Inżynieria genetyczna

Na manipulację genami pozwala inżynieria genetyczna, będąca działem biotechnologii, która zajmuje się wykorzystywaniem organizmów żywych i procesów biologicznych w celu zaspokojenia różnych potrzeb społeczeństwa. Samo określenie „biotechnologia” pojawiło się w latach 80. XX wieku wraz z rozwojem metod analizy DNA i genetycznej modyfikacji organizmów. Ze zmodyfikowanych organizmów uzyskuje się wiele cennych biosubstancji wykorzystywanych w lecznictwie takich jak np. insulina czy ludzki hormon wzrostu. Próbom klinicznym poddawane są innowacyjne metody leczenia chorób, m.in. szpiku kostnego. Osiągnięcia biotechnologii w przypadku ich zastosowania do leczenia chorób są niepodważalne i godne rozwijania. Wspomniane wyżej biosubstancje powstają jednak w laboratoriach, w warunkach zamkniętych i ściśle kontrolowanych. W przypadku uprawy roślin transgenicznych mamy do czynienia z żywymi organizmami, które zostają uwolnione do środowiska.

Inżynieria genetyczna umożliwia m.in. przenoszenie genów pomiędzy zupełnie różnymi organizmami, a tym samym usuwanie granic gatunkowych tworzonych przez miliony lat ewolucji. Tworzone są w ten sposób zupełnie nowe rośliny, które nie powstałyby w naturze samoistnie i których zmiany genetyczne mogą przechodzić na potomstwo poprzez dziedziczenie. Inżynieria genetyczna przekracza więc bariery ograniczeń międzygatunkowych i dokonuje „mieszania puli genetycznej” między bardzo odległymi gatunkami, np. genetycznie zmodyfikowany ryż wytwarza prowitaminę A poprzez wprowadzenie do niego obcych genów pochodzących z żonkila i bakterii.

Dlaczego modyfikuje się rośliny?

Organizmy roślinne zmieniane są za pomocą metod inżynierii genetycznej w celu osiągnięcia bardzo różnych cech. Jedną z najczęściej stosowanych modyfikacji jest odporność na herbicydy. Odporność na szkodniki najczęściej uzyskuje się przez wprowadzenie do roślin genów odpowiedzialnych za kodowanie białek toksycznych dla owadów. Istnieje też możliwość wprowadzania do roślin odporności na patogeniczne wirusy, grzyby i bakterie. Modyfikację przydatności przemysłowej surowców roślinnych można uzyskać poprzez zmianę szlaków biosyntezy określonych składników np. skrobi. Zmiana wartości dekoracyjnych roślin ozdobnych możliwa jest poprzez zmianę szlaków syntezy barwników, dzięki czemu otrzymuje się niewystępujące w danym gatunku zabarwienie kwiatów. Modyfikowanie procesów dojrzewania owoców lub starzenia się roślin osiągane jest przez modyfikację szlaku metabolizmu etylenu w kierunku obniżenia jego syntezy. W konsekwencji spowolnienia procesu dojrzewania dłużej może być zachowana jędrność owoców.

GMO na świecie

Pierwszą transgeniczną odmianę wprowadzono do produkcji w Stanach Zjednoczonych w 1994 r. Był nią pomidor ‘FlavrSavr’ o przedłużonym okresie dojrzewania owoców, jednak ten pomidor szybko został wycofany z rynku. Od tego momentu następował szybki wzrost powierzchni upraw roślin genetycznie zmodyfikowanych. Na przestrzeni lat 1996–2008 wzrosła ona 72-krotnie i w 2008 roku wyniosła ok. 125 mln ha. Inżynieria genetyczna jest technologią firm nastawionych na przemysłowe metody uprawy. Odmiany transgeniczne znajdujące się w produkcji otrzymywane są w międzynarodowych przedsiębiorstwach chemicznych lub hodowlano-nasiennych o dużym potencjale badawczym i finansowym. Ich główną siedzibą są Stany Zjednoczone. Koszty badań nad GMO są bardzo wysokie, pokrywa je dochód ze sprzedaży nasion. W związku z tym GMO są wykorzystywane przede wszystkim w produkcji tych gatunków roślin, które są uprawiane na dużych areałach w skali światowej. Dominującymi gatunkami pod względem areału uprawy GMO są: soja, kukurydza, bawełna i rzepak. Największymi producentami GMO są Stany Zjednoczone, Argentyna, Brazylia i Kanada. Biorąc pod uwagę typ transformacji, dominują odmiany z odpornością na herbicyd i szkodniki – 19% powierzchni upraw, oraz odmiany odporne na szkodniki – 18%.