A KukaBúvár kiemelten foglalkozik a genetikailag manipulált szervezetekkel ebben a számban. Az alábbiakban a probléma szakmai hátterérõl lehet olvasni, fõleg szaktanárok részére ajánlott. Kérjük a pedagógusokat, hogy foglalkozzanak a témával a tanórákon!

Géntechnológia: gének kiemelése egy szervezet sejtjeibol és annak más fajba történõ átültetése. Így gyökeresen új tulajdonságokkal rendelkezõ génmanipulált szervezetek (vagy transzgénes szervezetek) jönnek létre.

Beépített veszélyek

A transzgénes élelmiszerek veszélyei magában a technológiában rejlenek, amit újabb bizonyítékok is megerõsítenek, és azt sugallják, hogy ezeket sem termeszteni, sem megenni nem biztonságos. A genetikai mérnökösködés során a sejtbe általában mesterségesen elõállított, élõsködÕ genetikai elemekkel, mint vektorokkal viszik és építik be a géneket. A bekerült vektor beépül a gazdaszervezet genomjába. Ezáltal a módosított szervezet a kívánt transzgén hordozójává válik. A legtöbb szükséges vektor különbözõ eredetû természetes genetikai paraziták rekombináns mozaikja. Ide értendok pl olyan vírusok, amelyek rákot vagy más növényi ill. állati betegséget okoznak, és egy vagy több antibiotikum rezisztencia marker gént hordoznak. Ez utóbbiakra azért van szükség, hogy jelezzék a génbeültetés sikerességét. A különbözõ természetes élosködõ genetikai elemek eltérõ gazdaspecifitással rendelkeznek, a genetikai mérnökösködéshez használt vektorok viszont átléphetik a fajhatárokat, és így a fajok széles skáláját fertõzhetik. A genetikailag módosított szervezetekbe beépített vektorok ökológiai és közegészségügyi veszélyekkel járó genetikai szennyezés legfõbb forrásai, amit nem lehet megfékezni, ha ezek a szervezetek egyszer már a környezetbe jutottak.

A génmanipulált szervezeteknek nincs természetes élõhelyük, mivel nem a természetben fejlõdtek ki, hanem laboratóriumban tervezeték õket. Senki sem képes megjósolni, hogyan fognak viselkedni szabad környezetben. Szabadonbocsátásuk után lehetetlen "visszavonni" õket. Ellentétben a mérgezõ vegyszerekkel, amelyek felhígíthatók vagy stabil vegyületekként megköthetõk, a génmanipulált élõlények szaporodni képesek, és újra és újra kitermelik problémáikat. Ha a génmanipulált élõlények életben maradnak és elszaporodnak, kiszoríthatnak vadon élõ fajokat, és az azoktól függõ növényeket és állatokat is.

A beültetett gén a transzgénes élõlénynek elõnyöket biztosíthat a többi fajjal szemben a természetes kiválasztódásban. A genetikai módosítások segítségével a növények megkerülhetik a természetes szabályozó folyamatokat, amelyek - eddig legalábbis - megakadályozták túlzott elterjedésüket az életközösségekben. A "csúcstermények" iránti igény, amelyek képesek megvédeni magukat legfõbb ellenségeiktõl, a betegségektõl és a rovaroktól, arra vezethet, hogy azok a bennszülött növények rovására fognak elszaporodni. A "csúcstermények" közelében élõ természetes rendszerek biológiai sokfélesége veszélybe kerülhet. A történelem megtanított minket arra, hogy nem bennszülött fajok új élõhelyre való betelepítése katasztrofális eredményekkel járhat - ez a probléma most sokszorosára felnagyítva jelentkezhet. A bevitt genetikai elemek elterjedhetnek a talaj és a vizek baktériumflórájában, amelyek óriási készleteket alkotnak, támogatva a vektorok szaporodását és képessé téve õket arra, hogy a minden más faj irányában is elterjedjenek. Bõséges lehetõsége kínálkozik a genetikai elemeknek, hogy hogy más vírusokkal és baktériumokkal rekombinálódva új genetikai elemeket és kórokozó baktérium törzseket fejlesszenek, amelyek ugyanakkor antibiotikum rezisztensek is.

Géntechnológia

A genetikai mérnökösködést rekombináns DNS- vagy rDNS-technológiának is nevezik, mivel a vágásokhoz és kötésekhez enzimeket használnak, így a különbözõ eredetû genetikai anyagok rekombinálnak. Miért is különbözik annyira az rDNS-technika a hagyományos tenyésztési eljárásoktól?

1. Az rDNS-technika olyan fajok között teszi lehetõvé a génkicserélõdést a laboratóriumban, amely máskülönben nagyon kicsi valószínûséggel menne végbe.

2. Amíg a hagyományos szaporodási módozatok ugyanazoknak a géneknek a különbözõ formáit (alléljait) keverik, addig az rDNS technika lehetõvé teszi teljesen új gének bevitelét a transzgenetikus élõlényekbe megjósolhatatlan fiziológiai és biokémiai hatásokat okozva. Az idegen gének bevitele a gazda genomjába káros és súlyos következményekkel járhat, például rákot okozhat.

3. A gének átvitelére szolgáló vektoroknak három nemkívánatos tulajdonsága van. Olyan fertozõ vírusokból, plazmidokból és mobilis genetikai részekbõl (parazita DNS-bõl) származnak, amelyek képesek behatolni sejtekbe és a sejtek genetikai anyagába beépülni. A növényi biotechnológiában legáltalánosabban használt vektor az Agrobacterium tumefaciens által hordozott tumorkeltõ plazmid. Állatokban a legközönségesebb vektorokat retrovírusokból állítják elõ, ezek a retrovírusok felelõsek részben a rákért. Úgy állítják elõ õket, hogy képesek legyenek áttörni a fajok közti gátakat, így géneket vigyenek át egymástól nagy (genetikai) távolságra lévõ élõlények között is. Széleskörû gazdaspecificitásuk lehetõvé teszi, hogy több állatfajba bejutva különbözõ és sokféle vírusgént vegyenek fel és így továbbjutva új patogének keletkezzenek. Olyan géneket tartalmaznak, amelyek antibiotikum-rezisztenciát biztosítanak. Ez felgyorsíthatja a baktériumok antibiotikumokkal szembeni ellenállásának evolúcióját, amely a közgyógyellátásban már így is óriási problémákat okoz.

Parazita elemek

A legnagyobb veszély a gének átvitelére használatos vektorokban rejlik. A szokványos DNS-darabokkal ellentétben, ezek a parazita genetikai elemek ellenállnak az enzimes bontásnak, a sejtek között közlekedhetnek, beépülhetnek a genomba, kiszakadhatnak belõle, a sejtben megtöbbszörözõdhetnek és a környezetben meghatározhatatlan ideig nyugvó állapotba kerülhetnek. Ez a horizontális géntranszfer jelensége, amely a baktériumok és vírusok körében elterjedt. Amikor a beépült vektorok kiszakadnak a genomból, magukkal vihetnek a sejtbõl származó géneket, vagy elõzetesen megszerzett géneket hagyhatnak hátra. A parazita elemeknek három típusa van - vírusok, plazmidok és mozgékony genetikai elemek - ezek mindegyikének darabjait folyamatosan használják a génsebészeti technológiában a gének átvitelére. Közülük valószínûleg a vírusok a legfertõzõbbek, minthogy nem igényelnek közvetlen sejt-sejt kapcsolódást a fertõzéshez, ezenkívül korlátlan ideig képesek a környezetben megmaradni. A plazmidok és a mozgékony genetikai elemek általában közvetlen sejt-sejt kapcsolódással cserélõdnek ki a konjugáció (két sejt között plazmahíd jön létre, melyen a gének átjutnak) során, vagy amikor a sejt bekebelez egy másikat.

Horizontális génátvitel

A genetikusok sokáig úgy gondolták, hogy a horizontális génátvitel magasabbrendû szervezetekben nem játszódik le, mert genetikai gátak vannak a fajok és a vírusok, illetve az egyéb fajspecifikus genetikai paraziták között.A génmanipulációk azonban olyan mozaik-vektorok készítését is magukba foglalják, melyek képesek legyõzni ezeket az akadályokat, és így a gének az élõlények nagy csoportjai között is tudnak majd utazni. Az elmúlt 2 év során azonban lassan napvilágra került a horizontális génátvitel teljes mûködési területe. Egy számítógépes vizsgálat szerint 1993-96 között 68 hivatkozás jelent meg tekintélyes újságokban, amelyek mindegyike közvetlen vagy közvetett bizonyítékokkal szolgált horizontális génátvitelre. Ilyesmi elofordul teljesen különbözõ baktériumok és gombák, baktériumok és állati egysejtûek, baktériumok és magasabbrendû növények ill. állatok, gombák és növények, rovarok között... vagyis röviden, ahogyan egy újság állítja: "A horizontális génátvitel fenyegetése a rekombináns szervezetektol a bennszülöttekig... nagyon valóságos, és legalábbis elméletileg létezik az a mechanizmus, amellyel bármely genetikailag manipulált tulajdonság átadódhat szinte bármely más szervezetre." Bár a horizontális génátvitel elofordult az evolúciós múltunkban, ez egy viszonylag ritka eseménynek számított a többsejtû állatok és növények körében. Most azonban sokkal valószínûbbé vált, mivel a génmanipuláció során készített változatokat arra tervezték, hogy a gazdasejtek széles skáláját tudják megfertõzni.

További információk:

1054. Budapest, Vadász u. 29.

Tel/Fax: 269-4460, 111-7855