Підручники з Біології / Біологія 9 клас / Соболь В.І. Біологія 9 клас 2021

У біології досить часто використовуються латинські вирази, що позначають особливості проведення 1 2 3 4 5 досліджень. Зіставте найпоширеніші вирази із ви- значенням їхньої суті та отримайте прізвище угор-

ського інженера, який у 1917 р. запропонував термін біотехнологія.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Медицина

Екстракорпоральне запліднення (від лат. extra – ззовні, corpus – тіло) – репродуктивна технологія, що її використовують у випадках безпліддя. Синонімами є «запліднення in vitro», «штучне запліднення», в англійській мові позначається абревіатурою IVF (in vitro fertilisation). Засновниками техно-

логії є кембриджські дослідники Р. Едвардс і П. Стептоу. В Україні безпліддя є серйозною проблемою: майже кожна п’ята пара – безплідна, причому 70 %

– це жіноче безпліддя, 20 % – чоловіче. Яким є ваше ставлення до цієї та інших уже традиційних галузей біотехнології?

мутагени для штучного мутагенезу і не завжди результати відповідають очікуваним сподіванням. Перевагою генетичної інженерії є швидка, цілеспрямована і контрольована зміна ознак з використанням генетичного матеріалу не лише організмів одного виду, а й різних неспоріднених видів. Так, генетичні структури бактерій можуть переноситись у клітини рослин, а гени людини – у клітини бактерій. Методи генетичної інженерії дають змогу значно прискорити селекційні процеси: термін отримання нових форм організмів скоротився до 3 – 4 років замість 10 – 12 років, необхідних із застосуванням методів селекції. І ще одна перевага полягає в тому, що генетична інженерія досліджує процеси рекомбінації й отримання нових генетичних структур поза організмом, оскільки молекулярна біологія­ довела, що природні механізми збереження стабільності геному змінити неможливо і небезпечно.

Поняття «генетична» та «генна» інженерія часто вживаються як синоніми, хоча перший із них ширшим і передбачає маніпуляції не лише з окремими генами, а й з більшими фрагментами геному, включаючи цілі хромосоми.

Отже, ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ – напрям науки, метою якого є створення генетичних структур та організмів з новими комбінаціями спадкових ознак.

ном (для перенесення генів за участі плазмід-векторів, вірусів-­векторів чи за допомогою ліпосом).

Отже, сутність сучасних досліджень генетичної інженерії полягає в тому, що рекомбінацію генів здійснюють in vitro, потім спрямовано переносять генетичні структури в клітини організму, далі закріплю­ ють ці гени в ДНК та забезпечують передачу інформації.

Яка роль генетичної інженерії у сучасних біотехнології і медицині?

Завдяки генетичній інженерії особливо швидко розвиваються сільськогосподарський та медичний напрями досліджень.

В сільському господарстві генетична інженерія відкрила перспективи створення трансгенних організмів із заздалегідь запланованими властивостями. За останні 15 років пройшли польові випробування близько 25 000 різних трансгенних культурних рослин. Для поліпшення властивостей культур науковці намагаються зробити їх стійкими до засухи, заморозків, шкідників, а також щоб могли фіксувати азот. Розвинуто індустрію трансгенних тварин, які широко використовуються для наукових цілей, як джерело органів для трансплантації, як виробники білків, для тестування вакцин та ін. Одним з найперспективніших напрямів є «вирощування ліків на фермі» – отримання з молока трансгенних тварин великої кількості білків, що застосовуються у медицині. За участі штамів мікроорганізмів вже сьогодні отримують інсулін,

інтерферони, гормон росту, ферменти, вітаміни, вакцини, антитіла та ін.

Генетична інженерія допомагає медикам боротися з хворобами. Розви-

вається генотерапія – сукупність методів лікування спадкових, онкологічних, деяких вірусних захворювань шляхом внесення змін у генетичний апарат клітин пацієнтів з метою спрямованої зміни генних дефектів або надання клітинам нових функцій. У генотерапії виокремлюють такі види, як: а) соматична генотерапія – введення генів у соматичні клітини пацієнта; б) позаорганізмова генотерапія – введення генів у культивовані клітини і пересадка цих клітин пацієнтам.

Нині у світі близько 400 проектів проходять клінічні випробування, серед яких проекти лікування гемофілії та пухлин мозку вже на завершальному етапі.

З метою запобігання інфекційним хворобам створюються ДНК-вакци- ни – генетичні структури, що після введення в клітину забезпечують синтез білків, призначених для формування імунних реакцій – гуморального та клітинного імунітету.

Зазначимо, що генетична інженерія може призвести до утворення небезпечних типів ДНК. Через те усім спеціалістам, які проводять дослідження та впроваджують у життя здобутки генетичної інженерії, слід мати на увазі теоретичний ризик того, що штучно створені генетичні структури можуть сприяти виникненню небезпечних організмів з непередбаченою інфекційністю й негативним впливом на екологію.

Які можливі ризики використання генетично модифікованих харчових продуктів?

Генетично модифіковані харчові продукти – це харчові продукти,

отримані з генетично модифікованих організмів. Чи є безпечними продук-

ти з ГМО? Дискусії з цього приводу не вщухають.

Одним з можливих ризиків вживання генетично модифікованої їжі розглядається її потенційна алергенність. Якщо новий ген вбудовують в геном організму, то кінцевим результатом є синтез у рослині нового білка, який може бути новим у раціоні. Але кожен генетично модифікований продукт, перш ніж потрапить до споживача, проходить процедуру оцінювання його алергійного потенціалу. Якщо продукт у процесі розробки виявляє алергійні властивості, то запит на комерціалізацію може бути відкликано. Наприклад, у 1996 р. компанія Pioneer Hi-Bred розробляла кормову сою з підвищеним умістом амінокислоти метіоніну. Для цього використали ген бразильського горіха, який, як згодом виявилось, чинив алергійну дію. Алергія, викликана білком бразильського горіха (Bertholletia excelsa) в модифікованій сої, була такого самого характеру, як і алергічна реакція на звичайні бразильські горіхи. В даному випадку всьому виною був сильний алергенний білок горіха.

Існує теоретична небезпека горизонтального перенесення чужих генів

у геном людини. Досліди на мишах засвідчують, що фрагменти неперетравленої ДНК будь-якої їжі можуть проникати в кров, потрапляти­ в печінку і навіть проникати крізь плацентарний бар’єр. Але жодного випадку вбудовування генів чужорідної ДНК у геном потомства не спостерігалось.

Існують у суспільстві й погляди про негативний вплив трансгенних рослин на довкілля. Для прикладу наводять дослідження про те, що в лабораторних умовах згодовування пилку Bt-кукурудзи гусеницям метелика монарха уповільнює ріст та підвищує смертність личинок. Однак глибші й ширші дослідження щодо оцінювання ризику показали, що вплив пилку Bt-кукурудзи на популяцію метелика монарха в природних умовах є дуже низьким.

Таким чином, можливі ризики щодо використання ГМО є в суспільстві значно перебільшеними. Вчені-біохіміки, фізіологи і молекулярні біологи Національної академії наук США і ще 11 наукових спільнот з різних країн світу, лауреати Нобелівських премій стверджують, що з наукового погляду не існує жодної відмінності між рослинами, отриманими з використанням генної інженерії, і рослинами, виведеними традиційними методами селекції.

Отже, проблеми безпеки та застосування ГМО мають розв’язуватися на рівні індивідуального продукту – за допомогою різних тестів, які підтверджують відповідність досліджуваної продукції існуючим стандартам і нормам.

278

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на застосування знань

Нещодавно науковці вивели генетично модифікованій сорт помідорів. Унаслідок високого вмісту антоціанів ці помідори мали неприродний фіолетовий колір. Такі помідори мають тривалий термін зберігання, стійкі проти «сірої гнилі», показали протираковий ефект в дослідженнях на мишах. А чому цей сорт є генетично модифікованим?

Біологія + Сільське господарство. Золотий рис і вітамін А

Рис золотий – генетично модифікований сорт рису посівного (Oryza sativa L.). Для модифікації рису посівного було взято два гени: ген psy від нарциса

(Narcissus pseudonarcissus) і ген crt1 від ґрунтової бактерії (Erwinia uredovora). Рослини можуть синтезувати й накопичувати в ендоспермі бета-каротин, що є попередником вітаміну А. За даними ЮНІ-

СЕФ, дефіцит цього вітаміну є причиною смерті від 1 до 2 млн осіб щорічно. А яке значення вітаміну А в організмі людини?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Практика. Генетично модифіковані продукти

РЕЗУЛЬТАТ

1 – 6 балів  1. Які організми є генетично модифікованими? 2. Наведіть приклади ГМО. 3. Наведіть приклади речовин (продукції), які одержують із ГМО. 4. Назвіть галузі діяльності людини, в яких ГМО застосовується найширше. 5. Що таке генетично модифіковані харчові продукти? 6. Наведіть основні ризики використання ГМО. 7 – 9 балів  7. Як отримують ГМО? 8. Яке значення ГМО? 9. Які можливі ризики використання генетично модифікованих харчових продуктів? 10 – 12 балів  10. Поміркуйте про мож-

ливості використання трансгенних організмів.

279