технологии рекомбинантных ДНК, генетической трансформации, гибридизации клеток).
Генетически модифицированный организм (ГМО) – организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, которые способны к воспроизведению или передаче наследственного генетического материала, отличаются от природных организмов, получены с применением методов генной инженерии и содержат генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов.
Для создания генетически модифицированных организмов разработаны методики, которые дают возможность вырезать из молекул ДНК необходимые фрагменты, модифицировать их соответствующим образом, реконструировать в одно целое и клонировать – размножать в большом количестве копий. Донорами могут быть микроорганизмы, вирусы, растения, животные и даже человек.
Организмы, которые подвергались генетической трансформации, называют трансгенными.
Трансгенные организмы – животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с применением методов генной инженерии.
Генетически модифицированные источники (ГМИ) – сырье и пищевые продукты (компоненты), которые используются человеком в натуральном или преобразованном виде, полученные из ГМО или содержат их в своем составе.
Источник: studopedia.org
11.4.4. Генетическая инженерия
Генная инженерия – раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием вне живого организма новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Она возникла на основе молекулярной генетики.
Вопрос 2. Каковы основные задачи создания трансгенных организмов?
Трансгенные организмы — животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с применением методов генной инженерии.
Целью создания трансгенных организмов является получение организма с новыми свойствами. Клетки трансгенного организма производят белок, ген которого был внедрен в геном. Новый белок могут производить все клетки организма (неспецифическая экспрессия нового гена) , либо определенные клеточные типы (специфическая экспрессия нового гена) .
Вопрос 3. Какие результаты ожидают учёные от генетически модифицированных прокариот, растений и животных?
Создание генетически модифицированных растений чаще всего выполняется для решения следующих конкретных задач:
1) В целях увеличения урожайности путем повышения:
а) резистентности к патогенам;
б)резистентности к гербицидам;
в) устойчивости к неблагоприятным температурам, невысокому качеству почв;
г) улучшения характеристики продуктивности (вкусовых и питательных качеств, оптимальный метаболизм).
2) В фармакологических целях:
а) получение продуцентов терапевтических агентов;
б) продуцентов антигенов, обеспечения пищевой «пассивной» иммунизации.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. Вспомните, каким образом можно преодолеть стерильность межвидовых гибридов. Как вы думаете, можно ли использовать эти методы для создания новых пород животных?
Один из главных методов преодоления бесплодия межвидовых гибридов – полиплоидия. При использовании такого метода веретено деления целенаправленно разрушают специальными веществами (к примеру, ядом колхицином), а удвоившиеся хромосомы в результате остаются в одной клетке. Гомологичные хромосомы в кратных наборах родительских особей конъюгируют между собой, что восстанавливает нормальное течение мейоза.
Вопрос 2. Какие проблемы вносит в генетическую инженерию несоответствие в строении генов про- и эукариотических организмов?
Передача генетической информации у прокариот осуществляется как по вертикали (от материнской клетке к дочерней), так и по горизонтали (между клетками одного вида, разных видов, родов, семейств) с помощью механизмов рекомбинации – конъюгации, трансформации, трансдукции, сексдукции, трансфекции, транспозиции. Горизонтально, могут передаваться плазмиды, транспозоны, вирусы. Все они могут захватывать и переносить фрагменты генома.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Как можно использовать достижения биотехнологии в народном хозяйстве?
Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почву азота из воздуха.
Открытие новых методов получения наследственно измененных форм полезных микроорганизмов позволило шире применять микроорганизмы в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине. Особенно перспективно развитие генной, или генетической, инженерии.
Ее достижения обеспечили развитие биотехнологии, появление высокопродуктивных микроорганизмов, синтезирующих белки, ферменты, витамины, антибиотики, ростовые вещества и другие, необходимые для животноводства и растениеводства продукты. В существующих кормовых рационах далеко не всегда достаточно белка, необходимых аминокислот и витаминов. Поэтому необходимо вводить эти вещества в корм в виде тех или иных препаратов, в частности полученных с помощью микроорганизмов. Внимание ученых привлекает вопрос получения кормового белка путем микробного синтеза.
Производство нитрагина и ризоторфина. Эти бактерии в симбиозе с бобовыми культурами способны фиксировать свободный азот атмосферы, превращая его в соединения, легкоусвояемые растением. Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором находятся между собой в сложных отношениях.
Вопрос 2. Можно ли в настоящее время вырастить на приусадебном участке сорта плодовых деревьев, выведенные И. В. Мичуриным?
Широко известный в настоящее время сорт славянка получен Иваном Владимировичем при скрещивании антоновки обыкновенной (материнский сорт) и ренета ананасного (отцовский сорт), родина которого Франция. В результате гибридизации прекрасные вкусовые качества ренета, его исключительная ароматичность как нельзя лучше сочетались с зимостойкостью антоновки и весьма значительной лежкостью ее плодов (до весны).
Вопрос 3. Какой вид искусственного отбора применяют хозяева беспородных домашних животных при появлении у них потомства?
При появлении потомства у беспородных животных хозяева применяют индивидуальный искусственный отбор.
ЗАДАНИЯ
Вопрос 1. Объясните, как можно использовать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова в селекционной практике.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Первым наиболее серьезным исследованием мутаций была работа Н.И.Вавилова по установлению параллелизма в наследственной изменчивости у видов растений, принадлежащих близким таксонам.
На базе обширных исследований морфологии различных рас растительного мира Вавилов в 1920 г. пришел к выводу, что, несмотря на резко выраженное разнообразие (полимофизм) многих видов, можно заметить ряд закономерностей в их изменчивости. Если взять для примера семейство злаков и рассмотреть варьирование некоторых признаков, то окажется, что одинаковые отклонения присущи всем видам.
Закон Вавилова гласит: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, т. е. виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости».
Вопрос 2. Найдите на географической карте различные центры происхождения культурных растений и опишите климатические условия каждого из них.
Перечислим центры происхождения культурных растений:
1) Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около 1/3 известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур.
2) Восточноазиатский центр. Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений — около 20% мирового многообразия.
3) Юго-Западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры.
4) Средиземноморский центр. Страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и, кормовые культуры.
5) Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
6) Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли — всего около 90 видов культурных растений.
7) Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть районов Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, и в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).
Вопрос 3. Расскажите, какие предковые формы растений и животных послужили основой для выведения современных домашних пород и сортов.
Диким предком крупного рогатого скота ученые считают тура, который был распространен в Европе, иногда встречался в Сибири, Китае, Сирии, Северной Африке, Палестине. Тур жил в глухих болотистых местах и в степях. Последняя самка тура пала в Польше в 1627 году. Тур — очень крупное животное, высота в холке достигала до 1200 кг, с узким длинным черепом, с ярко выраженным половым диморфизмом.
Междурожье у него было прямое, иногда слегка выпуклое. Лобная и затылочная кости образовывали острый угол. Глазные впадины не выдавались. Рога были сильно развиты. Масть черно-бурая.
В старинных литературных источниках тур описывается как животное сильное, смелое и быстрое в движениях.
Диким предком лошадей является лошадь Пржевальского. Ее обнаружил в 1879 году русский ученый Н. М. Пржевальский в Азии (пустыня Гоби). В настоящее время встречается в Монголии. Эта лошадь имеет низкий рост (120-130 см), короткое туловище, грубую голову без челки, с короткими ушами, ноги тонкие с каштанами. Жеребость составляет 340-350 дней.
Лошадь Пржевальского скрещивается с домашней лошадью, гибриды плодовиты.
Родоначальником домашней курицы является дикая банкивская. Одомашнивание кур произошло в 1400-1200 годах до н.э. в Индии. Оперение разной окраски. Весят курочки 0,50-0,75 кг, петухи 0,90-1,25 кг. Существуют яйценоские, мясные общепользовательные и бойцовые породы кур.
Источник: resheba.me