Научная работа "Биоэтические проблемы создания и использования трансгенных организмов"

Министерство образования и науки Российской Федерации

Реферат

По теме:

Биоэтические проблемы создания и использования трансгенных организмов

Выполнила: Петрова Е.Н.

Оценка __________________

(зачтено/незачтено)

Иваново — 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                             3

Глава 1. Трансгенные организмы                                                                          4

Глава 2. Биоэтика и трансгенные животные                                                        6

2.1 Развитие трансгенной технологии                                                      6    

2.2 Трансгенные животные                                                                        7                                                      

2.3 Биоэтические проблемы                                                                       9                                                                                                                                                     

Заключение                                                                                                             12

Список литературы                                                                                                13

Введение

Наибольший интерес на сегодняшний день вызывает бурное развитие таких наук как биотехнология и генная инженерия, воплотившие в жизнь самые немыслимые проекты ученых. С их помощью делается попытка повысить продуктивность сельскохозяйственных животных: вырастить особо крупных животных с помощью пересадки им гена человека или других животных. Целью создания так называемых трансгенных животных может быть также получение других полезных для человека свойств у животных. Например, лишить животное шерстного покрова, если он мешает человеку работать с животными, или, наоборот, усилить рост шерсти у овец. Однако уже к настоящему моменту стало очевидно, что манипуляции с генами сулят необратимые последствия для человечества и приносят значительные страдания животным, которые являются основным объектом в научных исследованиях (Вельков В.В.,1993 г.).

Глава 1

Трансгенные организмы

Трансгенный организм — живой организм, в геном которого искусственно введен ген другого организма.

Ген вводится в геном хозяина в форме так называемой «генетической конструкции» — последовательности ДНК, несущей участок, кодирующий белок, и регуляторные элементы (промотор, энхансер и пр.), а также в некоторых случаях элементы, обеспечивающие специфическое встраивание в геном (например, т. н. «липкие концы»). Генетическая конструкция может нести несколько генов, часто она представляет собой бактериальную плазмиду или ее фрагмент.

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).

Создание трансгенных организмов используют:

·        в научном эксперименте для развития технологии создания трансгенных организмов, для изучения роли определенных генов и белков, для изучения многих биологических процессов; огромное значение в научном эксперименте получили трансгенные организмы с маркерными генами (продукты этих генов с легкостью определяются приборами, например зелёный флуоресцентный белок, визуализируют с помощью микроскопа, так легко можно определить происхождение клеток, их судьбу в организме и т. д.);

·        в сельском хозяйстве для получения новых сортов растений и пород животных;

·        в биотехнологическом производстве плазмид и белков.

В настоящее время получено большое количество штаммов трансгенных бактерий, линий трансгенных животных и растений. Близко по смыслу и значению к трансгенным организмам находятся трансгенные клеточные культуры. Ключевым этапом в технологии создания трансгенных организмов является трансфекция — внедрение ДНК в клетки будущего трансгенного организма. В настоящее время разработано большое количество методов трансфекции. В русской научной литературе существовали попытки ввести термины «трансгенез», «трансгеноз» и «трансгенология» для технологии создания трансгенных организмов и соответствующей области знания, но эти термины используются редко.

Близко по значению к термину «трансгенный организм» стоит термин «трансфицированный организм» — организм, в клетки которого был осуществлен перенос гена другого организма. Этот термин иногда используют, когда акт трансфекции осуществлен, но экспрессия нового гена отсутствует. Также этот термин используется для описания организма, в часть клеток которого введена генетическая конструкция (например, введение ДНК в один из органов взрослого животного, в этом случае новый ген не будет передан потомству, а его экспрессия зачастую носит временный характер).

Близко по значению к термину «трансгенный организм» стоит термин «Генетически модифицированный организм», но это понятие шире и включает в себя не только трансгенные организмы, но и организмы с любыми иными изменениями генома (http://www.bioethics.ru/).

Глава 2

Биоэтика и трансгенные животные

2.1 Развитие трансгенной технологии

История генетического модифицирования началась в 1972 г., когда американский учёный Пол Берг (Стэнфордский университет) впервые объединил в пробирке в единое целое два гена, выделенные из разных организмов (бактерии и онкогенного вируса обезьяны). Он получил рекомбинацию ДНК, которая не могла образоваться в природе. Такая ДНК была внесена в бактериальные клетки - был создан первый трансгенный организм.

Затем последовало создание бактерий, несущих гены мушки дрозофилы, кролика, человека.

Трансгенные организмы получили разнообразные названия: рекомбинантные, живые измененные, генетически модифицированные, генно-инженерные, химерные.

Появление новых организмов обеспокоило многих учёных. Они, в том числе и Берг, опубликовали в журнале "Сайенс" письмо с просьбой приостановить работы по генной инженерии до выявления безопасности трансгенных организмов и разработки правил безопасности работы с ними. Предполагалось, что искусственно созданные человеком организмы могут быть опасными для ныне существующих. Появление их в природе может вызвать их бесконтрольное размножение, вытеснение ими естественных обитателей. Не исключено, что трансгенные организмы могут вызвать эпидемии не известных ранее болезней растений, животных и человека, нарушить равновесие в природе, хаотично переносить гены. Возникли дискуссии: нравственные, религиозные, этические, биоэтические политические.

Британские журналисты окрестили генетически модифицированные продукты (полученные из трансгенных организмов) "пищей Франкенштейна".

На генно-инженерные работы был наложен непродолжительный мораторий. После создания правил безопасности работы с генетически модифицированными организмами, с 1976 г., запрет был снят. Первоначально работы проводились в обстановке строгой безопасности в специальных сооружениях. Однако за 30 лет работы не было создано ничего опасного, поэтому постепенно меры предосторожности были снижены.

Зародилась новая отрасль промышленности – трансгенная технология. Она основана на конструировании и применении трансгенных организмов. Только в США существует свыше 2500 фирм, применяющих трансгенные технологии. В них работают высококвалифицированные специалисты, конструирующие организмы на основе вирусов, грибов, растений и животных (Зеленин А.В., 1999 г.).

2.2 Трансгенные животные

Самый первый патент за выведение новой формы жизни был выдан Гарвардскому университету в 1992 году. Это была онкомышь. Мышь была выведена для того, чтобы в возрасте 6 недель заболеть раком и превратиться в товар для продажи в научно-исследовательские лаборатории, работающие с подопытными животными; они, тем самым были избавлены от необходимости вызывать рак у своих лабораторных мышей.

Министерство сельского хозяйства США вывело трансгенную породу ягнят, введя в их организм гормон роста. Им суждено было получить перерождение печени и почек из-за развившегося диабета. Проводятся эксперименты по введению табачного гена в организм овцы, чтобы он действовал как отпугиватель насекомых и мясных мух.

Одна из западных фирм занята пересадкой генов скота курам с целью создания бройлерных кур, быстро растущих и достигающих больших размеров, которым дано рекламное название "макрокуры".

В Израиле был найден ген, из-за которого шеи кур становятся тощими и лишенными перьев, а также ген, ответственный за закручивание перьев. С помощью комбинации этих двух генов была получена лысая птица, которую планируется разводить в птичниках в условиях жары пустыни. При этом израильские ученые стремятся получить птицу, мясо которой обладало бы исключительной сочностью и содержало поменьше жиров. Отсутствие перьев позволяет сохранить ту температуру тела птицы, при которой в ее организме не накапливаются вредные для человека жиры. В расчет не берутся только страдания кур, перья которых выполняют защитную функцию и позволяют птицам выжить в условиях жары.

Постоянно растущие потребности в мясе толкают ученых на дьявольский путь: если невозможно изменить скорость размножения коров (коровы воспроизводят по одному теленку в год), тогда увеличим размер теленка. Этого добились в Бельгии у коров породы "бельгийская голубая" путем введения двойного мускульного гена, который увеличивает мускульный рост в задней части коровы, где лучшее мясо, на продаже которого делают деньги. Однако во всех генных играх существует принцип компенсации, который в случае с бельгийскими коровами выразился в уменьшении размера таза и сужении тазового канала. В результате коровы не могут больше рожать естественным путем и обречены на кесарево сечение на всю жизнь. Некоторым коровам приходится делать по 10 кесаревых сечений. Так же, как и для людей, постоянные вскрытия брюшной полости становятся болезненным процессом и причиняют страдания. Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, отечностей, вчетверо большую частоту проблем с пуповиной. У трансгенных животных развиваются такие заболевания как перикардит, артрит, диабет, стерильность, расширение печени и других внутренних органов; постоянный стресс и потеря иммунитета к заболеваниям.

У породы коров "швейцарская коричневая" специально активировали ген для того, чтобы вызвать заболевание мозга, которому подвержена эта корова. Причина в том, что коровы, страдающие этим заболеванием, имеют тенденцию давать повышенные надои молока.

Овечка Долли, клонированная из клеток мертвой особи исследователями Университета Рослин (США), заполонила газеты в 1997 году. Однако внимание общественности не было акцентировано на сотнях и тысячах неудач, сопровождавших научных поиск, среди которых - смерть самой Долли от жесточайшего артрита всего через 6 лет. Возможно, самый отвратительный эксперимент из известных на данный момент был проведен в 1985 году, когда гормоны человеческого роста были пересажены бельтсвильской свинье. Это бедное создание страдало от артрита, и когда свинья пыталась ходить, она могла только ползать на коленях. Большую часть времени она лежала неподвижно, испытывая стресс и боль. Несмотря на эту пародию на существование, свинья оказалась способной на размножение.

Этот же институт продолжает выступать в роли создателя целого ряда животных, последним из которых является супермышь. Рак проявляется в неудержимом росте клеток, и ученые используют это фатальное средство для производства быстрее растущих сельскохозяйственных животных. Используя человеческий ген, который связан с ростом раковых клеток, они, по их утверждениям, произвели мышь, которая вырастает почти вдвое больших размеров, чем обычная. Сейчас этот ген используют для свиней, которые в результате этого страдают от сильного ослабления мускульной ткани. Чтобы не вызывать беспокойства общественности из-за использования ракового гена для производства пищи для людей, ген переименован в ген "роста".

Королевский женский госпиталь в Мельбурне (Австралия) создает мышь, которая производит человеческую сперму, трансплантируя ей клетки человеческих яичек. В Японии Университет Тоттори добился тех же результатов, и теперь сотрудники университете хотят попробовать оплодотворить человеческую клетку спермой, произведенной мышью (Дегтярев Н., 2002 г.).

2.3 Биоэтические проблемы

В основе жизнеспособности естественных популяций животных и растений лежит генетическое разнообразие (генетические вариации внутри вида и между видами), которое помогает организмам приспособиться к новым вредителям и болезням, к изменениям среды обитания, климата. Когда трансгенные организмы (растения, животные) попадают в естественные условия, постоянно возникает опасность генетического загрязнения в результате взаимодействия старых и новых форм. Пыльца трансгенных растений, переносимая на большие расстояния, губительна для полезных насекомых, пчел, птиц.

В настоящее время экспериментаторы играют с около 100 генами, выделенными у сложных животных, в организме которых содержатся миллионы генов, не расшифрованных наукой. Встроенный чужеродный ген может оказаться внутри чужого организма где угодно: рядом с другим геном, внутри него, мешая его функционированию. Попав в несчитываемые участки ДНК, "новичок" может заставить активно работать целый блок генов или, наоборот, помешать им. Живой организм, внутри которого встроен чужеродный ген, не в состоянии остановить процесс своей жизнедеятельности, даже если этот ген будет работать на его погибель.

Невозможно пока предсказать воздействие трансгенных организмов на человеческий организм при употреблении их как продуктов питания, таки как не изучены пути их утилизации в организме, и их вред может проявить себя не в первом поколении.

Попытка решить продовольственную проблему в промышленных масштабах с помощью выращивания гигантских животных бессмысленна, так как остается проблема вскармливания этих животных, проблема интенсивного животноводства, разрушения в результате этого окружающей среды. Известно, что растениеводство является более экономичным использованием пахотной земли (в 10-16 раз по сравнению с животноводством). Производство мясной пищи не только не выгодно, оно становится источником интенсивного разрушения природной среды, так как уже сейчас не хватает земли для кормления скота и сводятся тропические леса, уничтожается уникальная флора и фауна, меняется климат планеты. Генная инженерия не только не решит этой проблемы, но лишь усугубит её (http://праваживотных.рф/).

Заключение

Ни одна новая технология не была объектом такого пристального внимания ученых всего мира. Все это обусловлено тем, что мнения ученых о безопасности трансгенных организмов расходятся. Нет ни одного научного факта против использования трансгенных продуктов. В тоже время некоторые специалисты считают, что существует риск выпуска нестабильного вида растений, передача заданных свойств сорнякам, влияние на биоразнообразие планеты, и главное потенциальная опасность для биологических объектов, для здоровья человека путем переноса встроенного гена в микрофлору кишечника или образование из модифицированных белков под воздействием нормальных ферментов, так называемых минорных компонентов, способных оказывать негативное влияние. Трансгены могут создать множество биологических проблем. Так при культивировании клеток в пробирках могут возникать различного рода мутации, которые могут представлять угрозу для организма. Но есть надежда, что трансгенез позволит улучшать генотип существующих пород домашнего скота и выводить породы животных с новыми признаками (http://kursak.net/).

Список литературы

1.     Зеленин А.В., Генная терапия: этические аспекты и проблемы генетической безопасности. Генетика, 1999, т.35, N 12, с.1605-1612.

2.     Дегтярев Н. Генная инженерия -: Санкт Петербург, 2002 г. – 16с., 21 с.

3.     Вельков В.В., В биосферу - с чистой совестью. Россия должна срочно принять нормативные акты, регулирующие методы" выпуска на волю" генетически измененных организмов. Московские новости, 1993, N 44 от 31 октября, стр.12.

Интернет - источники:

1.     http://kursak.net/ (28.10.2016)

2.     http://праваживотных.рф/ (30.10.2016)

3.     http://www.bioethics.ru/ (1.11.2016)