Kako nastaje genetski modificirani organizam ( GMO ) ?
Uvod : Semiramida Mi nismo političari, zato smo napisali baš ovakav takav tekst, da ga približimo ljudima budući da 99% ljudi ne poznaje osnovnu staničnu biologiju, te zbog toga se često boje nepoznatog. Ne mislimo time ništa loše, nego to je jednostavno tako, budući da su prirodne znanosti takve kakve jesu, često su ljudima dosadne i naporne. Mi smo zapravo najmanje pisali o hrani, jer GMO nije samo hrana, nego i puno toga što ljudima olakšava život, i da ne dužimo tekst, naveli smo samo malo primjera, a mogli smo još hrpu. Ne sumnjam da su velike korporacije poput Monsanta ili Syngenta zlorabile ovu tehnologiju, oni imaju samo jedan cilj, a to je profit. A to smo i napisali tamo u tekstu. No nitko ne spominje milijune ljudi sa dijabetesom koje je gmo tehnologija spasila. Nije da uspoređujem to dvoje, nego samo želim reći da svaka medalja ima dvije strane i nikada nije prisutna samo jedna istina. Mi želimo rasvjetliti ovu drugu stranu, nisu nam cilj svađe niti ljude uvjeravati da je GMO ono što bismo svi trebali koristiti. Želimo educirati što je više moguće ljudi, pa da imaju prave alate i argumente s kojima se mogu boriti dalje. Pišu: Medo & Semiramida Što su to genetičko inženjerstvo i genetički modificirani organizmi? Posljednjih godina razvijaju se dvije veoma jake struje oko tih pitanja, jedna od kojih vuče izrazito protiv, gledajući na GMO kao na teoriju urote i nastojanja „nekoga“ da se riješi popriličnog broja jedinki vrste Homo sapiens, dok druga struja vuče izrazito za, pokušavajući objasniti svijetu da GMO nisu NUŽNO zli, pokvareni organizmi kojima je u cilju ubiti vas i vašu djecu nego osigurati svim ljudima život kakav po brojnim deklaracijama i Ustavima zaslužuju. Dakle, genetičko inženjerstvo i GMO. Kada se ljudima spomenu genetički modificirani organizmi, oni u glavi odmah vizualiziraju rajčicu koja ima dlakave noge muhe, majmuna koji izgleda točno poput vašeg susjeda, pa čak i hibride između ljudi i nekih nižih oblika života. Nitko ne razmišlja o GM organizmima s kojima živimo svakodnevno i možda su nam čak najbolji prijatelji. No o tome poslije. Za sada, odmah da ubijemo najglasniji argument, a to su „zločesti geni“ koje jedemo i za koje većina ljudi vjeruje da im mogu naštetiti jer su, primjerice, došli iz muhe ili su potpuno novi i sintetički. Ne postoje „dobri“ i „zločesti“ geni. Što je uopće gen, gdje se nalazi, kako funkcionira, čemu služi i koliko nam uopće može naštetiti ako ga pojedemo? Pa, da krenemo od kraja. Svakodnevno jedemo milijune gena. Kada pojedete svježe ubranu jabuku u bakinu vrtu, pojeli ste, uz sve ostalo, i sve njene gene. Kada kupite od susjeda komad svinjetine, jer je upravo bilo kolinje, a znate da susjed svoje svinjice hrani isključivo prirodnim sastojcima pa mu vjerujete, pojest ćete i sve gene koje taj komad svinje ima. Na vama je na koji način ćete svinjetinu pripremiti. Gdje su geni? Geni se nalaze u apsolutno svakoj stanici svačijeg tijela (čovjeka, lisice, bukve, bakterije, muhe, plijesni…). Postoji ogromna podjela živog svijeta na PROKARIOTE i EUKARIOTE. Najjednostavnije rečeno, prokarioti (arhebakterije i eubakterije) nemaju jezgru, dok eukarioti (svi ostali) imaju. Naravno, postoji čitav niz razlika ali to trenutno nije bitno. Jezgra je organel unutar stanice koja je okružena svojom membranom i odvojena od ostatka stanice, te sadrži sav genetički materijal. Prokarioti nemaju jezgru i njihov genom se nalazi izravno u citoplazmi (tekućem dijelu stanice unutar stanične membrane). Geni su dijelovi DNA (deoksiribonukleinska kiselina, koja je pak organizirana u KROMOSOME) i nose informaciju o tome kako napraviti neki protein. Sama molekula DNA je sazdana od samo četiri različite molekule - DNA nukleotida. Svaki DNA nukleotid se sastoji od jedne molekule šećera deoksiriboze, jedne fosfatne grupe te od jedne dušične baze. Dušične baze se razlikuju međusobno. DNA koristi sljedeće: adenin, timin, gvanin i citozin. Adenin i gvanin se nazivaju PURINI i sastoje se od dvije prstenaste strukture, dok su timin i citozin PIRIMIDINI i sastoje se od jedne prstenaste strukture. Adenin (A) i timin (T) su komplementarni i mogu se međusobno povezati, kao i citozin (C) i gvanin (G). Jedine valjane veze su A-T i C-G. Dakle, gen sam po sebi nije niti štetan niti koristan, niti može sam izravno nešto napraviti. Sve što on jest je informacija. Poseban enzim, zvan RNA-polimeraza, klizi po genima, čita njihovu informaciju (proces se zove TRANSKRIPCIJA ili prepisivanje), na osnovi te informacije izrađuje molekulu zvanu mRNA (messenger RNA ili glasnička ribonukleinska kiselina) koja odlazi do posebnih organela zvanih RIBOSOMI. Na ribosomima se događa sinteza proteina. Molekula mRNA klizi kroz ribosom koji ju čita te na osnovi njene informacije izgrađuje lanac AMINOKISELINA koje će činiti budući protein (proces se zove TRANSLACIJA ili prevođenje). Kada ribosom završi čitanje mRNA ona se može ili ponovo upotrijebiti ili se reciklirati. Stanice su veoma ekonomične. Lanac aminokiselina koji je nastao još uvijek nije gotovi protein. To je tek njegova PRIMARNA struktura. Ono što slijedi jest njegovo spontano organiziranje u SEKUNDARNU strukturu. Sekundarna struktura može izgledati ili poput opruge (naziva se alfa-uzvojnica) ili poput ploče (naziva se beta-nabrana ploča). Nakon toga slijedi motanje u TERCIJARNU strukturu, a to je povezivanje različitih dijelova lanca na načine jedinstvene za taj protein (tj. taj tip proteina) i to u trodimenzionalni oblik, te najčešće izgledaju poput loptica ili zamršenog klupka vune. Ponekad im pri izradi tercijarne strukture mogu pomagati neki drugi proteini (primjerice, šaperoni), koji ih usmjeravaju prema njihovoj točnoj strukturi. Tako završen protein sada može ići ispuniti svoju sudbinu. Još od trenutka kada je počeo nastajati, stanica je znala što će on biti. Proteini mogu postati ENZIMI. Enzimi su izrazito korisni jer ubrzavaju neke reakcije unutar tijela koje bi se inače događale minutama, satima ili danima pa baš ne bi bilo ugodno živjeti, a enzimi ih ubrzavaju na sekunde ili kraće. Enzimi sudjeluju u probavi (primjerice, amilaza razgrađuje škrob), popravku DNA, kopiranju DNA, prepisivanju DNA, prevođenju mRNA). Nadalje, ne moraju svi proteini postati enzimi. Neki se ugrađuju u staničnu membranu i služe kao prolazi za raznorazne molekule koje stanica koristi pri svom metabolizmu. Ako se na proteine koji su u staničnoj membrani vežu neki šećeri, nastanu glikoproteini koji sudjeluju u komunikaciji između stanica. Primjera je stvarno mnogo. No, da se vratimo na genetičko inženjerstvo. Znanost je u današnje vrijeme napredovala toliko daleko da je moguće zapisati redoslijed nukleotida svake DNA molekule koja nas zanima. Jednom kada znamo njihov redoslijed, možemo znati kakav će lanac aminokiselina nastati. Danas smo već toliko odmakli da možemo i pretpostaviti kako će se taj lanac složiti i kakav će protein dati. Biokemija je dio biologije koja se ubrzano razvija i već znamo metaboličke putove na koje će taj protein utjecati i kakve će posljedice imati na organizam u konačnici. Metode. Genetičko inženjerstvo nije samo guranje novih gena u već postojeće. Jedna od metoda je tzv. „knockout“, kada se već postojeći gen utišava. Kako? Pa, geni dolaze u paru. Jedan se nasljeđuje od oca, drugi od majke i oni su homologni i zovu se ALELI (varijacije istog gena). Isti su ali ne moraju biti „isti“. Oba gena su, primjerice, za sraštenost ušne resice, no jedan može govoriti „da“, drugi „ne“. Najčešće je jedan „jači“ od drugoga pa dominira (i zove se dominanti alel), dok recesivni alel dolazi do izražaja samo ako nam ga daju i mama i tata pa imamo dva. Knockout metodom moguće je zamijeniti dominantni alel neaktivnom verzijom i tako spriječiti nastajanje proteina za koji je na tom genu bila spremljena informacija. Osim utišavanja, moguće je i „probuditi“ neke gene koji su bili prirodno utišani. Nadalje, moguće je u genom ugraditi i potpuno novi gen. Postoje enzimi, zvani restrikcijske endonukleaze, koji cijepaju DNA molekulu na točno određenom mjestu. Njihova originalna funkcija je bila otkrivena na bakterijama i pretpostavlja se da su služile za obranu od strane DNA koja je u njih ulazila, najčešće preko virusa koji bi ih zarazio. Ono što je bitno jest da postoje brojne različite restrikcijske endonukleaze (oko 100 u bakterija) koje režu DNA na različitim mjestima. Znanstvenici su izolirali brojne restrikcijske endonukleaze i koriste ih za dodavanje novih gena u već postojeću DNA molekulu. Pomoću endonukleaze izrežemo naš gen koji nam treba, prenesemo ga do DNA molekule u koju ga želimo ubaciti, nju također izrežemo s istom endonukleazom, pustimo da se gen ugnijezdi na rupu u DNA molekuli i potom sve slijepimo natrag enzimom koji se zove DNA-ligaza. O primjerima takvih genetičkih modifikacija malo poslije. Sada je bitno objasniti zašto GEN nije „štetan“ ako ga pojedemo, pa taman došao iz muhe zunzare. Gen je, kao što napisasmo, dio DNA molekule koja je iznimno osjetljiva molekula i postoji čitava mašinerija enzima koji je održavaju u jezgri. Kao prvo, termička obrada hrane rastavlja dvolančanu molekulu na dva lanca. Kada progutate DNA, ona dospijeva u želudac gdje je pH izrazito nizak (1-3). Tako nizak pH utječe na depurinizaciju jednolančane DNA i uništava joj konformaciju. Kako hrana dalje prolazi kroz probavni trakt, mijenja se i pH tako da se DNA na koncu razgrađuje kao i sva druga hrana koju pojedete. Da bi pojedena DNA uopće mogla napraviti ikakvu štetu vašem organizmu, potrebno je da prvo uđe u stanicu, a potom i u jezgru stanice. Membrane stanica su izrazito selektivne i ne dopuštaju prolaz svemu i svačemu. Za početak tako velika molekula poput DNA uopće ne bi mogla proći kroz membranu, a budući da ne postoji niti jedan protein u membrani koji prenosi DNA van ili unutra, to je praktički nemoguće. Ukoliko se ipak dogodi da DNA dospije u unutrašnjost stanice, proradit će obrambeni mehanizmi stanice koja će dojaviti svima ostalima da je napadnuta i pokušat će ukloniti prijetnju. Ako zakaže, izvršit će samoubojstvo (biološki naziv za to je APOPTOZA). Razmislite koliko ste do sada hrane pojeli. Koliko voća i povrća i životinja pa još uvijek nemate peteljke i sjemenke, niti ste razvili vime. Argument da jedemo „zločeste gene“ jednostavno pada u vodu. Prednosti genetske modifikacije su mnoge. To su znali i naši pretci još prije 10 000 godina kada su započeli sa domestifikacijom. Jer domestifikacija je de facto usporena genetska modifikacija. Možda nije tako očita jer se odvija kroz dugi niz godina i temelji se na principu pokušaja i pogreške, no i dalje su nam cilj promjena gena i dobivanje željenih svojstava. Razlika između takve modifikacije i one u laboratoriju je samo u tome što u laboratoriju kraće traje i znamo što radimo, dok ovim sporim, prirodnim putem to traje desetljećima, stoljećima, pa i duže. Koliko vas ima kod kuće psa? Svi znamo da su sve pasmine potomci vuka (Canis lupus, L.), no isto tako znamo da postoji jako puno pasmina i sve se međusobno razlikuju veličinom, izgledom, naravi... To su posljedice selektivnog uzgoja, gdje mi ciljano razmnožavamo one jedinke sa vrlinama koje nam se sviđaju, a odbacujemo one koje imaju osobine za koje smatramo da nisu dobre. Ne zvuči li vam to kao modifikacija? A naravno, kada mijenjamo morfologiju (oblik, izgled), direktno utječemo i na gene, jer izgled je posljedica gena. Dakle imamo genetsku modifikaciju u punom smislu tog izraza. Semiramida ima psa newfoundlandera i uz sve vrline koje on posjeduje kao što su privrženost, inteligencija, društvenost, mirna narav, morala je prihvatiti i određene rizike koji dolaze uz tu vrstu, a to su mogućnost od displazije kukova i laktova i moguće urođene srčane mane koje uzrokuju preranu smrt. A sve je to posljedica selektivnog uzgoja i genetske modifikacije. Dakle, poznato je već desetljećima da klasičnim križanjima možemo proizvesti ekološki i zdravstveno neprihvatljive kulture (upravo zbog rada „na slijepo“), no sve kulture tako proizvedene se ne kontroliraju niti približno toliko (ili gotovo nikako) kao one proizvedene u laboratoriju. Koliko poznajete ljudi iz svoje okoline koji su alergični na neki biljni produkt? Alergije su opasne jer mogu biti potencijalno smrtonosne. Genetskom modifikacijom moguće je promijeniti biljku (utišati ili ukloniti određene gene) na način da ne proizvodi štetne proteine ili spojeve. Također je moguće biljke učiniti otpornijima na nametnike i parazite (koji se javljaju kao veliki problem uglavnom zahvaljujući monokulturama), time se znatno smanjuje korištenje pesticida koji su puno puno opasniji od uklonjenih ili dodanih gena. Jer pesticid je otrov koji ubija nametnike (eng. pest), a jedini razlog zašto nije štetan za čovjeka jest taj što se koristi u malim koncentracijama, dovoljnima da ubije zlaticu ili skakavca, no ne mijenja se činjenica da mi jedemo i te male količine otrova, što nikako nije zdravo. Broj stanovnika Zemlje premašuje brojku od 6,8 milijardi ljudi i ima tendenciju rasta, dok je površina kopna ograničena. Ako znamo da kopno zauzima 3/10 ukupne zemljine površine, a od toga obradive površine zauzimaju samo 1/4 kopna, dok se od te četvrtine trenutno iskorištava samo 50%, onda je jasno da već sada imamo popriličan problem sa hranom za sve stanovnike naše plave lopte. Naravno, u budućnosti će problem postajati samo veći, jer površina kopna nema baš namjeru da se poveća, a mi nemamo namjeru da se prestanemo razmnožavati. Upravo zbog ovakvih očitih problema biljne i životinjske vrste mogu se modificirati tako da na što manjoj površini prinos bude što veći, ili da se uspori proces truljenja i propadanja hrane. Jedan od poznatih primjera je rajčica. To je prva komercijalizirana biljka (1995.) u kojoj je promijenjen gen za proizvodnju poligalakturonaze. Poligalakturonaza je enzim odgovoran za truljenje. Truljenje je prirodan proces svake biljke ili ploda nakon određenog vremena. Upravo je ovaj enzim u najvećoj mjeri odgovoran za to u rajčici. Da bi se produžio životni vijek trajanja ploda rajčice, ona je modificirana tako da umjesto 100% proizvodnje ovog enzima, ona proizvodi samo 1%. Na taj način rajčica naravno neće ostati prekrasna za vječnost, nego joj se samo produžava rok trajanja za tjedan do dva, što naravno ponekad može puno značiti pri skladištenju hrane ili transportu. Druga prednost je to što se rajčica bere zrela u potpunosti, a ne poluzelena (kao što je običaj jer tako duže traje, no nije zdravija). U ovom konkretnom slučaju dolazi do promjene samo jednog slova ili nukleotida u DNA molekuli. Na genu 6 dolazi do promjene timina u adenin. To je dovoljno da bi se produkcija enzima smanjila za 99%. gen6 CTAACT T TGACCAATGTCAGGACTA gen6 CTAACT A TGACCAATGTCAGGACTA Nama najdraži primjer jest onaj za inzulin. Dijabetes je opasna (i smrtonosna ako se ne liječi) bolest prisutna kod velikog broja ljudi (od 2000. do 2030. godine broj oboljelih će porasti sa 171 milijuna na 366 milijuna ljudi diljem svijeta), a osnovni problem je taj što ne postoji dovoljno inzulina u organizmu zbog različitih razloga (poremećaja u metabolizmu, radu gušterače...). Inzulin je važan hormon koji na sebe veže glukozu (šećer kojim se hrane naše stanice) te ga unosi u stanice. Naravno, kada ga nema, glukoza ostaje izvan stanica te one ostaju gladne. Kao zamjena za ljudski inzulin dugo godina se koristio svinjski ili goveđi, dakle uzgajalo se i ubijalo mnoštvo životinja, a iz njih se vadila gušterača, te se na taj način proizvodio inzulin za ljude kojima je bio potreban. Osim što je proces skup i dugotrajan, problem je i taj što goveđi ili svinjski inzulin nije isti kao i onaj ljudski. Sličan je i može poslužiti kao zamjena, ali nije isti i nije odgovarao svima. Genetskim inžinjerstvom postignut je veliki napredak na ovom području. Danas se proizvodi inzulin od genetski modificiranog kvasca kojemu je ugrađen ljudski gen za proizvodnju ljudskog inzulina. Osim što je kompatibilnost stopostotna, cijeli proces je jeftiniji i brži. Protiv ove vrste genetske modifikacije se nikada nitko ne buni, ali kada se modificira pšenica tako da bi postala otpornija i bolja, odjednom to mnogima smeta. Malo licemjerno, rekli bismo. Genetskom modifikacijom postoji mogućnost da se iskorijene mnoge bolesti, poput malarije, koja je najsmrtonosnija bolest u povijesti čovječanstva (tijekom naše povijesti najviše ljudi je umrlo upravo od ove bolesti). Također je moguće iskorijeniti karijese iz naših usta jednom zauvijek (no zubarski lobij je ovdje prejak). Bakterija Streptococcus mutans je normalni stanovnik naših usta, međutim kao posljedica njezinog metabolizma nastaje kiselina koja uništava našu caklinu koja štiti zub te na taj način omogućava drugim bakterijama da uništavaju unutrašnjost zuba te stvaraju karijese. Jednostavnom zamjenom gena za laktat-dehidrogenazu sa genom za alkohol-dehidrogenazu ta bakterija ne proizvodi više kiselinu, nego male količine etanola, koje nisu niti malo štetne za organizam. Zamislite samo da nikada više ne bi osjetili zubobolju ili onaj osjećaj u želucu prije nego sjednete na zubarsku stolicu. O teorijama urote ne želimo govoriti. Ovo je tekst koji objašnjava biologiju ovog procesa, ne psihologiju, etiku ili moral. Genetičko inženjerstvo služi i moralne i nemoralne, i pohlepne i dobroćudne. Na ljudima je hoće li iskoristiti mogućnosti koje pruža manipulacija genima da stvore usjeve koji su otporni na surove uvjete, a jednako hranjivi ili će ugraditi u rajčice gene za otrove koji će pobiti deset posto svjetske populacije. Još jedna stvar. GM organizmi su s razlogom sterilni. Puno puta se sluša o teorijama zavjere jer se prodaje sterilna pšenica ili soja. Koliko god bezopasan GM organizam bio za zdravlje čovjeka, svejedno je genetički modificiran. Teško je predvidjeti štetu ili korist za ekosustav ukoliko bi se takvi organizmi nesmetano razmnožavali i pri tom mislimo isključivo na evolucijsku štetu/korist i biološku raznolikost. Zato je bolje učiniti takve organizme sterilnima i spriječiti ih da se samostalno razmnožavaju. O činjenici da korporacije iznova naplaćuju sjeme svake godine i to po cijenama koje su apsurdno visoke nećemo razgovarati jer nisu stvar biologije nego ljudske pohlepe i gramzivosti. U GM organizmima leži potencijalna budućnosti i spas ljudskog roda jer gotovo sedam milijardi ljudi treba nešto jesti. Možda većina vas/nas ima mogućnosti kupovati „organski“ uzgojeno voće i povrće i jesti kravice koje su veselo trčkarale iza kuće i pasle samo domaću travu no veliki postotak ljudi na Zemlji to nije u mogućnosti. Afriku bi mogli spasiti genetički modificirani organizmi. Zamislite pšenicu koja uspijeva rasti u katastrofalnim uvjetima. I rajčicu koja se može dopremiti do Afrike jer neće struliti putem. I farme životinja koje će biti otporne na bolesti. Polja kupusa, blitve, kukuruza, riže i krumpira koje ne treba tretirati pesticidima jer se mogu sami braniti od nametnika. Ono što nam je potrebno jest kontrola i povjerenje. Umjesto zabrane, treba kontrolirati proizvodnju GM hrane i uvesti bolne kazne za one koji se usude iskoristiti tu tehnologiju da naude čovjeku ili prirodi. Povrh svega, trebamo naučiti vjerovati jedni drugima i kada nam netko kaže da je taj organizam genetički modificiran ali bezopasan, da mu vjerujemo jer znamo da je tom znanstveniku u cilju pomoći ljudskom rodu, a ne uništiti ga. Zbog toga smatramo da je GM hrana budućnost ali budućnost koju treba nadzirati i paziti da se ne izopači. Na kraju, sve što je čovjek ikad otkrio ili izumio odmah je upotrijebio za nanošenje štete i boli drugima (sjetimo se Nobela i dinamita). Ništa drukčija situacija nije ni s GMO. No danas svejedno koristimo vatru ili praunuka parnog stroja. Literatura: Cooper, Hausman, 2009. "The Cell, A Molecular Approach", fifth edition Lewis, Gaffin, Hoefnagels Parker, 2004. "Life", fifth edition http://web.archive.org/web/20070225205847/http://www.fda.gov/medwatch/SAFETY/2005/Oct_PI/NovoLog_PI.pdf http://www.pubhort.org/hr/hr13/HR_13_02_00000000.pdf http://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.html http://pages.prodigy.net/jhonig/bignum/qland2.html http://www.hugi.hr/files/Hrana_dobivena_iz_biljaka_oplemenjenih_GIom.pdf http://care.diabetesjournals.org/content/27/5/1047 |
< | svibanj, 2010 | > | ||||
P | U | S | Č | P | S | N |
1 | 2 | |||||
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |
24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
31 |