1. Загальні відомості про генну інженерію

Найважливішим складником сучасної біотехнології є генетична, чи генна, інженерія.

Генна інженерія - наука про генетичне конструювання, спрямоване на створення нових форм біологічно активних ДНК і генетично нових форм клітин і цілих організмів за допомогою штучних прийомів перенесення генів (технології рекомбінантних ДНК, генетичної трансформації, гібридизації клітин).

Генетично модифікований організм - організм чи кілька організмів, будь-яке неклітинне, одноклітинне чи багатоклітинне утворення, які здатні до відтворення чи передачі спадкового генетичного матеріалу, відрізняються від природних організмів, отримані із застосуванням методів генної інженерії й містять генно- інженерний матеріал, у тому числі гени, їхні фрагменти чи комбінації генів.

Для створення генетично модифікованих організмів розроблено методики, які дають змогу вирізати з молекул ДНК необхідні фрагменти, модифікувати їх відповідним чином, реконструювати в одне ціле і клонувати - розмножувати у численних копіях.

Організми, які піддавалися генетичній трансформації, називають трансгенними.

Трансгенні організми - тварини, рослини, мікроорганізми, віруси, генетичну програму яких змінено із застосуванням методів генної інженерії.

Генетично модифіковані організми (ГМО) стали реальністю наприкінці 70-х років, коли зявилися перші бактерії з інтродукованими генами інсуліну, інтерферону, соматотропного гормону. Використання ГМО розпочалося з вирішення проблем здешевлення і збільшення напрацювання білкових продуктів, необхідних для лікування людини. За час, що минув, завдяки генній інженерії зроблено вагомі фундаментальні відкриття і реалізовано на практиці надзвичайно сміливі наукові ідеї.

Нині спектр використання ГМО дуже широкий: забезпечення людства харчовими ресурсами, збереження біорізноманітності, лікування низки захворювань, підвищення якісних характеристик продукції, корекція екологічного забруднення та ін.

Генетична модифікація дає змогу отримувати рослини, тварини і мікроорганізми (бактерії) зі специфічними властивостями точніше й ефективніше, ніж це можна зробити традиційними методами. Крім того, вона дає змогу переносити гени з одного виду до іншого для отримання певних ознак, що дуже важко або взагалі неможливо досягти способом традиційної селекції.

Упродовж багатьох поколінь, іноді тисяч років, найголовніші у світі сільськогосподарські культури селекціонували, схрещували та розводили, намагаючись домогтися від них якнайкращого пристосування до умов вирощування і водночас удосконалюючи їхні смакові якості. Так, свійську худобу розводять, виходячи з того, чи це мясні чи молочні стада. Нині більшість особин молочної худоби суттєво відрізняються від тих тварин, яких людина приручила вперше. Роками в селекції мол очної свійської худоби основний акцент ставився на збільшення надоїв молока та поліпшення його якості. Однак якщо традиційні методи включають змішування тисяч генів, то генетична модифікація дає змогу додавати один окремий ген чи невелику кількість генів до генетичної структури рослини чи тварини, і це зумовлює ті чи інші зміни. За допомогою генетичної модифікації гени можна "ввімкнути" чи "вимкнути", змінюючи у такий спосіб процес розвитку рослини чи тварини.

Наприклад, гербіциди використовують для знищення буряну на полях, де вирощують сільськогосподарські культури, однак вони можуть зашкодити росту культур, які мають захищати. Використовуючи генетичну модифікацію, ген із певною властивістю, такою як стійкість до конкретного гербіциду, можна ввести до культурної рослини. У такому разі гербіцид, яким обробляють поля для знищення буряну, не перешкоджатиме росту культурних рослин.

Генетичну модифікацію можна використовувати для зменшення кількості необхідних пестицидів - відповідні зміни ДНК рослини збільшать її опір певним сільськогосподарським шкідникам. Генетичну модифікацію використовують для того, щоб зміцнити імунітет рослин до вірусів або поліпшити їхню поживну цінність. Стосовно тварин, яких вирощують задля мяса, генетична модифікація може потенційно підвищити такі показники, як швидкість росту та кінцевий розмір тварини.

За даними Міжнародної служби з агробіотехнології (ISAM), з 1996 року і дотепер площі обробітку трансгенних рослин у світі зросли майже у 25 разів і становлять понад 40 млн га (табл. 1).

Таблиця 1. Площі промислових посівів трансгенних культур у деяких країнах світу (млн га)

Найбільші площі зайняті під трансгенними культурами в США - 72% загальної площі. Друге місце посідає Аргентина - 17% загальної площі, у Канаді - 10%, у Китаї - приблизно 0,3 млн га, чи 1%.

Світовий ринок продукції, виробленої з трансгенних рослин, швидко зріс у 1995-1999 роках. Упродовж цих пяти років комерційний прибуток від оброблення трансгенних культур збільшився приблизно в 30 разів (табл. 2).

З погляду світових перспектив численні фахівці пророкують велике майбуття комерційному використанню трансгенних рослин. Передбачається, що в перспективі питома ваш площ вирощування трансгенних культур у світовій структурі посівів становитиме за окремими видами від 10 до 60%. Крім того, трансгенні рослини, стійкі до шкідників і хвороб, допоможуть зняти гостроту проблеми продовольства і скоротити витрати на хімічні засоби захисту.

Таблиця 2. Обсяг продажу трансгенних культур