Influența Matricei și a Calității ADN asupra Detecției Organismelor Modificate Genetic în Diferite Produse Agricole și Alimentare

Introducere

Transformarea genetică a plantelor a cunoscut un progres spectaculos, de la obţinerea primelor gene himere, în anii şaptezeci ai secolului trecut, la regenerarea primelor plante transformate genetic purtând gene străine (Gasser şi Fraley, 1989). În ultimul deceniu, s-a ajuns la eliberarea în câmp şi cultivarea pe scară largă a plantelor transgenice, de la 1,7 ha în anul 1996 la 39,9 milioane ha în anul 1999. Metodele utilizate pentru transferul eficace al alogenelor în organisme vegetale receptoare au cunoscut, de asemenea, un progres nu mai puţin spectaculos, de la metode simple până la adevărate metode „războinice“, de împuşcare directă a ADN în ţesuturile ţintă. Odată cu dezvoltarea metodologiei de izolare şi clonare a genelor, respectiv a metodelor de transfer în celulele vegetale, un număr tot mai mare de plante au fost supuse transgenezei, incluzând grupele cu o mare importanţă economică: cerealele, leguminoasele, solanaceele, speciile pomicole sau forestiere. În literatura de specialitate, s-au publicat o serie de sinteze sau chiar cărţi referitoare la transformarea genetică a plantelor (Davey şi colab., 1989; Potrykus, 1991; Songstad şi colab., 1995; Potrykus şi Spangenberg, 1995). De aceea, în această lucrare ne-am propus o prezentare sintetică a metodelor utilizate actualmente pentru transformarea celulei vegetale, relevarea importanţei genelor marker şi raportoare, respectiv a progresului înregistrat în introgresia în genomul vegetal a unor gene cu importanţă economică, insistând asupra datelor recente, spectaculoase, raportate în literatura acestui efervescent domeniu al geneticii actuale.

Descoperirea structurii de dublu helix a ADN-ului uman de către Watson şi Crick la începutul anilor 1950 a dus la cunoaşterea fundamentului biologic al speciei umane dar şi a altor specii, iar dezvoltarea bio-tehnologiilor a făcut posibilă intervenţia în genom în cadrul tehnicilor de inginerie genetică. Aplicarea acestor tehnici la plante a făcut posibilă obţinerea unor specimene modificate genetic.

Odată cu începutul anilor 1970, o serie de tehnici ale geniului genetic (adică manipularea directă a genelor de către om) permit extragerea unei gene din genomul unui organism şi reimplantarea ei în genomul unui alt organism, aparţinând unei alte specii sau chiar altui regn. Acest transfer de gene este numit trasgeneză, pentru că el presupune traversarea barierelor care, până nu demult, împiedicau schimburile de gene între specii diferite, mai ales între cele aparţinând unor regnuri diferite

Gena care codifică un caracter pe care dorim să-l transferăm unui alt organism se numeşte genă de interes, devenită în momentul transferului efectiv transgenă, iar organismul receptor va fi numit organism transgenic. Mai mult geniul genetic permite astăzi chiar crearea unor gene artificiale sau modificarea patrimoniului genetic al unei aceleiaşi specii, prin inactivarea, modificarea sau prin adăugarea (adiţia) uneia dintre propriile sale gene.

Sigla OMG desemnează, aşadar, orice organism al cărui patrimoniu genetic a fost modificat prin mecanismele specifice geniului genetic

Practic, obţinerea unui OMG implică următoarele etape principale:

1. Identificarea şi pregătirea (multiplicarea) genei de interes;

2.Introducerea ei (prin diverşi vectori) în celula gazdă;

3.Selectarea celulelor gazdă care au integrat transgena în genomul lor;

4.Obţinerea, în cazul organismelor pluricelulare, a unui nou organism pornind de la o singură celulă transgenizată;

5.Verificarea transmiterii ereditare a caracterului codat de transgenă, la descendenţii organismului transgenic.

Organismele modificate genetic – create şi cultivate pe scară largă în Statele Unite ale Americii – sunt acceptate de guvernele unor ţări ale lumii (care merg până la a le prezenta drept o rezolvare a problemei foametei), dar sunt privite, în schimb, cu neîncredere de nenumărate alte ţări şi respinse cu vehemenţă de organizaţiile ecologiste, devenind astfel un subiect foarte controversat. Unii specialişti chiar au ajuns să definească, mai în glumă, mai în serios, organismele modificate genetic ca o soluţie periculoasă la o problemă inexistentă.

Progresele realizate în ultimii ani în ştiinţă şi în tehnologie au avut un impact puternic asupra sectorului agricol şi asupra celui alimentar din întreaga lume. Metode „novatoare“ de producţie au „revoluţionat“ şi chiar au eliminat numeroase sisteme tradiţionale, afectând capacitatea de producere a hranei pentru o populaţie aflată în expansiune continuă.

Aceste evenimente au generat numeroase schimbări în economie şi în organizarea socială, dar şi în gestiunea resurselor planetei. Mediul natural a fost bulversat de „progresele“ tehnologice, care au permis nu doar obţinerea „ameliorărilor“ genetice prin selecţie, ci şi crearea de noi combinaţii genetice pentru a obţine vegetale, animale şi peşti cu rezistenţă şi productivitate teoretic mult mai mare

Biotehnologia modernă oferă „noi posibilităţi de dezvoltare“ în sectoare foarte diverse, de la agricultură la producţia farmaceutică, iar dezbaterile la nivel mondial asupra organismelor modificate genetic sînt fără precedent în ultima perioadă şi au polarizat atât atenţia oamenilor de ştiinţă, cât şi pe cea a producătorilor de bunuri alimentare, a consumatorilor, a grupurilor de apărare a interesului public, a instituţiilor publice şi a factorilor de decizie

Punerea la punct a organismelor modificate genetic este astăzi, fără îndoială, un subiect care ridică numeroase probleme de etică referitoare la domeniul agriculturii şi al alimentaţiei.

Plantele modificate genetic sînt create prin utilizarea tehnicilor ingineriei genetice. În ultimii ani, alături de metodele clasice de încrucişare a soiurilor sau de utilizare a îngrăşămintelor, au apărut metode noi, care presupun folosirea unor tehnici specifice ingineriei genetice. Toate aceste plante nou create de către om nu există în natură, iar impactul lor asupra mediului şi asupra fiinţei umane nu este pe deplin cunoscut şi scapă cu totul sferei de control a „specialiştilor“.

CAP. I. Organisme modificate genetic. gen

1.1 Mic istoric al cercetărilor OMG

De când practică agricultura şi creşterea animalelor, omul a fost mereu interesat să adapteze, tot mai bine, plantele cultivate şi animalele domestice la nevoile sale. Până la apariţia geniului genetic, aceste ameliorări s-au realizat prin selecţia indivizilor care prezentau caracteristici morfologice sau fiziologice interesante(apărute prin mutaţii spontane) şi prin sistemul încrucişare- selecţie a hibrizilor dintre soiurile sau rasele aceleiaşi specii. La animale, încrucişările între specii diferite s-au dovedit a fi dificile şi nu au reuşit decât între speciile foarte apropiate, dând naştere la hibrizi incapabili de a se reproduce; catârca, pbţinută din încrucişarea măgarului cu iapa, fiind foarte rar fertilă, iar catărul este întotdeauna steril. La plante, hibrizii apăruţi prin încrucişări naturale4 sau artificiale între spewcii apropiate sunt, în general sterile, dar fertilitatea lor poate fi, în anumite cazuri, restaurată prin poliploidizare naturală sau artificială. Ca exemplu cazul de la Triticale, hibrid artificial între grâul tare (Triticum durum) şi secară (Secale cereale) la plantele care se înmulţesc în principal pe cale vegetativă, simpla selecţie a mutantelor spontane a contribuit, de asemenea, la sporirea biodiversităţii plantelor cultivate.

Prin suprimarea barierelor naturale, care, până în prezent, împiedicau schimburile de gene între specii şi regnuri diferite, geniul genetic permite crearea de organisme transgenice, dotate cu proprietăţi noi, total necunoscute înainte şi într-un timp scurt (un deceniu), fără nici o relaţie cu ritmul multimilenar al evoluţiei fiinţelor vii. Tehnicile transgenezei conferă astfel omului puterea cvasinelimitată (cel puţin teoretic) de a modifica patrimoniul ereditar al tuturor fiinţelor care-l înconjoară, inclusiv al propriei sale specii. Este vorba, aşadar, de o veritabilă revoluţie biologică.

Începând cu sfârsitul anilor 1970, interesul industriilor s-a îndreptat mai cu seamă spre microorganismele utilizate în sectoarele alimentare şi farmaceutice:

Transferarea genei interferonului (localizată pe perechea a cincea de cromozomi) în plasmide de Escherichia coli care, in vitro, producea interferon uman, de circa 200 ori mai ieftin decât cel obţinut prin extragerea lui din sângele omului;

Obţinerea unei bacterii care produce un îndulcitor, thaumatina, mult mai puternic decât zahărul şi al cărei transgenă provine de la un arbore din Africa Occidentală (Thaumatococcus danielii, fam. Scitaminaceae).