formacie pdf

Broszura na temat biotechnologii rolniczej wydana pod patronatem Polskiej Federacji Biotechnologii

Oddajemy w Paƒstwa rće zbiór przyst´pnych informacji o biotechnologii, o jednej z najbardziej perspektywicznych dziedzin nauki i przemys∏u, z którymi ludzkoÊç wkroczy∏a w XXI wiek.

Mamy nadziej´, ˝e znajdziecie w niej Paƒstwo wiele u˝ytecznych informacji, które pozwolà zrozumieç, co si´mieÊci w szerokim terminie „biotechnologia” oraz jak ogromne znaczenie ma ta dziedzina dla nas wszystkich:

dla naszego Êrodowiska, naszego zdrowia i dobrobytu.Niniejsza broszura s∏u˝y realizacji misji Polskiej Federacji Biotechnologii – organizacji non-profit propagujàcej

rzetelnà wiedz´ na temat biotechnologii.

03

Autorzy: Zespó∏ Redakcyjny PFB

Wićej informacji na stronie: www.pfb.edu.pl

Czym jest biotechnologia?Czym jest biotechnologia?Sam termin „biotechnologia” wywodzi si´ z trzech s∏ów greckich; bios – „˝ycie”, technos – „technika” oraz logos– „myÊlenie”. Wskazuje na po∏àczenie dwóch dziedzin – biologii i technologii.

W praktyce biotechnologia sprowadza si´ do wykorzystania ˝ywych organizmów dla uzyskania nowych produktówi innowacyjnych procesów wytwórczych.

Dzisiaj biotechnologia to ogromna ga∏àê nauki i przemys∏u, która wykorzystuje osiàgnićia ró˝nych dziedzin,takich jak genetyka, biologia, in˝ynieria genetyczna, mikrobiologia, medycyna, immunologia, biochemia, informatyka i inne. Zastosowanie biotechnologii w praktyce zmienia ju˝ dziÊ sposoby wytwarzania leków, leczeniaskomplikowanych schorzeƒ, ochrony Êrodowiska, uprawy roÊlin i produkcji ˝ywnoÊci.Post´p w biotechnologii dokonuje si´ nieprzerwanie od wielu lat. Si´ga czasu, kiedy Grzegorz Mendel opisa∏prawa dziedziczenia, k∏adàc „kamieƒ w´gielny” pod rozwój genetyki. Odkrycie struktury DNA przez Watsona i Cricka by∏o kolejnym punktem zwrotnym, podobnie jak pierwsze wprowadzenie materia∏u genetycznego jednegoorganizmu do innego. Jednak prawdziwy prze∏om w biotechnologii sta∏ si´ mo˝liwy dzi´ki poznaniu genomówmikroorganizmów, roÊlin, zwierzàt i cz∏owieka, a tak˝e roli poszczególnych genów. Wiedza zdobywana na tympolu otwiera przed naukà praktycznie nieograniczone mo˝liwoÊci.

W ramach szeroko rozumianej biotechnologii wyró˝nia si´ obecnie 3 odr´bne dzia∏y, tzw. biotechnologi´ bia∏à,czerwonà i zielonà.

04

Bia∏a biotechnologia

Czerwona biotechnologia

Bia∏a biotechnologiaBia∏a biotechnologia ma zastosowanie w przemyÊle. Wykorzystuje ona ˝ywe komórki np. pleÊni, dro˝d˝y czy bakterii oraz enzymy do wytwarzania nowych produktów lub inicjowania procesów przetwórczych.Mikroorganizmy wykorzystywane w bia∏ej biotechnologii sà zwykle zmodyfikowane przy zastosowaniu in˝ynieriigenetycznej. Ulepszone w ten sposób komórki mikroorganizmów pracujà jako komórkowe fabryki, produkujàc np. liczne enzymy dla przemys∏u chemicznego. Zmodyfikowane genetycznie komórki odgrywajà pierwszoplanowà rol´ w produkcji przyjaznych dla Êrodowiska proszków do prania, przekszta∏caniu niektórychsubstancji chemicznych w pestycydy, bio-degradowany plastik, ekologiczne paliwa (bioetanol), czy te˝ inneu˝yteczne produkty.

Czerwona biotechnologiaCzerwona biotechnologia jest zwiàzana z medycynà i ochronà zdrowia, a wykorzystuje si´ jà mi´dzy innymi przytworzeniu nowych leków, w diagnostyce, profilaktyce i leczeniu dotychczas nieuleczalnych chorób. Ulepszonemikroorganizmy wytwarzajà antybiotyki, witaminy, szczepionki i bia∏ka w∏aÊnie na u˝ytek medycyny. Lecznicze preparaty biotechnologiczne stanowià obecnie ok. 20% sprzedawanych lekarstw i ok. 50% lekówb´dàcych na etapie badaƒ klinicznych. Post´p osiàgni´ty w ostatnich latach by∏ mo˝liwy dzi´ki poznaniu genomu ludzkiego. Pozytywne skutki przynios∏y równie˝ inwestycje w tzw. technologie u∏atwiajàce (enablingtechnologies) i patenty. To w∏aÊnie ochrona w∏asnoÊci intelektualnej gwarantuje zwrot nak∏adów na badaniai sprawia, ˝e z odkryç czerwonej biotechnologii korzystamy my wszyscy.Obecnie znanych jest blisko 30 000 schorzeƒ i chorób, a tylko ok. 10 000 z nich mo˝na skutecznie leczyç.Post´p w biotechnologii stwarza nadziej´ na zapobieganie i leczenie nie tylko bardzo rzadkich chorób, ale i tychpowszechnych – takich jak choroby serca, rak czy choroba Alzheimera. Nowe mo˝liwoÊci terapeutyczne, uzyskiwane dzi´ki biotechnologii, skutkujà powstaniem wrćz odr´bnychdziedzin nauki i ca∏kowicie nowych narz´dzi oddawanych do dyspozycji lekarzy. Przyk∏adowo farmakogenetykabada wp∏yw, jaki mogà mieç geny na indywidualnà reakcj´ organizmu na lekarstwa, a testy genetyczne s∏u˝à przewidywaniu odziedziczalnoÊci chorób oraz sà powszechnie wykorzystywane w kryminalistyce. Wszystkie te osiàgnićia poprawiajà jakoÊç ˝ycia i przybli˝ajà ludzkoÊç do realizacji niespe∏nionych dotàd marzeƒo skutecznym zapobieganiu i leczeniu chorób.

05

Zielona biotechnologiaZielona biotechnologiaZielonà biotechnologi´ uwa˝a si´ za nast´pny etap „zielonej rewolucji” w rolnictwie, która, poczàwszy od lat 70-tych, dzi´ki wprowadzeniu plenniejszych odmian w po∏àczeniu z nawozami sztucznymi i chemicznà ochronàroÊlin, uratowa∏a od g∏odu setki milionów ludzi. DziÊ zielona biotechnologia mo˝e zapewniç zaspokojenie potrzeb˝ywnoÊciowych przyrastajàcej populacji na ziemi, w sposób bardziej przyjazny dla Êrodowiska naturalnego i bezpieczniejszy dla zdrowia ludzi.Biotechnologia w rolnictwie wykorzystywana jest przede wszystkim do ulepszania gatunków roÊlin uprawnych o du˝ym znaczeniu gospodarczym. Dokonuje si´ tego poprzez wprowadzenie genów warunkujàcych powstanienowych, korzystnych cech w tych roÊlinach. Dzi´ki tym cechom roÊliny same chronià si´ przed chorobami i szkod-nikami albo ∏atwiej zwalczyç w nich chwasty. Inne wprowadzane cechy podnoszà wartoÊç od˝ywczà lub przetwórczà.Obecnie zielona biotechnologia zaznacza si´ w 3 g∏ównych sferach:• produkcji roÊlin in vitro (w warunkach laboratoryjnych). Przy u˝yciu tej techniki reprodukuje si´ ca∏e roÊliny z ich

cz´Êci, pojedynczych komórek, a nawet organelli. Uzyskuje si´ w ten sposób efekt jednorodnoÊci genetycznej i uwolnienia namno˝onego materia∏u od chorób.

• in˝ynierii genetycznej. Pozwala ona na precyzyjne umieszczenie genów warunkujàcych powstanie wy∏àcznie po˝à-danych cech w roÊlinach lub u zwierzàt. Ulepszony organizm zachowuje swoje wszystkie w∏aÊciwoÊci i zyskujejeszcze dodatkowà cech´ o du˝ym znaczeniu z punktu widzenia ekonomii, zdrowia lub ochrony Êrodowiska.

• hodowli z wykorzystaniem markerów molekularnych. Jest to po∏àczenie tradycyjnej hodowli selekcyjnej z in˝ynierià genetycznà. Markery molekularne to „kawa∏ki” DNA przy∏àczane do genu warunkujàcego po˝àdanàcech´, którà hodowca chce uzyskaç w wyniku krzy˝owania i selekcji nowej odmiany. Mo˝na je ∏atwo wykryç w selekcjonowanych liniach i dzi´ki temu byç pewnym wyst´powania danej cechy. Zastosowanie markerów molekularnych znacznie upraszcza prace i przyspiesza uzyskiwanie nowych, wydajniejszych odmian.

Biotechnologia rolnicza w uproszczeniu to lepsza, precyzyjniejsza i szybsza metoda hodowli roÊlin oraz sposób na:• uproszczenie agrotechniki,• wzrost op∏acalnoÊci produkcji,• redukcj´ zu˝ycia pestycydów,• ochron´ Êrodowiska naturalnego,• poprawienie jakoÊci produktów,a w efekcie zapewnienie konkurencyjnoÊci produkcji rolniczej.

"W 50 lat po odkryciu DNA i znaczàcych post´pach in˝ynierii bioprocesowej, biotechnologia jest jednà z trzechnajwa˝niejszych technologii XXI wieku. To w∏aÊnie w biotechnologii widzi si´ nowe mo˝liwoÊci rozwoju w ochronie zdrowia, Êrodowiska, w rolnictwie i w produkcji ˝ywnoÊci.”Prof. dr hab. Stanis∏aw Bielecki, przewodniczàcy Komitetu Organizacyjnego II Krajowego Kongresu Biotechnologii, czerwiec 2003

06

Zastosowanie biotechnologiiZastosowanie biotechnologii

07

• ulepszona ˝ywnoÊç• witaminy• kultury posiewowe i zakwasy• dodatki smakowe• wielocukry• enzymy

• antybiotyki• szczepionki• witaminy• substancje biologicznie czynne• enzymy• terapie hormonalne

i enzymatyczne• przeszczepy

(ksenotransplantacja)• terapie genowe

• ulepszone roÊliny• Êrodki ochrony roÊlin

ROLNICTWOMEDYCYNA

PRZEMYS¸SPO˚YWCZY

OCHRONAÂRODOWISKA

PRZEMYS¸CHEMICZNY

• biotransformacje• kataliza enzymatyczna• bioenergetyka• bioplastiki

• oczyszczanie Êcieków• utylizacja odpadów• bioremediacja

Przyspieszenie post´pu w nowoczesnej biotechnologii w ostatnich 20 latach jest porównywalne do przyspieszenia w informatyce.

Kamienie milowe w rozwoju biotechnologiiog∏oszenie teorii dziedziczenia przez Grzegorza Mendla stanowiàcej podstaw´ wspó∏czesnej genetyki1866dowiedziono, ˝e transformacja bakterii zachodzi dzi´ki DNA, a noÊnikiem informacji genetycznej nie sà bia∏ka1944odkrycie struktury DNA (podwójna helisa) i przedstawienie teorii na temat mechanizmu przenoszenia informacji genetycznej przez F. Cricka i J. Watsona1953

dowiedzenie przez F. Cricka, ˝e DNA koduje RNA, a RNA syntetyzuje bia∏ko1958

z∏amanie kodu DNA – odkryto, ˝e trzy z czterech zasad: A, T, G i C po∏àczone ze sobà w ró˝nych konfiguracjach, tworzà matryc´ (kodon), kodujàcà dany aminokwas1965

odkrycie enzymów (restryktaz), które potrafià przeciàç niç DNA w specyficznym miejscu1969

pierwsza zrekombinowana czàsteczka DNA – w sposób sztuczny utworzona z 2 ró˝nych wirusów1972pierwsze przeniesienie materia∏u genetycznego z jednego organizmu do drugiego – powstajà podwaliny nowoczesnej biotechnologii – nauki zastosowanej w praktyce1973

potwierdzenie, i˝ bakteria (Agrobacterium tumefaciens) potrafi przenosiç „na sta∏e” obcy materia∏ genetyczny do komórek roÊliny1975

ludzka insulina (lekarstwo dla diabetyków) mo˝e byç produkowana przez zrekombinowane bakterie1978

pierwsza roÊlina (petunia) ze zmienionà informacjà genetycznà1986pierwsza roÊlina uprawna zosta∏a uodporniona na chorob´ wirusowà – pomidor odporny na wirusa mozaiki tytoniu1987

pierwszy „zmodyfikowany genetycznie” produkt spo˝ywczy na rynku – pomidor FlavrSavr® „z wy∏àczonym” genem odpowiedzialnym za gnicie1994pierwsze badania polowe w Polsce – z ziemniakiem odpornym na stonk´ i burakami pastewnymi odpornymi na herbicyd Roundup® Ready1997

og∏oszenie poznania genomu ludzkiego2000

w tym roku area∏ roÊlin uprawnych ulepszonych dzi´ki biotechnologii przekracza 81 mln ha2004

Kamienie milowe w rozwoju biotechnologii

08

Nowoczesna biotechnologia znajduje si´ ciàgle w swym „wieku dziecićym”. W miar´ rozwoju staje si´ coraz bardziej uniwersalnai interdyscyplinarna.

Kolejne fazyrozwoju agrobiotechnologii

Kolejne fazyrozwoju agrobiotechnologii

09

1-a faza

1995

WartoÊç

2000

CECHY AGRONOMICZNE

pomagajà rolnikom uzyskiwaç wi´ksze plonyprzy zastosowaniu mniejszej iloÊci Êrodków chemicznych

produkcja lepszej ˝ywnoÊcii w∏ókien

roÊliny jako „zrównowa˝one” biofabryki

CECHY JAKOÂCIOWE

2005 2010

2-a faza 3-a faza

BIOMATERIA¸Y

Polska „karta” w biotechnologii roÊlinPolska „karta” w biotechnologii roÊlinDla wi´kszoÊci ludzi w Polsce nie jest znany fakt, ogromnego wk∏adu polskich naukowców i naukowców polskiegopochodzenia w dynamiczny rozkwit biotechnologii – szczególnie zielonej i jej praktycznych zastosowaƒ.

• Dr Wac∏aw Szybalski, rodem z Gdaƒska, obecnie pracujàcy na uniwersytecie stanowym w Madison, by∏ wizjoneremwyprzedzajàcym swojà epok´. On jako pierwszy przedstawi∏ pomys∏ i podjà∏ prób´ opatentowania koncepcjiwprowadzania korzystnych genów do organizmów w celu poprawy ich cech.

• Dr Ernest Jaworski wytrwale realizowa∏ swojà bardzo futurystycznà wizj´ praktycznego zastosowania biotechnologii w rolnictwie. By∏ za∏o˝ycielem i d∏ugoletnim dyrektorem naukowym dzia∏u biotechnologii w jednym z amerykaƒskich koncernów. DziÊ ponad 2/3 wszystkich upraw roÊlin transgenicznych jest m.in. rezultatem jego wizji i pracy.

• Dr Jerzy Paszowski, pracujàcy obecnie na uniwersytecie w Bazylei, w swoich badaniach podstawowych k∏ad∏podwaliny pod nowoczesnà biotechnologi´. Jego osiàgnićia przyczyni∏y si´ do uzyskania ry˝u wzbogaconegow beta-karoten – prowitamin´ witaminy A (tzw. „golden rice – z∏oty ry˝"). DziÊ technologia i patenty potrzebnedo wprowadzenia beta-karotenu do lokalnych odmian ry˝u sà dost´pne bezp∏atnie dla wszystkich zainteresowanych naukowców. Jest to szczególnie istotne dla krajów trzeciego Êwiata, gdzie ok. 400 milionówludzi choruje z powodu braku witaminy A, a jej drastyczny brak prowadzi do masowej utraty wzroku, szczególnie u dzieci.

• Dr Hilary Koprowski, wraz z zespo∏em kilku Polaków, pracuje na uniwersytecie medycznym w Filadelfii nad produkcjà szczepionek, przeciwcia∏ i leków bia∏kowych w roÊlinach transgenicznych lub roÊlinach celowoinfekowanych zmodyfikowanymi wirusami, produkujàcymi po˝àdane bia∏ka. WczeÊniej, w latach pi´çdziesiàtych,dr H. Koprowski uwolni∏ Êwiat od straszliwej choroby Heinego-Medina – opracowa∏ skutecznà szczepionk´ na polio. W 1999 roku zosta∏ za to i szereg innych osiàgni´ç uhonorowany tytu∏em Wirusologa Stulecia.

• Pierwsze na Êwiecie roÊliny ca∏kowicie uodpornione na choroby wirusowe dzi´ki wprowadzeniu nowych genów(pomidor i tytoƒ odporne na wirusa mozaiki tytoniu i wirusa mozaiki ogórka) wysz∏y spod r´ki dr. WojciechaKaniewskiego z Poznania. Jest on równie˝ twórcà transgenicznych ziemniaków i pomidorów odpornych jednoczeÊnie na wirusy i szkodniki.

METODA ZASTOSOWANA PRZY WZBOGACANIU RY˚U W BETA-KAROTEN, CZYLI PROWITAMIN¢ WITAMINY A

10

• Dr Karl Maramorosch wykszta∏cony w Polsce, a obecnie pracujàcy na Rutgers University w New Jersey zas∏u˝y∏si´ opracowaniem – opartych o biologi´ molekularnà – metod ochrony upraw przed owadami i przenoszonymiprzez nie wirusami. Przez lata, wraz z doktorem Koprowskim, redagowali „Methods in Virology” przyczyniajàcsi´ do rozkwitu biotechnologii.

• Rodzice dr. Fryderyka Perlaka przybyli do USA z Polski. Naukowiec ten jako pierwszy wpad∏ na pomys∏ syntetycznego (stworzonego w sposób sztuczny) genu, który wprowadzany do roÊlin zwi´ksza∏ produkcj´ bia∏ekdo poziomu umo˝liwiajàcego zastosowania praktyczne. On te˝ jest autorem uprawianej ju˝ na milionach hektarów bawe∏ny, odpornej na szkodniki i herbicydy.

• Dr Józef Bujarski jest Êwiatowym ekspertem w dziedzinie wymiany genów mi´dzy organizmami (np. wirusamia roÊlinami). Wykszta∏cenie zdoby∏ w Poznaniu, a obecnie kontynuuje prac´ na Uniwersystecie w DeKalb.Walnie przyczyni∏ si´ do naukowego potwierdzenia bezpieczeƒstwa upraw transgenicznych. Pozwoli∏o to insty-tucjom odpowiedzialnym za dopuszczenie produktów transgenicznych do obrotu wydawaç pozytywne decyzje.

• Dr Stanis∏aw Flasiƒski z Bydgoszczy to wybitny ekspert od ekspresji transgenów w ró˝nych roÊlinach. W ramach programów charytatywnych nakierowanych na walk´ z g∏odem pomaga naukowcom z krajów rozwijajàcych si´ tworzyç roÊliny broniàce si´ przed chorobami.

• Maria Berezowska-Kaniewska, mieszkajàca od 17 lat w USA jest doskona∏ym analitykiem ekspresji transgenów,propagatorkà biotechnologii i nauczycielkà naukowców z krajów trzeciego Êwiata. Jej praca zaowocowa∏a powstaniem s∏odkiego ziemniaka odpornego na wirusy, dzi´ki czemu mo˝na podnieÊç plon tej roÊliny o 60%.S∏odki ziemniak jest podstawowym po˝ywieniem w najbiedniejszych krajach Afryki i Azji.

• Glen Rogan, którego rodzice emigrowali z Polski w czasie wojny, jest ekspertem w dziedzinie badania sk∏adu,w∏aÊciwoÊci i bezpieczeƒstwa roÊlin genetycznie zmodyfikowanych. Badania te stanowià podstaw´ przydopuszczaniu roÊlin transgenicznych do obrotu.

• Dr Molly Cline-Niedbalski urodzona w USA, ale czujàca si´ Polkà, jest wybitnà organizatorkà i propagatorkàbiotechnologii w nowoczesnym rolnictwie. To ona mi´dzy innymi zorganizowa∏a, a potem kierowa∏a grupànaukowców pracujàcych nad uzyskaniem kukurydzy produkujàcej leki.

Gen odpowiedzialny za wytwarzanie beta-karotenu wyizolowano z ˝onkila, skàd przy pomocy wektora,bakterii Agrobacterium tumefaciens, wprowadzono go do genomu ry˝u.

Dzi´ki opanowaniu tej metody mo˝liwe jest ulepszanie najpopularniejszych odmian ry˝u w wielu krajach.

11

Dlaczego Êwiatu potrzebna jestbiotechnologia i jak Êwiat „przyspiesza”dzi´ki biotechnologii

Dlaczego Êwiatu potrzebna jestbiotechnologia i jak Êwiat „przyspiesza”dzi´ki biotechnologiiNowe rolnicze technologie sà niezb´dne.

Dost´pnoÊç ziemi i populacja: stan delikatnej równowagi.15,5 milionów km2 ziemi jest dzisiaj pod uprawà.Bez ciàg∏ego zwi´kszania plonów do roku 2050 potrzebne by∏oby ponad 38 milionów km2.

• Wi´kszoÊç przydatnej do produkcji rolniczej ziemi jest ju˝ pod uprawà• Zagospodarowanie obszarów naturalnych dla potrzeb rolnictwa nie jest rowiàzaniem na przysz∏oÊç• Biotechnologia umo˝liwia lepsze wykorzystanie dost´pnego area∏u i bardziej zrównowa˝onà praktyk´ rolniczà

èród∏o: The Monaco Summits – Agro and Food Industry Forum, 26-29.11.1998, Monte Carlo

12

1950 1970 1990 2010 2025

10

8

6

4

2

0

Przyrost populacji (w miliardach)

1950 1970 1990 2050

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

IloÊç ziemi uprawnej na g∏ow´ mieszkaƒca (w ha)

Tradycyjne krzy˝owanie odmian jest procesem bardzo ˝mudnym i d∏ugotrwa∏ym. Przebiega ono bez kontroli nad poszczególnymi genami, które „migrujà” z roÊliny do roÊliny w doÊç dowolny sposób. W efekcie poprawieniejednej w∏aÊciwoÊci odmiany mo˝e wiàzaç si´ z wystàpieniem innych cech – nie zawsze po˝àdanych. Skuteczne rozwiàzanie tego problemu przynios∏a hodowla roÊlin ulepszonych biotechnologicznie, gdzie do roÊlinywprowadza si´ ÊciÊle okreÊlone geny o znanym dzia∏aniu. Dzi´ki temu odmiana zachowuje wszystkie pierwotnew∏aÊciwoÊci i zyskuje nowe cechy bez koniecznoÊci wielokrotnego krzy˝owania roÊlin. Wprowadzenie po˝àdanego genu przebiega nast´pujàco:• Wybrany fragment DNA zostaje wyci´ty z genomu organizmu dawcy (genom to kompletny zestaw DNA

organizmu, który zawiera jego ca∏kowità informacj´ genetycznà). Wykonuje si´ to przy pomocy specjalnychzwiàzków – enzymów restrykcyjnych.

• Wyci´ty fragment DNA zostaje po∏àczony z DNA wektora, który posiada umiej´tnoÊç przenoszenia kodu genetycznego do komórek innych organizmów. Wektorami sà organizmy lub plazmidy posiadajàce zdolnoÊçprzenoszenia w∏asnych genów oraz genów do nich do∏àczonych.

• Fragment DNA przenoszony przez wektor zostaje nast´pnie „wbudowany” w DNA biorcy. W efekcie organizmbiorcy rozpoczyna produkcj´ po˝àdanych substancji zakodowanych w przeniesionym fragmencie.

13

Tradycyjna hodowla roÊlin

Niepo˝àdane geny trzeba usunàçpoprzez wielokrotne selekcje, trwajàce wiele lat.

po˝àdany gen

ODMIANA KOMERCYJNADAWCA

NOWAODMIANA

KRZY˚OWANIE

Tradycyjna hodowla roÊlin

DNA jest ∏aƒcuchem genów podobnych do naszyjnika z pere∏.W tradycyjnej hodowli w sposób przypadkowy ∏àczy si´wiele genów od dawcy i odmiany ulepszanej przez hodowc´.

Hodowla roÊlin ulepszonych biotechnologicznie

Nie ma potrzeby usuwanianiepo˝àdanych genów.

po˝àdany gen

ODMIANA KOMERCYJNADAWCA

NOWAODMIANA

TRANSFER

Hodowla roÊlin ulepszonych biotechnologicznie

Dzi´ki in˝ynierii genetycznej, do ∏aƒcucha DNAmo˝na przy∏àczyç pojedynczy, ÊciÊle okreÊlony gen.

Zdaniem firm biotechnologicznych dzi´ki rozpowszechnieniu biotechnologii rolniczej nast´puje jakoÊciowy skok w sposobie wytwarzania ˝ywnoÊci

Poni˝sze porównanie dotyczàce ziemniaka uodpornionego na stonk´ obrazujeprzewartoÊciowania zachodzàce dzi´ki wykorzystaniu genów, celowowprowadzanych i „zaprz´ganych” do pracy dla dobra cz∏owieka i Êrodowiska.

14

Biotechnologiczna i tradycyjna Êcie˝ka ochrony najpopularniejszej odmiany ziemniaka przeciwko stonce ziemniaczanej w USA wg firmy Monsanto

Roczne zu˝ycie surowców i energii na tradycyjnà ochron´ ziemniaka przeciwko stonce ziemniaczanej

Dwa przyk∏ady najpopularniejszych cech, o które wzbogaca si´ roÊliny uprawne

Tolerancja na herbicyd Roundup® ReadyHerbicyd Roundup® Ready blokuje dzia∏anie enzymu EPSP, wyst´pujàcego wy∏àcznie w roÊlinach, który bierzeudzia∏ w produkcji aminokwasów.Wprowadzenie do genomu roÊliny genu odpowiedzialnego za nadprodukcj´ enzymu EPSP pozwala roÊlinie uodporniç si´ na dzia∏anie Roundup’u.

OdpornoÊç roÊlin uprawnych na szkodniki na przyk∏adzie kukurydzy oraz ziemniaków

Wprowadzenie do genomów wa˝nych roÊlin uprawnych, takich jak kukurydza i ziemniaki, genu z naturalnie wyst´pujàcej bakterii glebowej: Bacillus thuringiensis.

Wprowadzony gen koduje powstanie bia∏ka Bt,które chroni roÊlin´ przed ˝erowaniem larw i owadów doros∏ych szkodliwych muchówek,chrzàszczy i motyli.

Praktyczne efekty uodpornienia kukurydzy naomacnic´ prosowiank´ – po prawej: odmianatradycyjna, po lewej: ta sama odmiana uodporniona przy pomocy bia∏ka Bt.

Efekt uodpornienia ziemniaków na stonk´ziemniaczanà – na pierwszym planie tradycyjna odmiana ziemniaków, na drugimplanie ta sama odmiana ulepszona podkàtem odpornoÊci na stonk´ ziemniaczanà.

Bia∏ko Bt• od ponad 35 lat wykorzystywane w ochronie

roÊlin, m.in. do oprysków w gospodarstwachekologicznych

• powoduje zaprzestanie ˝erowania szkodnikaju˝ po pierwszym k´sie ulepszonej lubopryskanej roÊliny

• jest nieszkodliwe dla owadów po˝ytecznych(pszczó∏, biedronek, z∏otooków i innych),ca∏kowicie bezpieczne dla ludzi, innychssaków, ptaków i ryb

Stonka ziemniaczanaEfekty ˝erowania larwy omacnicy prosowianki w ∏odydze kukurydzy i na kolbach

15

Uzyskanie roÊlinyodpornej na Roundup.

Roundup:• substancja aktywna – glifosat• wch∏aniany przez wszystkie cz´Êci zielone

transgenicznej roÊliny• zwalcza prawie wszystkie roÊliny zielone• ca∏kowicie bezpieczny dla Êwiata zwierzàt

Opryskiwana Roundup’emroÊlina uprawna przezwyci´˝adzia∏anie glifosatu.

Komercjalizacja biotechnologiiKomercjalizacja biotechnologiiRozwój biotechnologii na Êwiecie mo˝na wykazaç na podstawie wielu wskaêników. W pewnym uproszczeniumo˝na przyjàç, i˝ wszystkie 3 dzia∏y biotechnologii rozwijajà si´ z podobnà dynamikà. Naj∏atwiej zobrazowaç to na przyk∏adzie zielonej biotechnologii.

Biotechnologia rolnicza rozwija si´ bardzo intensywnie g∏ównie w obu Amerykach, Australii, Chinach, a ostatniotak˝e w Indiach i na Filipinach. Analizy i raporty publikowane w ostatnich latach przez OECD i unijny JointResearch Center wskazujà na ogromny potencja∏ zielonej biotechnologii w rozwiàzywaniu problemów zwiàzanych z ochronà upraw rolniczych przed chorobami i szkodnikami w krajach Unii Europejskiej. Zastosowanie zielonejbiotechnologii w Europie przyczyni∏oby si´ do znacznego podniesienia wydajnoÊci, obni˝enia corocznych stratp∏odów rolnych i obni˝enia kosztów produkcji. Wprowadzenie do powszechnej uprawy tylko kilku odmian ulepszonych trzech podstawowych gatunków uprawnych (kukurydza, buraki i ziemniaki) w krajach „starej 15-tki” przynios∏oby 1 miliard euro oszcz´dnoÊci i zysku dla rolników. Bardzo istotne stajà si´ równie˝ mo˝liwoÊciznaczàcego zmniejszenia negatywnego oddzia∏ywania rolnictwa na Êrodowisko, np. zredukowanie iloÊcistosowanych pestycydów, ograniczanie emisji CO2, zapobieganie erozji gleby itd.

Wg raportu ISAAA, w 2004 roku, 8,25 mln rolników w 17 krajach Êwiata uprawia∏o 81 mln hektarów roÊlinulepszonych biotechnologicznie. W stosunku do 2003 roku, odnotowano wzrost powierzchni upraw o 13,3 mlnha (o 20%) i przyrost liczby rolników uprawiajàcych roÊliny zmodyfikowane genetycznie o 1,25 miliona. W 9 lat od skomercjalizowania pierwszych roÊlin transgenicznych, ca∏kowity area∏, na którym je uprawiano,wyniós∏ ponad 385 mln ha, czyli 27 razy wićej ni˝ wynosi ca∏kowita powierzchnia gruntów ornych w Polsce.W stosunku do pierwszego roku uprawy (1996) do 2004 roku nastàpi∏ 47-krotny przyrost area∏u, co jest najszybszym rozpowszechnieniem si´ nowej technologii w rolnictwie w jego historii. Wg przewidywaƒekspertów ISAAA, do koƒca dekady, ok.15 mln rolników b´dzie uprawiaç roÊliny ulepszone biotechnologiczniena areale blisko 150 mln ha.

16

17

èród∏o: ISAAA, Clive James, 2004

RZEPAK

BAWE¸NA

KUKURYDZA

SOJA

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

67,7 8158,744,2 52,639,927,8111,7

50

60

70

80

40

30

20

10

0

10000

5000

20000

15000

30000

25000

40000

35000

45000

50000

01996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

STANY Z JEDNOCZONE

ARGENTYNA

KANADA


Area∏ upraw roÊlin GM (w tysiàcach hektarów), w latach 1996-2004w czo∏owych trzech krajach

Ca∏kowity area∏ uprawy roÊlin transgenicznych od 1996 do 2004 (mln hektarów)

Area∏ upraw roÊlin GM z podzia∏em na kraje

18


KRAJ1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

(tys. ha)

Stany Zjednoczone 1 500 8 100 20 500 28 700 30 300 35 700 39 000 42 800

Argentyna 1 000 1 400 4 300 6 700 10 000 11 800 13 500 13 900

Kanada 100 1 300 2 800 4 000 3 000 3 200 3 500 4 400

Brazylia - - - - - - - 3 000

Chiny - 0 <100 300 500 1 500 2 100 2 800

RPA - - <100 100 200 200 300 400

Australia <100 100 100 100 200 200 100 100

Indie - - - - - - <100 <100

Rumunia - - - <100 <100 <100 <100 <100

Hiszpania - - <100 <100 <100 <100 <100 <100

W´gry - - - - <100 <100 <100 <100

Meksyk <100 <100 100 <100 <100 <100 <100 <100

Bu∏garia - - - - <100 <100 <100 <100

Indonezja - - - - - <100 <100 <100

Kolumbia - - - - - - <100 <100

Honduras - - - - - - <100 <100

Niemcy - - - - <100 <100 <100 <100

Francja - - <100 <100 <100 - - -

Ukraina - - - <100 - - - -

Portugalia - - - <100 - - - -

Filipiny - - - - - - - <100

¸ÑCZNIE 1 700 11 000 27 800 39 900 44 200 52 600 58 700 67 700

Oddzia∏ywanie zielonej biotechnologii w latach 1996-2002

19

RoÊliny transgeniczne uodpornione na szkodniki i choroby przynios∏y nast´pujàce rezultaty:

Dane oparte na 40 raportach dotyczàcych obecnych i potencjalnych odmian 27 roÊlin uprawnych w USA. èród∏o: Narodowe Centrum Polityki Rolnej i ˚ywnoÊciowej, Waszyngton DC, USA

2,5 miliarda dolarówwzrostu dochodu farmerów

5,5 miliona tonwićej plonów

65 000 tonmniej zastosowanych pestycydów

Bezpieczeƒstwo biotechnologiiBezpieczeƒstwo biotechnologii„...˚ywnoÊç ulepszonà biotechnologicznie nale˝y uznaç za co najmniej równie bezpiecznà i zdrowà, jak produkowanàtradycyjnie.”Âwiatowa Organizacja Zdrowia – WHO – Rzym 1997

„Ta publikacja podsumowuje 81 projektów sfinansowanych ze Êrodków UE w wysokoÊci 70 mln Euro, które zaanga˝owa∏y ponad 400 zespo∏ów badawczych z ca∏ej Europy. Dotychczasowe badania, dotyczàce roÊlin GMoraz produktów z nich pochodzàcych, stosujàce powszechne procedury oceny ryzyka, nie wykaza∏y ˝adnychnowych zagro˝eƒ dla ludzkiego zdrowia czy Êrodowiska poza dotychczasowymi wàtpliwoÊciami zwiàzanymi z tradycyjnymi metodami uprawy. Faktycznie zastosowanie precyzyjniejszej technologii oraz bardziej rozleg∏ychbadaƒ czyni je (roÊliny i produkty ulepszone biotechnologicznie – przyp. aut.) nawet bezpieczniejszymi ni˝ konwencjonalne uprawy i ˝ywnoÊç”.Komisarz Philippe Busquin, Raport Dyrektoriatu Generalego ds. Badaƒ Komisji Europejskiej, paêdziernik 2001

„W celu uzyskania 100% gwarancji nieszkodliwoÊci GMO dla zdrowia, od wielu ju˝ lat przeprowadzane sà testyna toksycznoÊç i sk∏onnoÊç do alergii. Do tej pory wyniki ˝adnego z nich nie sà niepokojàce. Równie˝ w prasiespecjalistycznej nie pojawi∏ si´ ani jeden artyku∏, oparty na przypadkach klinicznych czy danych epidemiologicznych, na temat skutków ubocznych stosowania GMO. JeÊli by∏yby jakiekolwiek przes∏anki, aby niepokoiç si´ negatywnym wp∏ywem efektów ubocznych, z pewnoÊcià zosta∏yby podj´te wszelkie kroki, abyuniemo˝liwiç wejÊcie takich produktów na rynek”.Konferencja OECD w Edynburgu na temat naukowych i zdrowotnych aspektów GMO, 2000

„Królewskie Towarzystwo Naukowe podziela opini´ Komisji Europejskiej dotyczàcà oceny bezpieczeƒstwa˝ywnoÊci modyfikowanej genetycznie. Bazujàc na fakcie wykorzystywania DNA w celu polepszenia ˝ywnoÊci, od d∏ugiego ju˝ czasu Królewskie Towarzystwo Naukowe wyjaÊnia, ˝e GMO nie jest ryzykowne dla zdrowia, a wykorzystywanie DNA GMO nie stanowi ˝adnego zagro˝enia”.The Royal Society of London, „Genetically Modified Plants for Ford Use and Human Health – An Update", 2002

„Dost´pne dowody naukowe wyraênie stwierdzajà, ˝e potencjalne efekty uboczne powsta∏e w wyniku stosowaniaGMO nie ró˝nià si´ niczym od tych, powsta∏ych na skutek stosowania konwencjonalnej uprawy roÊlin, chowuzwierzàt czy te˝ wzmacniania mikroorganizmów. Dodatkowo dowody te sà doskonale znane toksykologom, tak˝eewentualna interwencja by∏aby b∏yskawiczna”.The Society of Toxicology, Position Statement, wrzesieƒ 2002

„Nie ma ˝adnej ró˝nicy, jeÊli chodzi o potencjalne ryzyko dla zdrowia czy Êrodowiska, spowodowane uprawàroÊlin, które dzi´ki najnowszym technikom molekularnym sà modyfikowane genetycznie i uprawà tych roÊlin,które modyfikowane sà w sposób konwencjonalny”.The US National Research Council Press Release, „Genetically Modified Pest-Protected Plants: Science and Regulation", maj 2000

20

Niezwykle rozbudowane przepisy i procedura rejestracyjna stanowià o tym, ˝e ˝ywnoÊç oparta na produktach ulepszonych biotechnologicznie jest obecnie najlepiej przebadanà ˝ywnoÊcià na Êwiecie.

Biotechnologia a etykaBiotechnologia a etykaJak ka˝da nowa dziedzina wkraczajàca bardzo szeroko i dynamicznie w nasze ˝ycie – biotechnologia wzbudzakontrowersje. Powstaje mnóstwo dylematów moralnych i rozwa˝aƒ natury etycznej. Czy cz∏owiek powinieningerowaç w natur´ tak g∏´boko? Buddyzm, którego jednym z kanonów jest wiara w reinkarnacj´, odrzuca takg∏´bokà ingerencj´ cz∏owieka w natur´.Prawdopodobnie w tych kwestiach b´dàcych domenà etyków, organizacji religijnych i filozofów – przekonanialudzi zawsze b´dà si´ ró˝niç. Rolà polityków i decydentów jest stworzenie prawnych ram uwzgl´dniajàcych system wartoÊci obowiàzujàcy powszechnie, ale równoczeÊnie zapewnienie rozwoju nauki i przemys∏u, bo to od nichpochodzi dobrobyt i post´p cywilizacyjny.

Biotechnologia jest tak ˝ywo dyskutowanym tematem i mo˝e mieç tak ogromne znaczenie, ˝e nawetposzczególne zwiàzki wyznaniowe i KoÊcio∏y zabierajà g∏os w jej sprawie. Ju˝ kilka lat temu, jednoznacznie pozytywnie wypowiedzia∏ si´ m.in. KoÊció∏ Anglikaƒski, a ostatnio tak˝e Stolica Apostolska. O ile w sprawachklonowania Watykan zajmuje nieprzejednane stanowisko, to w przypadku zielonej biotechnologii wskazuje napozytywne mo˝liwoÊci eliminacji ubóstwa, szczególnie w krajach rozwijajàcych si´. W opublikowanym w 2004roku raporcie Watykaƒskiej Akademii Nauk, poÊwićonym biotechnologii rolniczej w kontekÊcie walki z g∏odemna Êwiecie („Study-document on the use of Genetically Modified Foods Plants to combat hunger in the world”)wyra˝a si´ zaniepokojenie nieobiektywnym sposobem informowania o biotechnologii. Ponadto eksperci podkreÊlajà podstawowe fakty, takie jak to, ˝e wi´kszoÊç od dziesiàtków lat uprawianych roÊlin jest ju˝ od dawna zmodyfikowanych i to w o wiele wi´kszym stopniu ni˝ te, które ostatnio uzyskuje si´ z zastosowaniemin˝ynierii genetycznej. Co wićej, eksperci wskazujà, ˝e w takich modyfikacjach genetycznych nie ma nic, co powodowa∏oby, i˝ produkty spo˝ywcze pochodzàce z takich roÊlin sà niebezpieczne.Raport w cz´Êci: „Rekomendacje” mówi o 2 bardzo powa˝nych wyzwaniach:1. Raptownie rosnàca populacja Êwiata wymaga rozwoju nowych technologii w celu w∏aÊciwego wy˝ywienia

ludzi. Nawet w tej chwili 1/8 ludzi na Êwiecie zasypia z poczuciem g∏odu. Modyfikacje genetyczne roÊlinuprawnych mogà pomóc sprostaç temu wyzwaniu.

2. Rolnictwo obecnie praktykuje si´ w sposób niezrównowa˝ony, co jest widoczne po masowej utracie ˝yznychfrakcji gleby (w wyniku erozji – przyp. aut.), która wystàpi∏a w ciàgu ostatnich dziesićioleci; podobnie jak pokonsekwencjach masowego stosowania pestycydów. Techniki modyfikacji genetycznej roÊlin uprawnych mogàwnieÊç wa˝ny wk∏ad do rozwiàzania tych problemów.

21

Odbiór spo∏eczny biotechnologiiOdbiór spo∏eczny biotechnologiiWielu ludziom zdumiewajàca mo˝e si´ wydaç intensywnoÊç sporu pomi´dzy zwolennikami a przeciwnikamibiotechnologii. Poni˝ej próbujemy wskazaç na zasadnicze przyczyny takiego stanu rzeczy.

Nowoczesna biotechnologia, umo˝liwiajàca wymian´ genów pomi´dzy organizmami przy pomocy in˝ynierii genetycznej jest stosunkowo nowà dziedzinà. Dla wi´kszoÊci ludzi niezajmujàcych si´ na co dzieƒ naukà ju˝sama terminologia u˝ywana w tej dziedzinie brzmi bardzo obco i groênie, nie mówiàc o zrozumieniu zawi∏oÊcisamej technologii.Jest to jedna z wielu barier w szerokiej akceptacji spo∏ecznej. Ponadto problem le˝y w tym, i˝ postrzeganiebiotechnologii odbywa si´ przez pryzmat indywidualnych przekonaƒ (np. stosunek do ekologii) czy ideologii (np. antyglobalizm). W takiej sytuacji trudno jest przeciwnikom biotechnologii zaakceptowaç naukowe argumenty.

Tymczasem produkty zielonej biotechnologii sà w obrocie handlowym od 1995 roku. W ciàgu tego czasu area∏upraw przekroczy∏ ju˝ 300 milionów ha, a ponad po∏owa populacji na ziemi spo˝ywa ˝ywnoÊç „transgenicznà”.Na rzecz bezpieczeƒstwa biotechnologii b´dzie tu Êwiadczy∏ fakt, i˝ nie odkryto ˝adnego przypadku negatywnegooddzia∏ywania GMO na ludzi, zwierz´ta lub Êrodowisko. Wrćz przeciwnie – stwierdza si´ ogromny dobroczynnywp∏yw biotechnologii rolniczej wsz´dzie, gdzie jest ona stosowana – w krajach wysoko rozwini´tych i rozwijajàcych si´. Pozytywne skutki wykorzystania roÊlin GMO dostrzega równie˝ Watykan, o czym by∏a mowaw poprzednim rozdziale.

Bia∏a i czerwona biotechnologia nie budzà takich kontrowersji, poniewa˝ dajà namacalne, pozytywne skutki dlakonsumenta czy te˝ pacjenta. Cz´sto sà to tak wielkie korzyÊci jak ratunek dla zdrowia czy ˝ycia. Warto jednakpami´taç, ˝e tak˝e uprawy roÊlin zmodyfikowanych genetycznie przynoszà spo∏eczeƒstwom korzyÊci, choç niezawsze sà one przez wszystkich zauwa˝alne. Przyk∏adowo w Afryce uodpornienie s∏odkiego ziemniaka na jednàchorob´ wirusowà mo˝e podnieÊç – bez dodatkowych nak∏adów i z dnia na dzieƒ – plon o 60%, zapewniajàcnie tylko mo˝liwoÊç pos∏ania dziecka do szko∏y, ale dos∏ownie prze˝ycia ca∏ej rodziny.

22

Poni˝ej wymieniamy kilka przyk∏adów korzyÊci wynikajàcych z uprawy roÊlin ulepszonych biotechnologicznie dla konsumenta.• mniej pestycydów w po˝ywieniu i w Êrodowisku, a wićej owadów po˝ytecznych, nieniszczonych „przy okazji”

insektycydami – np. dzi´ki ziemniakom Bt odpornym na stonk´ ziemniaczanà,• mniej toksyn w ˝ywnoÊci pochodzàcych z grzybów atakujàcych pora˝one przez szkodniki roÊliny uprawne

– np. w kolbach kukurydzy Bt odpornej na omacnic´ prosowiank´,• mniej pozosta∏oÊci herbicydów w glebie i wodach gruntowych – np. dzi´ki burakom cukrowym odpornym

na herbicyd Liberty® o doskona∏ej charakterystyce dla Êrodowiska,• mniej szkodliwych nasion chwastów w zebranym plonie – np. w soi RoundupReady® odpornej na herbicyd

Roundup® o doskona∏ej charakterystyce dla Êrodowiska,• zachowanie nieodnawialnych zasobów surowców i energii – np. dzi´ki odpornoÊci ró˝nych gatunków na szkodniki

i choroby, co ogranicza iloÊç zabiegów chemicznych,• ochrona gleby przed erozjà i zachowanie jej ˝yznoÊci dla przysz∏ych pokoleƒ oraz zmniejszenie emisji CO2

do atmosfery dzi´ki po∏àczeniu roÊlin odpornych na herbicydy z technologiami siewu bezpoÊredniego.

Pomimo opinii, ˝e spo∏eczeƒstwo Unii Europejskiej jest przeciwne biotechnologii rolniczej, przedstawicieleKomisji Europejskiej otwarcie i wielokrotnie podkreÊlali znaczenie biotechnologii dla dalszego rozwoju Wspólnoty, natomiast europejscy naukowcy wskazujà na pog∏´biajàcà si´ przepaÊç technologicznà pomi´dzy USA a Europà.

„Europa ma w tej chwili wybór: albo zaakceptujemy pasywnà rol´ i przyjmiemy do wiadomoÊci skutki rozwojutych technologii w innym miejscu, albo rozwiniemy proaktywnà polityk´ pozwalajàcà na ich eksploatacj´ w odpowiedzialny sposób. Biotechnologia powinna staç si´, zaraz po IT (informatyka – przyp. aut.), kolejnà falàtechnologicznej rewolucji w gospodarce opartej na wiedzy, tworzàc nowe mo˝liwoÊci dla spo∏eczeƒstw i systemówekonomicznych”.

Przewodniczàcy Komisji Europejskiej, Romano Prodi

23

Nieprawda, ˝e ...czyli najcz´Êciej powtarzane b∏´dne opiniena temat biotechnologii i ich wyjaÊnienie

Nieprawda, ˝e ...czyli najcz´Êciej powtarzane b∏´dne opiniena temat biotechnologii i ich wyjaÊnienieW ostatnich latach pojawia∏o si´ wiele doniesieƒ na temat biotechnologii, a szczególnie na temat jej wp∏ywu na bezpieczeƒstwo ˝ywnoÊci, zdrowie ludzi i zwierzàt oraz wp∏ywu na Êrodowisko. Poruszano tak˝e kwestiezwiàzane z etykà, klonowaniem i terapiami genetycznymi. Niestety cz´sto przedstawia si´ biotechnologi´ w sposób nieobiektywny, sensacyjny i nastawiony na wzbudzenie obaw wÊród spo∏eczeƒstwa. Poni˝ejprzywo∏ujemy kilka z mitów, które zaistnia∏y w ÊwiadomoÊci spo∏ecznej wraz z wyjaÊnieniami.

24

1. „Gen orzecha brazylijskiego w soi powodujàcy alergie”.

Pewne bia∏ka orzecha brazylijskiego, podobnie jak bia∏ka wi´kszoÊci orzechów, sà ogólnie znanymi alergenami.Geny odpowiedzialne za wytwarzanie tych bia∏ek w orzechu, u˝yte do modyfikacji genomu soi, b´dà produkowaçw soi te same alergenne bia∏ka co w orzechu. Potwierdzono to doÊwiadczalnie w laboratorium. Ten przyk∏ad, na który powo∏ujà si´ bardzo cz´sto przeciwnicy biotechnologii, nie ma nic wspólnego z rzeczywistymzagro˝eniem dla zdrowia ludzi. Wspomniany eksperyment nigdy nie wyszed∏ z fazy prac laboratoryjnych; nigdynie zosta∏ skomercjalizowany. Niezwykle rygorystyczna procedura dopuszczania produktów do obrotu oraz odpowiedzialnoÊç naukowców stanowià zabezpieczenie przed wprowadzaniem dodatkowych alergenów do produktów spo˝ywczych. Natomiast prowadzone sà liczne prace badawcze nad usunićiem alergenów z podstawowych produktów spo˝ywczych (np. wyeliminowanie alergennego dzia∏ania glutenu w pieczywie).

2. „Modyfikowana kukurydza paszowa „StarLink” w produktach spo˝ywczych „Taco Shells””.

We wrzeÊniu 2000 roku w produktach spo˝ywczych w USA znaleziono Êladowe iloÊci zmodyfikowanych bia∏ekkukurydzy, która zosta∏a dopuszczona tylko do sprzeda˝y na pasz´. Zmieszanie kukurydzy paszowej z kukurydzàu˝ywanà na cele spo˝ywcze by∏o oczywistym naruszeniem zasad rejestracji i dopuszczenia do obrotu. W konsekwencji firma Aventis wycofa∏a kukurydz´ z obrotu, a produkty „Taco Shells” usuni´to ze sklepów.Jednak po przebadaniu tysićy ludzi nie stwierdzono najmniejszego negatywnego oddzia∏ywania „nieautoryzowanego” bia∏ka na zdrowie ludzi. Intencjà firmy by∏o i tak zarejestrowanie tej kukurydzy do obrotuw produktach spo˝ywczych, co prawdopodobnie mia∏oby miejsce zaledwie kilka miesićy póêniej.

3. „Superchwasty”.

Przeciwnicy biotechnologii w rolnictwie straszà wizjà „superchwastów”. „Superchwasty” mia∏yby powstaç, gdysamosiewy zmodyfikowanej roÊliny uprawnej wyrosnà w uprawie nast´pczej. Inna mo˝liwoÊç to przekrzy˝owaniezmodyfikowanych roÊlin uprawnych ze spokrewnionymi gatunkami dzikimi. Takie roÊliny, dzi´ki uzyskaniunowych cech, mia∏yby zdominowaç inne gatunki, naruszyç bioró˝norodnoÊç i zwi´kszyç koszty dla rolników.RoÊliny uprawne sà ulepszane pod kàtem odpornoÊci na Êrodek chwastobójczy o lepszym profilu ekologicznym,o bardzo szerokim spektrum zwalczanych chwastów i Êwietnej skutecznoÊci. To znakomicie u∏atwia prac´ rolnikom, gdy˝ mogà oni stosowaç tego typu Êrodki chwastobójcze bez obaw o zniszczenie przy tym uprawianychroÊlin.Modyfikacja genetyczna uodparnia roÊlin´ uprawnà na jeszcze jeden herbicyd. Teoretycznie mo˝liwe przekrzy˝owanie roÊliny uprawnej z gatunkiem dzikim i przeniesienie na niego tej nowejcechy odpornoÊci nie powoduje powstania ˝adnej przewagi ekologicznej takiej roÊliny w Êrodowisku naturalnym.JeÊliby nawet dosz∏o do pojawienia si´ takiej rosliny, to ∏atwo mo˝na by jà zwalczyç standardowymi metodamimechanicznymi i innymi herbicydami.

25

4. „Kukurydza zabijajàca larwy motyla Monarch”.

Laboratoryjne badania przeprowadzone w Cornell University wykaza∏y, ˝e py∏ek kukurydzy Bt (zmodyfikowanejpod kàtem odpornoÊci na omacnic´ prosowiank´) mo˝e dzia∏aç owadobójczo na larwy motyla Monarch. W doÊwiadczeniu badano larwy motyla Monarch, które ˝ywiono liÊçmi chwastu: trojeÊci, posypanego du˝à iloÊciàtakiego py∏ku. Doniesienia te sta∏y si´ jednym z powodów wstrzymania procesu dopuszczania do obrotu w Unii Europejskiej,nowych, genetycznie zmodyfikowanych organizmów na blisko 6 lat.Tymczasem entomolodzy z Cornell University sami opublikowali sprostowanie po wykonaniu badaƒ polowych,które nie potwierdzi∏y zagro˝enia. Dawki py∏ku u˝yte w doÊwiadczeniu laboratoryjnym by∏y ca∏kowicie nieproporcjonalne w stosunku do potencjalnych dawek w warunkach polowych. Ponadto stwierdzono, ˝e motyle ginà równie˝ w wyniku stosowania zabiegów chemicznych koniecznych dlaochrony kukurydzy nieulepszonej biotechnologicznie. G∏ównym czynnikiem wp∏ywajàcym negatywnie na populacjemotyla Monarch jest niszczenie siedlisk ich naturalnego wyst´powania.

5 „Modyfikacja ziemniaków jest Êmiertelna dla szczurów”.

W´gierski uczony, Arpad Pusztai, pracujàcy w Wielkiej Brytanii, og∏osi∏ w wywiadzie telewizyjnym wyniki swychnierecenzowanych badaƒ. Ich wyniki zosta∏y zinterpretowane przez media jako potencjalnie zabójcze dzia∏aniebiotechnologii na organizmy ˝ywe. Pusztai wprowadzi∏ do ziemniaków gen produkujàcy lektyn´ – dobrze znanà substancj´ anty˝ywieniowà. Efekt jej obecnoÊci w po˝ywieniu by∏ z góry do przewidzenia. Niktnigdy nie prowadzi∏ badaƒ nad takà modyfikacjà ziemniaków w celach komercyjnych, bo nie mia∏aby ona˝adnego sensu ekonomicznego. Za brak rzetelnoÊci w badaniach i nieetycznà postaw´, nieprzystajàcà naukowcowi,Rowett Research Institute nie przed∏u˝y∏ kontraktu z Pusztaiem.

6. „Âmiertelne przypadki po za˝yciu tryptofanu w USA”.

Przyk∏ad ten jest propagowany przez przeciwników biotechnologii, ale nie ma nic wspólnego z bezpieczeƒstwembiotechnologii. Tryptofan jest sprzedawany w USA jako od˝ywka i biosyntetyzowany przez zmodyfikowane genetycznie bakterie. Przyczynà Êmierci kilku osób by∏o zanieczyszczenie preparatu (dimerem tryptofanu) na skutek uproszczenia procedury oczyszczania. Nie by∏ to efekt uboczny dzia∏ania produktu biotechnologicznegoalbo modyfikacji genetycznej bakterii, a skutek ludzkiego niedbalstwa.

26

7. „Markery antybiotykowe przeniosà si´ na mikroorganizmy przewodu pokarmowego i spowodujà uodpornienie na leki antybiotykowe”.

Obok genu warunkujàcego powstanie danej cechy w ulepszanej roÊlinie, zwykle wprowadza si´ drugi gen np. warunkujàcy opornoÊç na antybiotyk (przewa˝nie kanamycyn´), s∏u˝àcy do selekcji linii zmodyfikowanych.Powsta∏a obawa, i˝ ten gen mo˝e przenieÊç si´ na mikroorganizmy przewodu pokarmowego ludzi lub zwierzàt i spowodowaç uodpornienie na antybiotyk. Ponad 99,9 % wszystkich „obcych” genów jest degradowanych w przewodzie pokarmowym ssaków. ZdolnoÊcirekombinacyjne (tzn. zdolnoÊç do wbudowania obcego materia∏u genetycznego do swojego genomu) mikroorganizmów przewodu pokarmowego sà bardzo niewielkie. Aby taki transfer nastàpi∏, gen musi byç wbudowany w genom mikroorganizmu, co w warunkach panujàcych w przewodzie pokarmowym jest praktycznieniemo˝liwe. Ponadto wiele mikroorganizmów ju˝ posiada rozwini´tà opornoÊç na kanamycyn´.Pomimo stwierdzonego bezpieczeƒstwa wykorzystywania markerów antybiotykowych, w celu ograniczenia obawnaukowcy pracujà nad nowymi, „nieantybiotykowymi” markerami selekcjonujàcymi.

8. „Konflikt pomi´dzy tzw. rolnictwem ekologicznym a zielonà biotechnologià”.

Przeciwstawianie ulepszonych roÊlin, w∏aÊnie „stworzonych” do czystszej ekologicznej produkcji roÊlinom uprawianymtzw. metodami ekologicznymi jest ca∏kowicie sztucznym, marketingowym problemem. Spór nie ma ˝adnegomerytorycznego uzasadnienia i wynika jedynie z konfliktu interesów mi´dzy producentami taniej i zdrowej˝ywnoÊci ulepszonej biotechnologicznie a producentami ˝ywnoÊci produkowanej tzw. metodami ekologicznymi,która jest znacznie dro˝sza.

9. „Geny z ˝ywnoÊci mogà przejÊç do genotypu cz∏owieka”.

W∏àczenie nowego genu w sk∏ad dowolnego organizmu wy˝szego jest procesem bardzo skomplikowanym i niemo˝e zajÊç poprzez przeniknićie do organizmu drogà pokarmowà lub innymi normalnymi tzw. drogami wejÊcia(np. oddechowymi). W przeciwnym razie cz∏owiek zmienia∏by si´ genetycznie pod wp∏ywem tego, co spo˝ywa.

27

S¸OWNICZEK POMOCNY W ZROZUMIENIUBIOTECHNOLOGIIS¸OWNICZEK POMOCNY W ZROZUMIENIUBIOTECHNOLOGII• Agrobacterium tumefaciens – bakterie naturalnie wyst´pujàce w glebie, posiadajàce zdolnoÊç do wprowadzania

w∏asnej informacji genetycznej do komórek roÊlin motylkowych. Agrobacterium u˝ywane sà w warunkach laboratoryjnych do transformacji, czyli wprowadzania po˝àdanych genów do komórek ulepszanych roÊlin.

• Aminokwasy – podstawowe jednostki budulcowe bia∏ek i polipeptydów. Zawierajà charakterystyczne elementystruktury chemicznej: grup´ karboksylowà i aminowà. Jest dwadzieÊcia podstawowych aminokwasów. Ssakinie sà zdolne do biosyntezy wszystkich aminokwasów, dlatego niektóre z nich (okreÊlane jako egzogenne) sà dostarczane z po˝ywieniem.

• Bacillus thuringiensis (Bt) – bakterie naturalnie wyst´pujàce w glebie i u˝ywane od ponad 30 lat przez ogrodników i rolników do zwalczania niektórych gatunków szkodników. Bakteria Bt wytwarza specyficznebia∏ko, nazywane „bia∏kiem Bt", zaburzajàce funkcjonowanie uk∏adu trawienia szkodnika. Bia∏ko Bt jestnieszkodliwe dla innych gatunków owadów, zwierzàt i ludzi. Gen kodujàcy bia∏ko Bt jest obecnie przenoszonymetodami in˝ynierii genetycznej do roÊlin, by uodporniç je na niektóre szkodniki, np. ziemniaki odporne na stonk´ ziemniaczanà.

• Bia∏ko – ∏aƒcuch aminokwasów po∏àczonych wiàzaniem peptydowym; bia∏ka pe∏nià podstawowe funkcje w organizmie (katalityczne, budulcowe, transportowe i inne), natomiast nie sà noÊnikami informacji genetycznej.Sà zasadniczymi elementami metabolicznymi i strukturalnymi komórek, tkanek i narzàdów roÊlin i zwierzàt.Syntetyzowane sà cz´Êciowo z aminokwasów endogennych, które ustrój mo˝e sam wytwarzaç oraz z aminokwasów egzogennych (tzn. pochodzàcych z zewnàtrz) , pobieranych z pokarmów rozk∏adanych w procesie trawienia. UnikalnoÊç danego bia∏ka jest funkcjà sekwencji i konfiguracji aminokwasów.

• Chromosom – jednostka zawierajàca „upakowany” DNA, mikroskopijna struktura wewnàtrz komórki przechowujàca informacje genetyczne w postaci genów. Chromosomy wyst´pujà w jàdrze komórek roÊlin,ssaków i grzybów.

28

• DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) – wyst´pujàcy w chromosomach i jàdrach komórkowych noÊnik informacjigenetycznej ˝ywej komórki. Czàsteczka DNA zbudowana jest z czterech podstawowych nukleotydów (czyli zasad po∏àczonych grupami fosforanowymi) – „cegie∏ek elementarnych": A, T, G i C. W sk∏ad czàsteczkiDNA wchodzà dwa ∏aƒcuchy, które biegnà antyrównolegle (tzn. ˝e koniec jednego jest dok∏adnie naprzeciwpoczàtku drugiego). ¸aƒcuchy owijajà si´ wokó∏ wspólnej osi i tworzà podwójnà helis´.

• Enzym – substancja (najcz´Êciej bia∏ko), która katalizuje (u∏atwia) przebieg procesów biochemicznych. Ka˝dyenzym katalizuje ÊciÊle okreÊlonà reakcj´ chemicznà, dotyczàcà okreÊlonego substratu i okreÊlonych warunków(np. temperatury i pH).

• Enzymy restrykcyjne, restryktazy – enzymy, które majà zdolnoÊç „przecinania” ∏aƒcuchów DNA w ÊciÊleokreÊlonych miejscach.

• Fenotyp – ogó∏ cech ˝ywego organizmu (morfologicznych, anatomicznych, fizjologicznych i biochemicznych)wykszta∏cony w trakcie jego rozwoju osobniczego, a zale˝ny od sk∏adu genowego osobnika (genotypu) i oddzia∏ujàcych naƒ czynników Êrodowiskowych.

• Gen – podstawowa jednostka dziedziczenia, zlokalizowana w chromosomach, decydujàca o przekazywaniucech potomstwu. Gen jest odcinkiem ∏aƒcucha DNA, zawierajàcym pewnà liczb´ nukleotydów, których sekwencja stanowi informacj´ genetycznà, warunkujàcà syntez´ okreÊlonych bia∏ek i kwasu RNA. W dalszejkonsekwencji w toku skomplikowanych ciàgów reakcji prowadzi to do wykszta∏cenia si´ okreÊlonej cechy organizmu. Geny wyst´pujà u wszystkich organizmów.

• Genom – DNA umiejscowiony w pojedynczym (haploidalnym) zespole chromosomów danego organizmu, zawierajàcy kompletnà informacj´ genetycznà.

• Genotyp – zespó∏ wszystkich genów obecnych w komórkach organizmu, warunkujàcy w∏aÊciwoÊci dziedzicznedanego organizmu. Ka˝dy ˝ywy organizm ma swój indywidualny zestaw genów, ró˝ny od genotypów innychosobników tego samego gatunku. Identyczne genotypy mogà mieç tylko organizmy bliêniacze (bliêni´ta jednojajowe), choç i one mogà genetycznie ró˝niç si´ nieco od siebie w wyniku mutacji. Genotyp wespó∏ z warunkami otoczenia wp∏ywa na wykszta∏cenie cech zewn´trznych organizmu, czyli fenotypu.

• Herbicyd – Êrodek chemiczny u˝ywany do zwalczania niepo˝àdanych roÊlin – chwastów.• Hybryda – organizm powsta∏y ze skrzy˝owania spokrewnionych organizmów macierzystych (lecz nie

identycznych genetycznie) lub potomek powsta∏y w wyniku skrzy˝owana dwóch osobników wyraênie ró˝nychpod wzgl´dem genetycznym, najcz´Êciej nale˝àcych do innych odmian lub gatunków.

• Hybrydyzacja – proces kojarzenia dwóch osobników o odmiennym genotypie. W wyniku hybrydyzacji powstajemieszaniec (hybryda).

• In˝ynieria genetyczna – technika dodawania, usuwania lub modyfikacji genów prowadzàca do zmiany genomumodyfikowanej komórki lub organizmu, a w konsekwencji zmiany ich w∏aÊciwoÊci.

29

• Klonowanie – metoda, która umo˝liwia reprodukcj´ ˝ywych organizmów metodami pozap∏ciowymi i uzyskiwaniew ten sposób identycznych osobników potomnych, b´dàcych dok∏adnà kopià genetycznà organizmu macierzystego.

• Kodon – trzy nukleotydy kodujàce aminokwas.• Komórka – podstawowa jednostka ˝ywej materii zdolna do reprodukcji.• Kwasy nukleinowe – zwiàzki wielkoczàsteczkowe wyst´pujàce we wszystkich ˝ywych komórkach, odgrywajàce

zasadniczà rol´ w przekazywaniu cech dziedzicznych i kierowaniu syntezà bia∏ek. Istniejà dwa podstawowekwasy nukleinowe: DNA i RNA.

• Mikroorganizm – najmniejsza forma ̋ ycia; potocznie oznacza bakterie, wirusy, grzyby i organizmy jednokomórkowe.• Mutacje – zmiany w materiale dziedzicznym (czyli w DNA) wywo∏ane pod wp∏ywem ró˝nych bodêców

zewn´trznych, prowadzàce do zmiany we w∏aÊciwoÊciach fizykochemicznych. Mutacje zachodzà stale w organizmach; tylko niektóre prowadzà do chorób.

• Nukleotyd – jednostka elementarna czàsteczki DNA.• Outcrossing – przypadkowe przekrzy˝owanie si´ roÊliny uprawnej z dzikim gatunkiem spokrewnionym.• Plazmid – czynnik dziedziczny pozachromosomowy, istniejàcy autonomicznie i dziedziczàcy si´ niezale˝nie

od chromosomów. Najcz´Êciej plazmidy wyst´pujà w bakterii w postaci kolistych DNA. Plazmidem cz´stowykorzystywanym w biotechnologii roÊlinnej jest plazmid Ti, pochodzàcy z bakterii Agrobacterium tumefaciens.

• Rekombinacja – zastosowanie procesów biologicznych i chemicznych do skonstruowania nowej czàsteczki DNA.• RNA – kwas rybonukleinowy wyst´pujàcy zarówno w jàdrze komórkowym, jak i w cytoplazmie; wyst´puje

w komórce w postaci jednej nici polinukleotydowej.• Sekwencja DNA – kolejnoÊç nukleotydów – A, T, C i G w ∏aƒcuchu DNA. Sekwencja determinuje informacj´

genetycznà, która stanowi o cechach i w∏aÊciwoÊciach ca∏ego organizmu. • Transgen – organizm zawierajàcy zmodyfikowany lub obcy gen, wprowadzony za pomocà technik in˝ynierii

genetycznej.• Transgeniczny – przymiotnik okreÊlajàcy organizm, który zawiera materia∏ genetyczny pochodzàcy z innych

organizmów. • Wektor – organizm przenoszàcy paso˝yta lub drobnoustrój zakaêny. W genetyce wektor jest wirusem lub

plazmidem, który ma zdolnoÊç przenoszenia DNA do komórek innych organizmów w sposób umo˝liwiajàcyjego powielanie. Wektor przenosi w∏asne geny i ka˝dy gen, jaki jest do niego do∏àczony.

• Wirus – organizm mniejszy od bakterii, zdolny do rozmna˝ania si´ tylko w innym organizmie.

30

Broszura opracowana w 2004 roku.

formacie pdf

Documents