Referat Ingineria Genetica

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Ingineria Genetica si de asemenea puteti face Download Referat Ingineria genetica

Citeste fragmente din Referat Ingineria Genetica

CE ESTE SI CE IMPLICA INGINERIA GENETICA      Ingineria genetica poate fi definita ca un ansamblu de metode si tehnici care permit fie introducerea in patrimoniul genetic al unei celule a uneia sau mai multor gene noi, “de interes”, fie modificarea expresiei unei/unor gene prezente, deja, in celula. Genele transferate sunt denumite “transgene”. Ingineria genetica mai este numita, uneori, si “modificare genetica”, “transformare genetica” sau “transgeneza”, iar produsele obtinute poarta numele de “organisme modificate genetic” (OMG) sau “organisme transgenice” (Badea, 2000).      Pentru modificarea genetica a plantelor este nevoie de: - “gene de interes”; - metode care sa permita patrunderea si integrarea transgenelor in nucleul celulei care va fi la originea unei noi plante; - selectia plantelor in care transgena se exprima la un nivel adecvat scopului urmarit (toleranta la ierbicid, rezistenta la atacul unui daunator etc.).      Transgeneza presupune, deci, parcurgerea a trei etape: - pentru identificarea, izolarea si clonarea “genelor de interes”; - transferul “genelor de interes” la plantele de cultura ; - selectia plantelor care exprima, la un nivel optim, caracterul transferat si testarea acestora in camp pentru evaluarea stabilitatii expresiei transgenei in timp, in conditii naturale.      Comparativ cu metodele clasice de ameliorare, transformarea prin ingineria genetica prezinta, cel putin,doua avantaje: - ofera posibilitatea introducerii unui singur caracter la o varietate, deja evaluata ca performanta; - gena transferata poate proveni din orice sursa, ceea ce extinde, practic, in mod nelimitat, posibilitatile de ameliorare.      Este bine cunoscut faptul ca cercetarile de inginerie genetica si noile biotehnologii necesita laboratoare speciale, aparatura si utilaje de laborator foarte sofisticate si extreme de scumpe, substante si reactivi de mare puritate, dar mai ales, cercetatori si specialisti de inalta calificare. In aceste conditii, este evident ca cercetarile de inginerie genetica s-au dezvoltat, prioritar, in tarile cu mari resurse financiare si umane.      Pentru a evita riscul maririi disparitatilor pe plan mondial si adancirea prapastiei intre bogati si saraci, s-au luat masuri pentru transferul de informatii privind rezultatele cercetarilor din domeniul ingineriei genetice si al biotehnologiilor, spre tarile slab dezvoltate sau in curs de dezvoltare BENEFICII ALE INGINERIEI GENETICE      Progresele importante inregistrate in domeniul cercetarilor de genetica si inginerie genetica, de biologie celulara si moleculara, de biochimie, biofizica, microbiologie, au favorizat dezvoltarea biotehnologiilor care au deschis posibilitati vaste de beneficii viitoare, avantaj competitiv, crestere economica si oportunitati de dezvoltare.      Asociind industria cu agricultura, biotehnologia a creat, prin tehnici de inginerie genetica, plante si animale ameliorate. Au fost obtinute plante rezistente la ierbicide si pesticide, plante care produc o gama variata de substante necesare pentru fabricarea de medicamente, in alimentatia umana si furajarea animalelor domestice.      Tehnicile de inginerie genetica contribuie la marirea substantiala a productiei de alimente si, in special, de substante proteice de care tarile sarace duc lipsa.      Prin tehnicile de inginerie genetica au fost obtinute: - plante rezistente la seceta si daunatori; - cereale cu un continut crescut de proteine; - cereale fara gluten; - orez cu un continut ridicat de vitamina A; - seminte de rapita cu acizi grasi care pot fi utilizati in regimuri dietetice; - plante fara proteine alergene (kiwi fara proteina alergena); - bacterii acidolactice rezistente la bacteriofagi; - tomate cu coacere in timpul transportului; - cantitate crescuta de lecitina (prezenta, in mod obisnuit, in galbenusul de ou si soia) din soia si care este utilizata ca emulgator pentru margarina, ciocolata si alte produse alimentare; - chimozina modificata genetic (in mod obisnuit, chimozina este o enzima extrasa din stomacul viteilor), care este utilizata in productia de branzeturi; - fitaza obtinuta din OMG (elibereaza fosforul care este legat ca fitat nedigerabil) si care este utilizata in alimente de origine vegetala pentru dieta pasarilor si porcilor; - vitamine si arome alimentare.      Cu ajutorul biotehnologiilor, pot fi tratati copiii care sufera de crestere intarziata, fara riscul contaminarii lor cu boala Creutzfeld – Jacob; anterior fiind tratati cu hormoni de crestere extrasi din cadavre, ceea ce a dus la un numar mare de decese (Byrne, 2001). Tot cu ajutorul biotehnologiilor, a fost usurata suferinta persoanelor cu hemofilie. Pentru acestia, exista in prezent, surse nelimitate de factori de coagulare, libere de HIV sau virusul hepatitei C (Byrne, 2001).      In cazul bolilor rare (care sunt, cel mai adesea, cauzate de modificari genetice), cuceririle in domeniul ingineriei genetice vor contribui foarte mult la intelegerea cauzelor care au dus la aparitia acestora si, probabil, vor duce la descoperirea tratamentului (Byrne, 2001).      Absenta perceptiei beneficiilor, la consumatorul final, este unul din principalele impedimente pentru acceptarea sociala generalizata a utilizarii organismelor si a alimentelor modificate genetic. Informarea este o preconditie esentiala pentru constientizarea avantajelor si dezavantajelor obtinerii si utilizarii organismelor modificate genetic.      In perspectiva aderarii la UE, legislatia Romaniei trebuie armonizata cu ultimele reglementari europene in ceea ce priveste organismele modificate genetic, care trebuie supuse unui regim special de reglementare, autorizare si administrare. TRANSFER DE GENE DE LA ORGANISME MODIFICATE GENETIC      Cea mai relevanta evaluare alimentelor, cu privire la transferul de gene, este rezultatul potential al transferului de gene introduse prin materialul obtinut dintr-un organism modificat genetic la microorganisme din tractul gastro-intestinal (GI), intr-un mod in care genele pot fi, succesiv, incorporate si au impact asupra sigurantei sanatatii animale sau umane.      Genele marker sunt inserate in plantele modificate genetic pentru a facilita identificarea celulelor sau tesuturilor modificate genetic in timpul dezvoltarii. Exista mai multe categorii de gene marker, incluzand genele de rezistenta la antibiotice si genele de rezistenta la ierbicide. Markerii de rezistenta la antibiotice au fost utilizati in timpul procesului de transformare/selectie in obtinerea marii majoritati a plantelor modificate genetic. Utilizarea lor, continua, ramane critica pentru producerea de plante modificate genetic.      Daca are loc, transferul genelor de rezistenta la antibiotice poate avea un potential efect negative asupra eficientei terapiei cu antibiotice. Cu privire la plantele modificate genetic, WHO Workshop a ajuns la concluzia ca “nu exista o evidenta inregistrata pentru transferul de gene de la plante la microorganismele din intestin” si ca nu exista rapoarte autentificate asupra transformarii bacteriene in mediul tractului GI uman. Acest fapt s-a bazat pe concluzia ferma ca transferul genelor de rezistenta la antibiotice este putin probabil sa aiba loc, data fiind complexitatea etapelor cerute pentru transferul genic, expresia si impactul eficientei antibiotice.      Pentru a avea loc transferul de gene, trebuie sa aiba loc urmatoarele evenimente: 1) ADN vegetal trebuie sa fie eliberat din celule/ tesuturi vegetale si sa supravietuiasca in conditiile de mediu ostile ale tractului GI, inclusiv la expunerea la acidul gastric si nucleaze; 2) microorganismele recipiente trebuie sa fie competente pentru transformare; 3) microorganismele recipiente trebuie sa lege ADN pentru transformare; 4) ADN trebuie sa penetreze peretele ceular si sa traverseze membrana celulara; 5) ADN trebuie sa reziste la sistemul de restrictie/modificare produs de microorganism, pentru a degrada ADN strain; 6) ADN trebuie sa se integreze in plasmida sau genomul gazda si necesita cel putin 20 p.b. pentru o secventa ADN omoloaga completa, in vederea recombinarii la ambele capete ale ADN strain.      Probabilitatea ca ADN strain sa persiste intr-un mediu ostil trebuie sa fie amplificata semnificativ, in conditiile care ar fi exercitate de presiunea de selectie. Asemenea conditii sunt, in general, considerate a fi limitate la markerii de rezistenta la antibiotice si numai in conditiile utilizarii in terapia orala a antibioticului corespunzator. Doar atunci cand un marker de rezistenta la un antibiotic este sub controlul unui promotor bacterian corespunzator, ar trebui ca gena de rezistenta la antibiotic sa fie potential exprimata si, astfel, sa furnizeze un avantaj selectiv unui microorganism recipient. Markerii antibiotici existenti sub controlul promotorilor vegetali nu vor fi exprimati intr-un microorganism; prin urmare, in aceasta situatie, prezenta antibioticului nu furnizeaza presiune de selectie.      Transferul genic orizontal se considera ca este putin probabil sa se realizeze, datele asupra unui asemenea transfer genic fiind necesare doar atunci cand natura genei marker ridica probleme de sanatate, daca apare transferul. In evaluarea oricaror potentiale probleme de sanatate, trebuie sa fie luata in considerare utilizarea terapeutica animala sau umana a antobioticului si frecventa rezistentei la acest antibiotic a microflorei gastrointestinale.      Dat fiind ca transferal genic de la o planta modificata genetic la un microorganism din tractul GI este putin probabil, dar nu poate fi exclus, trebuie sa se realizeze o expertiza, pentru a se stabili daca exista conditii sau circumstante in care genele marker de rezistenta la antibiotice nu vor fi utilizate in plantele modificate. De exemplu, s-a stabilit ca antibioticul Vancomycin este critic in tratamentul anumitor afectiuni bacteriene atunci cand exista rezistenta la mai multe antibiotice (utilizarea se datoreaza lipsei de alternative).      Suplimentar fata de factorii considerati, problema specifica a utilizarii genelor marker de rezistenta la antibiotice, exprimate in plante, este potentialul efect advers asupra eficientei terapeutice a antibioticelor administrate pe cale orala.      Factorii care trebuie sa fie luati in considerare pentru evaluarea impactului advers potential asupra eficientei tratamentului cu antibiotice, includ: 1) functie si specificitate a produsului exptimat (tipic, o enzima); 2) digestibilitate a proteinei exprimate; 3) nivel de expresie al proteinei; 4) disponibilitate a oricarui cofactor necesar in tractul GI; 5) uz terapeutic animal sau uman al antibioticului, tinand cont de acele populatii care consuma produsul alimentar. TRANSFER DE GENE DE LA MICROORGANISME MODIFICATE GENETIC      S-a stabilit ca exista mecanisme bine cunoscute pentru transferul de material genetic intre microorganisme, precum transductia si conjugarea, insa nu a fost demonstrat transferul ADN nud in microorganismele din tractul GI.      Probabilitatea transferului genic in tractul GI a fost evaluata in lumina naturii organismului modificat genetic si a caracteristicilor constructului genic. Posibilele consecinte ale unui eveniment de transfer genic trebuie sa fie evaluate pe baza functiei si specificitatii transgenei. Probabilitatea mentinerii genei transferate intr-un microorganism recipient creste, daca confera microorganismului un avantaj selectiv. Factorii care pot amplifica avantajul selectiv asupra altor organisme sau abilitatea de colonizare, includ: rezistenta la atacul fagic, virulenta, aderenta, utilizare a substratului sau producere de antibiotice bacteriene.      Daca nu se asteapta ca gena transferata sa amplifice oricare dintre caracteristicile de supravietuire ale microorganismului GI recipient, nu se impune evaluarea sigurantei. Daca functia genei sugereaza ca supravietuirea organismului recipient poate fi amplificata, este necesara evaluarea posibilelor consecinte asupra sanatatii, pe baza functiei si specificitatii genei.      Recomandarile FAO/WHO (1990) privind microorganismele modificate genetic includ : 1. ce vectori trebuie sa fie modificati, astfel incat sa fie minimizata posibilitatea transferului la alte microorganisme; 2. gene marker de selectie, care codifica rezistenta la antibiotice de uz clinic, nu trebuie sa fie utilizate in microorganismele, care se intentioneaza a fi prezente ca microorganisme viabile in aliment. Trebuie sa de demonstreze ca ingredientele/componentele alimentare obtinute din microorganisme care contin gene marker, care codifica rezistenta la antibiotice, sunt libere de celule viabile si material genetic care poate codifica rezistenta la antibiotice.      Daca are loc un transfer de AND viral, celulele epiteliale transformate nu vor fi mentinute in tractul GI, datorita reanlocuirii continue a acestor celule.      Microorganismele, care urmeaza sa fie utilizate ca aliment sau in procesarea alimentelor, trebuie sa fie obtinute din organisme care sunt cunoscute sau s-au demonstrat ca sunt potrivite pentru testele la animale, sa fie libere de caracteristici care confera patogenitate. Mai mult, a fost stabilit ca evaluarea organismelor modificate genetic, viabile, ca parte a unui aliment, trebuie, de asemenea, sa tina cont de caracteristicile care determina potentialul de colonizare, crestere si supravietuire in tractul GI, care include capacitatea de a suferi transformare, transductie si conjugare si de a schimba plasmide si fagi. In acest scop, a fost elaborat un principiu general, desemnat pentru a minimiza trasaturile caracteristice in microbii care urmeaza sa transfere informatia genetica la alte microorganisme. ASPECTE ALE SIGURANTEI ALIMENTULUI      Consideratiile asupra sigurantei alimentului cu privire la organismele obtinute prin tehnici care modifica trasaturile ereditare ale unui organism, de exemplu tehnologia ADNrec, au la baza procese de aceeasi natura, ca si cele care apar prin alte metode de modificare a genomului unui organism, precum incrucisarea conventionala. 1. Consecinte directe (de exemplu: nutritionale, efecte toxice sau alergene) ale prezentei in alimente a unor produsi genici codificati de gena introdusa in timpul modificarii genetice; 2. Consecinte directe ale nivelurilor modificate ale produsilor existenti, codificati de genele introduse sau modificate in timpul modificarii genetice; 3. Consecinte indirecte ale efectelor unui produs genic sau ale nivelurilor modificate de produs genic existent, asupra metabolismului organismului sursa alimentara, care duce la prezenta unor componenti noi sau la niveluri modificate ale componentilor existenti; 4. Consecinte ale mutatiilor provocate de procesul modificarii genetice a organismului sursa alimentara, precum intreruperea secventei codificatoare sau de control sau activarea genelor latente, care conduc la prezenta unor componenti noi sau la niveluri modificate ale componentilor existenti; 5. Consecinte ale transferului genic la microflora gastrointestinala de la organismele modificate genetic ingerate si/sau componentii alimentari obtinuti din acestea; 6. Potential negativ pentru efectul de sanatate, asociat cu microorganismele alimentare modificate genetic.      Genele introduse in organisme codifica una sau mai multe proteine, care determina producerea unor molecule mici, noi sau modificate, in organismul gazda. Siguranta acestor produse trebuie sa fie evaluata pe baza cunoasterii produselor obtinute, a caracteristicilor produsului si a istoricului utilizarii aceluiasi produs in alte alimente. Anumite produse pot necesita testari suplimentare, incluzand testarea corespunzatoare in vitro sau in vivo, in functie de unicitatea produsului si cunoasterea functiei sale si similaritatea cu produsele existente, utilizate in alimentatie. 쥁`