Поміркуйте

Чому в багатьох випадках використання мікроорганізмів для синтезу потрібної речовини є менш витратним, ніж її хімічний синтез?

Згадайте

Як бактерії обмінюються генетичною інформацією?

Що таке плазміда?

Що таке генетично модифіковані організми

Генетично модифіковані організми (ГМО) — це організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генетичної інженерії з використанням технології рекомбінантних ДНК. Інша назва генетично модифікованих організмів — трансгенні організми.

Трансгенні організми можуть мати велике значення для підвищення ефективності сільського господарства та під час досліджень у галузі молекулярної біології. Перші генетично модифіковані організми, одержані за допомогою методів молекулярної біології, з’явилися лише у 80-х роках ХХ століття.

Генетична модифікація організмів у природі

Але людина не може вважатися першовідкривачем технології рекомбінантних ДНК. Такі процеси є дуже давніми і поширеними серед живих організмів. Віруси уражають усі групи живих організмів та інколи випадково переносять гени від одних видів до інших. Цей процес має назву горизонтального перенесення генів. Він відіграє важливу роль в еволюції.

Першими перенесення генів почали використовувати бактерії. Цей процес у них відомий як трансдукція — перенесення бактеріальних генів іншим бактеріям за допомогою бактеріофагів. Трансдукція є одним з основних механізмів обміну генами в прокаріотів. Існує вона не менш ніж три мільярди років.

Історія еукаріотів теж не обійшлася без цієї технології. Походження цитоскелета, без якого неможлива життєдіяльність усіх еукаріотів (у тому числі людини), теж пов’язують із горизонтальним перенесенням генів від бактерій за допомогою вірусів.

Та процес триває й нині. Нещодавні дослідження виявили обмін геном між рисом та просом, і людина не мала до цього жодного стосунку. Також було виявлено перенесення генів від паразитичної бактерії вольбахії до геному її хазяїв — комах і червів. А в однієї з груп коловерток горизонтальне перенесення генів узагалі замінило статевий процес.

В еволюції людини такі перенесення генів також траплялися неодноразово. Докладний аналіз свідчить про те, що 1 % геному людини — це гени вірусів. Однак у більшості випадків вони є генетичним сміттям, оскільки були знешкоджені системами захисту нашого геному. А деякі з цих «сторонніх» генів стали для нас конче необхідними. Саме гени ретровірусів, убудовані в наш геном, забезпечують роботу плаценти й дозволяють нам (як і іншим ссавцям) виношувати дитину в організмі матері.

Технології створення ГМО

Як створюють генетично модифіковані організми

Створення генетично модифікованих організмів складається з кількох етапів. Спочатку отримують потрібний ген, вилучаючи його з відповідного організму. Наступним етапом є введення гена до складу вектора. Вектор — це молекула ДНК, зазвичай створена на основі одного з вірусів або бактеріальної плазміди, яка містить ген, потрібний для введення в організм.

Для використання вектор потрібно перенести в організм, який потрібно модифікувати. Це можна зробити кількома різними способами. ДНК просто вводять у ядро клітини шляхом ін’єкції. Його проникнення можна забезпечити, застосувавши електричні розряди, які підвищують проникність клітинної мембрани. Також використовують транспортування векторів у клітину всередині ліпосом (мікрокульок, стінки яких побудовані з ліпідів). А ще можна напряму бомбардувати клітину мікрочастинками золота або ванадію, на поверхню яких нанесено вектори.

Завершується створення генетично модифікованих організмів виявленням клітин, у яких вектор вбудувався в ДНК, а новий ген почав працювати з подальшим їхнім відбором і розмноженням.

Ключова ідея

Г енетично модифіковані організми — це організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генної інженерії з використанням технології рекомбінантних ДНК. Процеси, аналогічні технологіям створення генетично модифікованих організмів, часто трапляються в природі й існують уже кілька мільярдів років.

Перевірте свої знання

1. Що таке генетично модифіковані організми? 2. Чи відбувається генетична модифікація організмів у природних умовах? 3. Чи потрапляли в процесі еволюції гени інших організмів до геному людини? 4*. Які морально-етичні проблеми може спричинити використання ГМО?

Цікава інформація

Значним досягненням наукової спільноти стало створення генетично модифікованого сорту рису, відомого, як «золотий рис». Завдяки генам із нарцису та бактерії ервінії, цей рис отримав здатність виробляти бета-каротин і став чудовим джерелом вітаміну А.

Щороку у світі через дефіцит цього вітаміну в продуктах харчування помирає від 1 до 2 млн людей. Свою назву цей сорт рису отримав завдяки золотистому кольору своїх насінин.

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)