Un organism modificat genetic (genetically modified organism - GMO) este un organism a crui material genetic a fost modificat prin tehnici de inginerie genetic.

Aceste tehnici, cunoscute ca tehnologia ADN recombinat, folosesc molecule de ADN din diferite surse, pe care le combin ntr-o molecul pentru a crea un nou set de gene. Acest ADN este transferat apoi intr-un organism, cruia i furnizeaz gene modificate sau noi.

Organismele transgenice, un subset al GMO, sunt organisme crora li s-a modificat n mod deliberat zestrea ereditar prin introducerea unei (unor) gene strine, provenite de la diferite specii.

Dac modificarea este stabil i afecteaz celulele germinale, descendenii individului transgenic o vor moteni.

n unele cazuri alterarea genetic se regsete doar la nivelul celulelor somatice, situaie n care descendenii nu vor fi afectai.

Ingineria genetic a devenit posibil dup descoperirea mecanismelor de codificare a informaiei ereditare i crearea n 1973 primei bacterii recombinate: E. coli exprimnd o gen de la Salmonella.

Herbert Boyer a pus bazele primei companii ce folosea tehnologia ADN recombinat, Genentech, iar n 1978 compania anuna crearea unei tulpini de E. coli care producea o protein uman- insulina.

Experimente, la scar mic, de plantare a unor plante modificate genetic a nceput n USA i Canada la sfritul anilor 80.

Prima aprobare pentru cultivarea pe scar larg i comercializarea unor plante modificate genetic a fost acordat la mijlocul anilor 90. De atunci, suprafeele cultivate cu astfel de plante, au crescut de la an la an.

Organismele modificate genetic sunt utilizate azi n: cercetarea n biologie i medicin, producerea de medicamente, medicina experimental (terapia genic) i n agricultur.

Bacteriile modificate genetic au fost primele organisme modificate n laborator, datorit geneticii lor simple.

Aceste organisme sunt astzi folosite, n special, pentru producerea de proteine umane pure, utilizate n medicin.

Astfel de bacterii produc insulina, factori de coagulare (pentru tratarea hemofiliei) sau hormonul uman de cretere, STH (pentru tratarea piticismului). Proteinele recombinate produse pe aceast cale sunt mai sigure dect cele pe care le-au nlocuit, care erau purificate din cadavre i deci puteau transmite boli (SIDA i hepatita C la bolnavii de hemofilie sau boala Creutzfeldt-Jakob la cei cu piticism).

n bacterii transgenice sunt produse diferite tipuri de interferon, activatorul plasminogenului tisular, vaccin pentru hepatita B precum i o gam larg de reactivi pentru cercetare n biologia molecular.

Streptococcus mutans este bacteria ce cauzeaz carierea dinilor. Aceast bacteriea consum zaharurile rmase n gur producnd acid lactic care corodeaz zmalul dinilor ducnd la apariia cariilor.

Oamenii de tiin au produs o form modificat de Streptococcus mutans care nu produce acid lactic. Aceast bacterie transgenic, poate coloniza cavitatea bucal a unei persoane scznd ansa de apariie a cariilor.

Recent au fost create bacterii transgenice care distrug sau mpiedec dezvoltarea tumorilor sau care ajut n lupta cu boala Crohn.

Bacterii modificate genetic sunt folosite n anumite soluri pentru a facilita cretera seminelor i a produce substane toxice pentru duntorii seminelor.

Animalele transgenice sunt folosite n diverse scopuri.

n cercetarea biologic, musculie de oet transgenice (Drosophila melanogaster) sunt organisme model utilizate pentru studiul efectelor modificrilor genetice asupra dezvoltrii. Musculia de oet este preferat adesea, altor animale datorit ciclului scurt de via, costurilor sczute cu ntreinerea i genomului relativ simplu comparativ cu vertebratele.

n 2010, a fost creat n laborator narul resistent la malarie" prin introducerea n genomul su a unei gene care mpidec dezvoltarea agentului cauzator al acestei boli. WHO a considerat aceast reuit ca fiind de mare importan ntruct numai in anul 2008 peste un milion de oameni au murit din cauza malariei.

Masculi de nari modificai genetic au fost, de asemenea, creai pentru combaterea rspndirii febrei Dengue, boal (transmis de narul Aedes aegypti) care afecteaz anual ntre 50 - 100 millioane de oameni dintre care 40,000 mor.

Hydra i anemona marin Nematostella vectensis au devenit organisme model pentru studiul evoluiei, a imunitii i a unor procese din cursul dezvoltrii embrionare.

Mamifere transgenice sunt folosite ca modele experimentale pentru a induce la animale boli similare celor umane n vederea identificrii mecanismelor de apariie a anomaliilor induse i a descoperirii unor metode de vindecare sau ameliorare. Aceste modele ofer posibilitatea testrii unor metode de prevenire sau ntrziere a apariiei lor la oameni. Iat cteva exemple:

Animalele transgenice pot fi folosite i n studii de toxicologie (detectarea substanelor toxice), n cercetarea mecanismelor de reglaj genetic din cursul dezvoltrii ontogenetice, n studii de biologie molecular pentru analiza reglrii expresiei genelor.

Numeroase categorii de organisme transgenice precum oareci, iepuri, oi, capre sau vaci, unele plante sau microorganisme sunt utilizate pentru obinerea unor produse farmaceutice: factorii VIII i IX de coagulare, fibrinogen, lactoferina (aditiv n laptele pentru nou nscui), alfa-1 antitripsina, tPA, insulina, hormoni de cretere, anticorpi monoclonali, vaccinuri, colesterol oxidaza etc.

Au fost creai porci transgenici ca surs pentru transplant de organe la om.

Obinerea de porci care s produc doar carne fr grsime a ntmpinat serioase dificulti datorit numeroaselor efecte secundare (porcii transgenici aveau o fertilitate sczut, sufereau de artrit i deficiene imune) considerate inaceptabile.

Au fost obinui pui i curcani transgenici rezisteni la virusuri aviare, peti i alte animale marine folosite n alimentaie la care creterea a fost accelerat prin producerea unei cantiti ridicate de hormoni secretai de gene provenite de la ali peti, porci sau om.

Au fost obinute animale (capre, oi, viei) capabile s secrete molecule bioactive n lapte, snge sau urin. Chiar dac utilizarea lor este nc limitat, se sper ca n viitorii civa ani companiile specializate s foloseasc substane astfel obinute n produsele lor.

Utilizarea animalelor transgenice n aceste scopuri nate o serie de controverse ce vizeaz bunstarea animalelor i sigurana alimentaiei deoarece aceste animale ar putea fi sacrificate i utilizate pentru hran dup ce nu mai sunt utile n producerea de medicamente.

Prin transfer de gene au fost obinute (chiar dac nu sunt nc comercializate) albine care tolerez pesticide i insecte prdtoare care se hrnesc cu duntori ai plantelor de cultur.

Organismele transgenice sunt folosite cu succes n agricultur, att pentru certerea calitii i cantitii produciilor vegetale ct i animale.

Utilizarea organismelor transgenice n agricultur poate fi considerat ca o extindere a practicilor agricole folosite de secole pentru ameliorare: ncruciarea unor organisme selecionate pentru caracterele lor sau administrarea unei diete speciale.

Comparativ cu metodele tradiionale, utilizarea organismelor transgenice prezint o serie de avantaje:

Specificitate crescut caracterul dorit poate fi ales cu mai mult acuratee, pstrnd la minimum caracterele adiionale nedorite;Rapiditate obinerea unui nou caracter dureaz doar o generaie comparativ cu tehnicile clasice de ncruciri n care ntmplarea joac un rol important;Flexibilitate crescut caractere imposibil de obinut prin tehnicile clasice pot fi dobndite pe aceast cale;Costuri diminuate multe din costurile datorate administrrii suplimentelor nutritive sau tratamentelor cu substane chimice (antibiotice, pesticide etc.) pot fi evitate.

Obinerea de forme transgenice i-a gsit o larg aplicabilitate n ce privete plantele de cultur: orez, bumbac, soia, rapi, porumb, roii, cartofi, varz, salat, papaia etc.

n majoritatea cazurilor s-a urmrit: cretere rapid, productivitate crescut, cretera rezistenei la ierbicide sau la atacul insectelor, virusurilor sau altor duntori.

Noile varieti de plante au fost obinute prin transferul unor gene (bacteriene, virale etc) care s le confere toleran la boli sau duntori sau s permit plantelor s tolereze ierbicidele care vor deveni astfel mai selective n aciunea lor mpotriva buruienilor, permind astfel fermierilor s foloseasc cantiti sczute de ierbicide.

S-a urmrit, de asemenea, modificarea unor caracteristici precum creterea valorii nutritive (plante furajere, semine de floarea soarelui, soia etc.), a cantitii i calitii fibrelor n cazul plantelor crescute pentru industria textil (bumbac colorat natural prin transferul unor gene care dau culoare florilor).

Astfel, au fost obinute i comercializate varieti de: bumbac i porumb rezistente la atacul unor insecte sau cu toleran crescut la ierbicide, roii, dovleac, papaya rezistente la atacul unor insecte, cartof rezistent la atacul gndacului de Colorado etc.

n prezent, 77% din culturile de soia, 26% din cele de porumb, 49% din cele de bumbac i 21% din culturile de rapi de pe glob sunt obinute din plante modificate genetic.

n 2010, n raportul Comisiei Europene pentru cercetare i inovare se preciza:

The main conclusion to be drawn from the efforts of more than 130 research projects, covering a period of more than 25 years of research, and involving more than 500 independent research groups, is that biotechnology, and in particular GMOs, are not per se more risky than e.g. conventional plant breeding technologies."

Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Slide 9Slide 10Slide 11Slide 12