Мазмұнға өту

Гендік модификацияланған ағза

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет

Гендік модификацияланған ағза (ГМА), Генетикалық түрлендірілген ағза (ГТА) (ағылш. genetically modified organism) – гендік инженерия әдістерінің көмегімен жасанды түрде генотипі өзгертілген тірі ағза.[1] Бұл анықтама өсімдік, жануар және микроағзаларға қолданыла алады. Генетикалық өзгерістер ғылыми және шаруашылық мақсатта жасалады. Генетикалық модификациялаудың негізгі түріне трансгенді ағзалар үшін трансгендердің қолданылуы. Ауыл шаруашылығы мен азық-түлік өнеркәсібінде ГМА ретінде геномына бір немесе бірнеше трансгендердің енгізілген организмдер жатады.

Генетикалық модификацияға жаңа гендерді енгізу немесе эндогенді гендерді жақсарту, өзгерту немесе генді жою кіруі мүмкін. Кейбір генетикалық модификацияларда гендер бір түрдің ішінде, түрлер арасында (трансгенді организмдерді құру), тіпті патшалықтар арасында беріледі. Генетикалық модификацияланған организмді құру көпсатылы процесс болып табылады. Гендік инженерлер хост организмге енгізгісі келетін генді бөліп алып, оны промотор және терминатор аймағын және жиі таңдалатын маркерді қамтитын басқа генетикалық элементтермен біріктіруі керек. Генді жеткізу үшін бөлінген генді хост геномына енгізу үшін бірнеше әдістер бар. CRISPR сияқты геномды редакциялау әдістерін пайдалану арқылы ГМО өндіру әлдеқайда қарапайым болды. Герберт Бойер және Стэнли Коэн 1973 жылы алғаш рет антибиотикке канамицинге төзімді бактерияны генетикалық модификациялаған организмді жасады. Алғашқы генетикалық модификацияланған жануарды, тышқанды, 1974 жылы Рудольф Яениш жасады, ал алғашқы өсімдік 1983 жылы жасалды. 1994 жылы Flavr Savr қызанағы шығарылды, бұл коммерцияланған алғашқы генетикалық модификацияланған азық-түлік болды. Коммерцияланған алғашқы генетикалық модификацияланған жануар GloFish (2003) болды және азық-түлік үшін мақұлданған алғашқы генетикалық модификацияланған жануар 2015 жылы AquAdvantage лососьі болды.

Бактерияларды модификациялау ең оңай және олар зерттеу, азық-түлік өндіру, өнеркәсіптік ақуызды тазарту (соның ішінде дәрілер), ауыл шаруашылығы және өнер үшін пайдаланылды. Оларды экологиялық мақсаттарда немесе дәрі ретінде пайдалану мүмкіндігі бар. Саңырауқұлақтар да осындай мақсаттармен модификацияланды. Вирустар генетикалық ақпаратты басқа организмдерге енгізу үшін векторлар ретінде маңызды рөл атқарады. Бұл қолдану адам гендік терапиясына ерекше қатысты. Вирулентті гендерді вирустардан алып тастап, вакциналарды жасау ұсыныстары бар. Ғылыми зерттеулер үшін өсімдіктер модификацияланған, өсімдіктерде жаңа түстер жасау, вакциналар жеткізу және жақсартылған дақылдарды жасау үшін. Генетикалық модификацияланған дақылдар қоғамдық тұрғыдан ең даулы ГМО болып табылады, дегенмен адам денсаулығы мен қоршаған ортаға ең көп пайда әкеледі.[2] Жануарларды модификациялау әдетте әлдеқайда қиын және олардың көпшілігі әлі де зерттеу сатысында. Сүтқоректілер адам үшін ең жақсы модельдік организмдер. Мал шаруашылығы өсу қарқыны, ет сапасы, сүт құрамы, ауруларға төзімділік және өміршеңдік сияқты экономикалық маңызды қасиеттерді жақсарту мақсатында модификацияланған. Генетикалық модификацияланған балықтар ғылыми зерттеулер үшін, үй жануарлары ретінде және азық-түлік көзі ретінде пайдаланылады. Генетикалық инженерия масаларды бақылау әдісі ретінде ұсынылды, бұл көптеген өлімге әкелетін аурулардың векторы. Адамның гендік терапиясы әлі де салыстырмалы түрде жаңа болғанымен, ол ауыр біріктірілген иммун тапшылығы және Лебердің туа біткен амаврозы сияқты генетикалық бұзылыстарды емдеу үшін қолданылды.

ГМО-ны, әсіресе олардың коммерциялануын дамытуға қатысты көптеген қарсылықтар айтылды. Олардың көпшілігі ГМ дақылдары мен олардан алынған тағамның қауіпсіздігіне және оларды өсірудің қоршаған ортаға әсеріне қатысты. Басқа мәселелер реттеуші органдардың объективтілігі мен қаталдығы, генетикалық модификацияланбаған азық-түлікпен ластану, азық-түлікпен қамтамасыз етуді бақылау, патенттеу және интеллектуалдық меншік құқықтарын пайдалану болып табылады. Қазіргі уақытта қол жетімді ГМ дақылдарынан алынған тағамның адам денсаулығына қауіпі дәстүрлі тағамнан үлкен емес деген ғылыми консенсус болғанымен, ГМ тағамның қауіпсіздігі сыншылар арасында басты мәселе болып табылады. Негізгі экологиялық мәселелер ген ағыны, нысанаға жатпайтын организмдерге әсері және қашу болып табылады. Елдер осы мәселелерді шешу үшін реттеуші шараларды қабылдады. Елдер арасында ГМО шығаруды реттеуде айырмашылықтар бар, ең айқын айырмашылықтар АҚШ пен Еуропа арасында. Реттеушілер үшін негізгі мәселелерге ГМ тағамдарды таңбалау керек пе және генді өңдеген организмдердің мәртебесі кіреді.

Анықтама

[өңдеу | қайнарын өңдеу]

Генетикалық модификацияланған организмнің (ГМО) анықтамасы нақты емес және елдер, халықаралық ұйымдар және басқа қауымдастықтар арасында кеңінен ерекшеленеді. Ең кең мағынада, ГМО-ның анықтамасы гендері өзгертілген кез келген нәрсені қамтуы мүмкін, оның ішінде табиғатпен.[3][4] Аз кең көзқараспен алғанда, ол адам гендерін өзгерткен барлық организмдерді қамтуы мүмкін, оған барлық дақылдар мен мал шаруашылығы кіреді. 1993 жылы Encyclopedia Britannica гендік инженерияны "кең ауқымды әдістердің кез келгені... олардың ішінде жасанды ұрықтандыру, in vitro ұрықтандыру (мысалы, 'пробиркадағы' балалар), сперма банкі, клондау және гендерді манипуляциялау." деп анықтады.[5] Еуропалық Одақ (ЕО) ерте шолуларда осындай кең анықтаманы қосты, нақты ГМО-лар "сұрыптау және жасанды сұрыптаудың басқа құралдары" арқылы өндірілгенін атап өтті.[6] Бұл анықтамалар ғылыми және ауылшаруашылық қауымдастықтардың қысымы, сондай-ақ ғылымдағы жетістіктер нәтижесінде бірқатар ерекшеліктермен тез түзетілді. ЕО анықтамасы кейінірек дәстүрлі селекцияны, in vitro ұрықтандыруды, полиплоидияны индукциялау, мутациялық селекция және рекомбинантты нуклеин қышқылдары немесе процесс кезінде генетикалық модификацияланған организмді пайдаланбайтын жасушалардың бірігуі әдістерін қоспағанда өзгертілді.[7][8][9]

Тағы бір көзқарас - Азық-түлік және ауылшаруашылық ұйымы, Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы және Еуропалық комиссия ұсынған анықтама, онда организмдер "және/немесе табиғи рекомбинация арқылы табиғи түрде болмайтын" жолмен өзгертілуі керек деп мәлімдейді.[10][11][12] Ғылымдағы жетістіктер, мысалы, горизонталь ген тасымалдаудың салыстырмалы түрде жалпы табиғи құбылыс екенін анықтау, "табиғи түрде болады" деген түсінікті одан әрі түсінбеушілікке әкеліп соқты, бұл қосымша түзетулер мен ерекшеліктерге әкелді.[13] Бұл анықтамаға сәйкес келетін, бірақ әдетте ГМО болып саналмайтын дақылдардың мысалдары бар.[14] Мысалы, тритикале дәнді дақылы 1930 жылы оның геномын өзгерту үшін әртүрлі әдістерді пайдалана отырып зертханада толық әзірленді.[15]

Генетикалық модификацияланған организм (ГМО) организмдердің геномдарын биотехнологиямен тікелей манипуляциялаған кезде сипаттаған кезде ГМО-ға қарағанда дәлірек термин деп санауға болады.[16][8] Биоқауіпсіздік жөніндегі Картахена хаттамасы 2000 жылы тірі модификацияланған организм (ТМО) синонимін қолданды және оны "заманауи биотехнологияны қолдану арқылы алынған генетикалық материалдың жаңа комбинациясына ие кез келген тірі организм" деп анықтады.[17] Заманауи биотехнология одан әрі былайша анықталады: "In vitro нуклеин қышқылының әдістері, соның ішінде рекомбинантты ДНҚ (ДНҚ) және нуклеин қышқылын жасушаларға немесе органеллаларға тікелей енгізу немесе таксономиялық отбасының шегінен тыс жасушалардың бірігуі."[18]

Бастапқыда, ГМО термині генетикалық модификацияланған организмдерді сипаттау үшін ғалымдар арасында жиі қолданылмаған, тек ГМО термині танымал БАҚ-та кең таралғаннан кейін ғана қолданыла бастады.[19] АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті (USDA) ГМО-ларды генетикалық инженерия немесе дәстүрлі әдістер арқылы тұқым қуалайтын өзгерістер енгізілген өсімдіктер немесе жануарлар деп санайды, ал ГМО молекулалық биологияны, әсіресе рекомбинантты ДНҚ әдістерін, мысалы, трансгенезді қолдану арқылы гендер енгізілген, жойылған немесе қайта реттелген организмдерге арнайы қатысты.[20]

Анықтамалар өнімнен гөрі процеске көбірек назар аударады, демек, генотиптері мен фенотиптері өте ұқсас ГМО және ГМО емес болуы мүмкін.[21][22] Бұл ғалымдарды оны ғылыми тұрғыдан мағынасыз категория деп атауға мәжбүр етті,[23] бұл барлық түрлі ГМО-ларды ортақ анықтама бойынша топтастыру мүмкін емес екенін айтты.[24] Бұл сондай-ақ ГМО-ларды тыйым салуға тырысатын органикалық азық-түлік мекемелері мен топтары үшін мәселелер туғызды.[25][26] Сондай-ақ жаңа процестер әзірленген сайын проблемалар туындайды. Қазіргі анықтамалар геномды редакциялау танымал бола бастағанға дейін пайда болды және олардың ГМО болып табылатыны туралы кейбір түсініксіздіктер бар. ЕО оларды ГМО ретінде бағалады[27] "мутагенез арқылы алынған организмдерді" қамтитын ГМО анықтамасын өзгертіп, бірақ оларды "ұзақ қауіпсіздік рекорды" және "әртүрлі қолданбаларда дәстүрлі түрде қолданылғандықтан" реттеуден шығарды.[9] Керісінше, USDA гендік өңделген организмдер ГМО болып табылмайтыны туралы шешім шығарды.[28]

Әртүрлі "ГМО жоқ" немесе "ГМО-сыз" азық-түлік маркетингіндегі таңбалау схемаларына қатысты одан да үлкен сәйкессіздік пен түсінбеушілік бар, онда генетикалық модификациялануы мүмкін емес (және сондықтан анықтама бойынша генетикалық өзгертілмейтін) органикалық заттар мен генетикалық материалдарды қамтымайтын су немесе тұз сияқты өнімдер де таңбалануда "сау" әсер қалдырады.[29][30][31]

Өндіріс

[өңдеу | қайнарын өңдеу]

Генетикалық модификацияланған организмді (ГМО) жасау көпсатылы процесс болып табылады. Гендік инженерлер хост организмге енгізгісі келетін генді бөліп алуы керек. Бұл ген жасушадан[32] немесе жасанды түрде синтезделген болуы мүмкін.[33] Таңдалған ген немесе донор организмінің геномы жақсы зерттелген болса, ол қазірдің өзінде генетикалық кітапханадан қолжетімді болуы мүмкін. Ген содан кейін басқа генетикалық элементтермен, соның ішінде промотор және терминатор аймағы және таңдалатын маркермен біріктіріледі.[34]

ДНҚ-ны хост геномына кірістіру үшін бірқатар әдістер бар. Бактерияларды шетелдік ДНҚ-ны қабылдауға, әдетте, жылулық соққы немесе электропорация арқылы шақыруға болады.[35] ДНҚ әдетте жануарлар жасушаларына микроинъекция арқылы енгізіледі, онда ол жасушаның ядролық қабықшасынан тікелей ядроға енгізілуі немесе вирус векторлары арқылы енгізілуі мүмкін.[36] Өсімдіктерде ДНҚ көбінесе Agrobacterium-медиаторланған рекомбинация арқылы енгізіледі,[37][38] биолистика[39] немесе электропорация.

Тек бір жасуша генетикалық материалмен трансформацияланғандықтан, организм сол бір жасушадан регенерациялануы керек. Өсімдіктерде бұл ұлпа мәдениеті арқылы жүзеге асырылады.[40][41] Жануарларда енгізілген ДНҚ-ның эмбриондық діңгекті жасушаларда болуын қамтамасыз ету қажет.[37] ПТР, Саутерн гибридизация және ДНҚ секвенциясы пайдаланып, организмде жаңа геннің бар-жоғын растау үшін одан әрі тестілеу жүргізіледі.[42]

Дәстүрлі түрде жаңа генетикалық материал хост геномына кездейсоқ кірістірілді. Генді нысанаға алу техникасы жасушаның табиғи гомологиялық рекомбинация жөндеу жүйелерін пайдаланып, кірістіруді нақты орындарға бағыттайтын екі тізбекті үзінділер жасайды. Геномды редакциялау арнайы нүктелерде үзілістер жасайтын жасанды нуклеазаларды пайдаланады. Жасанды нуклеазалардың төрт отбасы бар: мегануклеазалар,[43][44] цинк саусақ нуклеазалар,[45][46] транскрипция белсендіргішін ұнатады нуклеазалар (TALENs),[47] және кластерленген реттелген қысқа палиндромдық қайталау (CRISPR) жүйелері.[48][49]

Дереккөздер

[өңдеу | қайнарын өңдеу]
  1. ↑ “Cалауатты өмір салтын қалыптастыру орталығы”(қолжетпейтін сілтеме)
  2. ↑ "The human health benefits from GM crops". Plant Biotechnology Journal 18 (4): 887–888. April 2020. doi:10.1111/pbi.13261. PMC 7061863. PMID 31544299. 
  3. ↑ Nature, The First Creator of GMOs (4 October 2016).
  4. ↑ The First GMO Is 8,000 Years Old.
  5. ↑ The new encyclopaedia Britannica — 15th. — Chicago: Encyclopaedia Britannica. — P. 178. — ISBN 0-85229-571-5.
  6. ↑ Staff Economic Impacts of Genetically Modified Crops on the Agri-Food Sector; p. 42 Glossary – Term and Definitions Мұрағатталған 14 Мамырдың 2013 жылы. The European Commission Directorate-General for Agriculture, "Genetic engineering: The manipulation of an organism's genetic endowment by introducing or eliminating specific genes through modern molecular biology techniques. A broad definition of genetic engineering also includes selective breeding and other means of artificial selection", Retrieved 5 November 2012
  7. ↑ The European Parliament and the council of the European Union (12 March 2001). "Directive on the release of genetically modified organisms (GMOs) Directive 2001/18/EC ANNEX I A". Official Journal of the European Communities. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A32001L0018. 
  8. ↑ a b 6 ~ Evolution // Environmental Science – a Canadian perspective — 6. — Dalhousie University.
  9. ↑ a b Organisms obtained by mutagenesis are GMOs and are, in principle, subject to the obligations laid down by the GMO Directive.
  10. ↑ Section 2: Description and Definitions.
  11. ↑ Frequently asked questions on genetically modified foods.
  12. ↑ The EU Legislation on GMOs – An Overview (29 June 2010).
  13. ↑ GMOs and Horizontal Gene Transfer (13 October 2016).
  14. ↑ "Genetically modified foods: A critical review of their promise and problems". Food Science and Human Wellness 5 (3): 116–123. September 2016. doi:10.1016/j.fshw.2016.04.002. 
  15. ↑ "Why we need GMO crops in agriculture". Missouri Medicine 111 (6): 492–507. 2014. PMC 6173531. PMID 25665234. 
  16. ↑ Center for Food Safety and Applied Nutrition Food from Genetically Engineered Plants – Consumer Info About Food from Genetically Engineered Plants.
  17. ↑ Secretariat of the Convention on Biological Diversity. Montreal: 2000. The Cartagena Protocol on Biosafety to the Convention on Biological Diversity.
  18. ↑ Frequently Asked Questions (FAQs) on the Cartagena Protocol (29 February 2012).
  19. ↑ What Is the Difference Between Genetically Modified Organisms and Genetically Engineered Organisms?.
  20. ↑ Agricultural Biotechnology Glossary | USDA.
  21. ↑ "The semantics of the term 'genetically modified organism' // Genetic impact of aquaculture activities on native populations.". Genimpact Final Scientific Report (E U Contract N. RICA-CT -2005-022802): 123–125. 2007. 
  22. ↑ "The History and Future of GMOs in Food and Agriculture". Cereal Foods World. 2007. doi:10.1094/cfw-52-4-0169. ISSN 0146-6283. 
  23. ↑ Why the term GMO is 'scientifically meaningless'.
  24. ↑ "The nonsensical GMO pseudo-category and a precautionary rabbit hole". Nature Biotechnology 33 (9): 907–908. September 2015. doi:10.1038/nbt.3333. PMID 26348954. 
  25. ↑ National Organic Standards Board Materials/GMO Subcommittee Second Discussion Document on Excluded Methods Terminology (22 August 2014).
  26. ↑ Here's Why You Should Vote Against Measure P, Even If You Hate GMOs.
  27. ↑ Gene-edited plants and animals are GM foods, EU court rules, The Guardian (25 July 2018).
  28. ↑ Дереккөз қатесі: Жарамсыз <ref> тегі; no text was provided for refs named :19
  29. ↑ Viewpoint: Non-GMO salt exploits Americans' scientific illiteracy (en-US) (1 June 2018).
  30. ↑ A sad day for our society when salt is labeled non-GMO  (ағыл.) (28 May 2018).
  31. ↑ Non GMO salt? Water? Food companies exploit GMO free labels, misleading customers, promoting misinformation (en-US) (24 August 2015).
  32. ↑ An Introduction to Genetic Engineering — Cambridge University Press. — P. 34. — ISBN 978-1-139-47178-7.
  33. ↑ "Synthetic biology: putting synthesis into biology". Wiley Interdisciplinary Reviews: Systems Biology and Medicine 3 (1): 7–20. 2011. doi:10.1002/wsbm.104. PMC 3057768. PMID 21064036. 
  34. ↑ "Personal reflections on the origins and emergence of recombinant DNA technology". Genetics 184 (1): 9–17. January 2010. doi:10.1534/genetics.109.112144. PMC 2815933. PMID 20061565. 
  35. ↑ "Жылулық соққының бактериялық трансформация тиімділігіне әсері". Молекулалық Биология Зерттеу Хабарлары 5 (4): 257–261. Желтоқсан 2016. PMC 5326489. PMID 28261629. 
  36. ↑ "Бактериялық трансформация кезінде ДНҚ-ның қабылдануы". Nature Reviews. Microbiology 2 (3): 241–9. Наурыз 2004. doi:10.1038/nrmicro844. PMID 15083159. 
  37. ↑ a b АҚШ Ұлттық зерттеу кеңесі, генетикалық инженерленген азық-түліктердің адам денсаулығына күтпеген әсерлерін анықтау және бағалау жөніндегі комитет Өсімдіктер, жануарлар және микроорганизмдердің генетикалық манипуляциясы әдістері мен механизмдері — Ұлттық академиялар баспасы (АҚШ).
  38. ↑ "Agrobacterium-медиаторланған өсімдік трансформациясы: генетикалық инженерлік құралдың биологиясы". Микробиология және Молекулалық Биология Шолулары 67 (1): 16–37, мазмұны. Наурыз 2003. doi:10.1128/MMBR.67.1.16-37.2003. PMC 150518. PMID 12626681. 
  39. ↑ Генетикалық Модификацияланған Өсімдіктер: Қауіпсіздікті Бағалау және Тәуекелді Басқару — Лондон: Академиялық Баспа, 2009. — P. 244. — ISBN 978-0-12-374106-6.
  40. ↑ "Биологиялық әдістерді валидациялау шолу". Ген Терапиясы 12 (S1): S131-8. Қазан 2005. doi:10.1038/sj.gt.3302627. PMID 16231045. 
  41. ↑ Өсімдік Жасуша және Ұлпа Мәдениеті — Tata McGraw-Hill Білімі. — P. vi. — ISBN 978-0-07-460277-5.
  42. ↑ Генетикалық Инженерия: Принциптер мен Әдістер — Springer Science & Business Media. — P. 109. — ISBN 978-0-306-47280-0.
  43. ↑ "Инженерлік бір тізбекті гоминг эндонуклеазасы арқылы SCID генін тиімді нысанаға алу". Нуклеин Қышқылдары Зерттеулері 37 (16): 5405–19. Қыркүйек 2009. doi:10.1093/nar/gkp548. PMC 2760784. PMID 19584299. 
  44. ↑ "Инженерлік нуклеазаны пайдаланып жүгері гендерін жоғары жиілікте нысанаға алу". Өсімдік Журналы 61 (1): 176–87. Қаңтар 2010. doi:10.1111/j.1365-313X.2009.04041.x. PMID 19811621. 
  45. ↑ "Инженерлік цинк саусақ нуклеазасын пайдаланып өсімдік гендерін жоғары жиілікте өзгерту". Nature 459 (7245): 442–5. Мамыр 2009. Bibcode 2009Natur.459..442T. doi:10.1038/nature07845. PMC 2743854. PMID 19404258. 
  46. ↑ "Геномның кеңінен орын ауыстыру және нақты ген модификациясы үшін өңделген цинк саусақ нуклеазалары". Nature 459 (7245): 437–41. Мамыр 2009. Bibcode 2009Natur.459..437S. doi:10.1038/nature07934. PMC 2835476. PMID 19404259. 
  47. ↑ "TALEN тізбектелген кітапханасы арқылы жоғары өнімді трансгенді жүрек ауруларының үлгілерін жасау". Nature Communications 5: 5577. Желтоқсан 2014. doi:10.1038/ncomms6577. PMC 4266710. PMID 25466319. 
  48. ↑ "CRISPR/Cas9 жүйесі арқылы нақты ген нысанаға алу". Nature Protocols 10 (9): 1408–25. Қыркүйек 2015. doi:10.1038/nprot.2015.088. PMID 26258299. 
  49. ↑ "CRISPR/Cas9 жүйесі арқылы адам геномын нысанаға алу". Molecular Therapy. Nucleic Acids 4: e260. Сәуір 2015. doi:10.1038/mtna.2015.4. PMC 4422102. PMID 25832449. 

Сыртқы сілтемелер

[өңдеу | қайнарын өңдеу]

http://qamshy.kz/?p=19272

«https://kk.wikipedia.org/w/index.php?title=Гендік_модификацияланған_ағза&oldid=3363784» бетінен алынған