Żywność modyfikowana

Żywność modyfikowana

genetycznie.

genetycznie.

Tomasz Piekarz

Maciej Pietrzko

• Organizmy transgeniczne to organizmy

wyższe, do których genomu wprowadzono

nowy gen. Wprowadzony dodatkowo gen to

transgen. Jest on wbudowywany na stałe,

do genomu i przekazywany następnym

pokoleniom zgodnie z prawami genetyki.

• GMO to skrót od Genetically Modified

Organism, czyli genetycznie modyfikowane

organizmy. W większości są nimi rośliny

jedno- lub dwuliścienne, będące surowcem

do produkcji żywności

Metody otrzymywania żywności

Metody otrzymywania żywności

transgenicznej

transgenicznej

• Inżynieria genetyczna opracowała techniki

"wycinania" genów i przenoszenia ich do

genomów "gospodarza". Zarówno u

organizmów roślinnych, jak i zwierzęcych

"nożycami" genetycznymi są enzymy

restrykcyjne - restryktazy. Mają one zdolność

rozpoznawania charakterystycznych miejsc

DNA /określonych sekwencji zasad/ i

przecinania go w tych punktach, zostawiając

tzw. "lepkie końce", do których mogą być

przyłączane dodatkowe geny.

• Aby przenieść gen do organizmu biorcy,

potrzebny jest środek transportu, tzw. wektor. U

roślin doskonałym wektorem okazał się plazmid Ti

bakterii Agrobacterium tumefaciens, wywołującej

guzowatość korzeni roślin z rodziny różowatych.

Ma on dużą zdolność, także w warunkach

naturalnych, przenoszenia części swojego DNA i

wbudowywania go do DNA komórek zranionej

rośliny. Na korzeniach porażonych roślin pojawiają

się narośla. W laboratorium można usunąć gen

wywołujący narośla z plazmidu i wprowadzić do

niego nowy gen, który ma być przeniesiony do

rośliny. W ten sposób plazmid Ti jest

wykorzystywany w celu przenoszenia

dodatkowych genów do roślin. Zakażenie roślin

dodatkowym genem to transfekcja.

• Ponieważ stosowanie wektora Ti jest

ograniczone do pewnej liczby roślin
dwuliściennych, podatnych na infekcję
bakterią A. tumefaciens, opracowano również
inne sposoby przenoszenia genów do
komórek roślinnych. Bardzo efektywną
metodą jest pokrycie małych kuleczek złota
lub wolframu cząsteczkami DNA a następnie
wstrzeliwanie ich do jąder komórek tkanki
roślinnej z użyciem tzw. "armatki genowej"
/gaz pod dużym ciśnieniem/.

• Rośliny są podatne na modyfikacje

genetyczne. Z jednej, genetycznie
zmodyfikowanej komórki można zregenerować
całą roślinę. Jeśli roślina jest płodna, to
wprowadzona modyfikacja genetyczna
znajdzie się w nasionach, a cecha zostanie
przekazana następnym pokoleniom. Z tego
powodu najdogodniejszą metodą uzyskiwania
transgenicznych roślin jest zakażanie wycinka
liści i hodowanie go w określonych warunkach.

Zakres manipulacji genetycznych

Zakres manipulacji genetycznych

• Wyróżniamy trzy rodzaje metod modyfikacji

genetycznych, pozwalających uzyskać pożądane

cechy:

• 1. Zmianę aktywności genów występujących w

danym organizmie. Tę technikę zastosowano w

wypadku pomidora, który został jako pierwszy GMO

dopuszczony w 1994 roku do sprzedaży. Zmniejszono

w nim aktywność genu odpowiedzialnego za

dojrzewanie i mięknięcie. Dzięki temu genetycznie

zmodyfikowany pomidor lepiej znosi transport oraz

dłużej zachowuje jędrność.

• 2. Wprowadzenie do organizmu

dodatkowego, jego własnego genu. Ten
rodzaj modyfikacji stosuje się w celu
zwielokrotnienia pożądanej cechy, np.
przyspieszenia wzrostu zwierząt. Dzięki takim
modyfikacjom można otrzymać bydło i trzodę
chlewną o szybkich przyrostach masy.
Wprowadzenie dodatkowego genu
odpowiedzialnego za produkcję mleka
umożliwia wyhodowanie krów i owiec o
większej mleczności.

• 3. Tworzenie organizmów o układach nieistniejących dotąd

w naturze. Wprowadza się w tym celu do organizmu

"macierzystego" gen pochodzący od innego gatunku. W ten

sposób można łączyć:

• geny roślinne z roślinnymi, np. do genomu soi wprowadza

się gen białka orzeszka ziemnego, w wyniku czego

otrzymuje się soję o smaku orzeszków /białko silnie

alergizujące/;

• geny zwierzęce ze zwierzęcymi, np. do genomu kozy

wprowadzono gen pająka, uzyskując mleko kozy z białkiem

w postaci bardzo mocnych nici, nadających się do produkcji

kuloodpornych kamizelek;

• geny roślinne ze zwierzęcymi lub ludzkimi, np. do genomu

tytoniu wprowadza się gen robaczka świętojańskiego, w

wyniku czego otrzymuje się "świecący" tytoń; gen ludzkiej

albuminy wprowadzony do ziemniaka powoduje, że roślina

ta zaczyna produkować ludzkie białko z osocza krwi.

Rośliny uprawne modyfikuje się w celu:

• 1. Uodpornienia ich na działanie

niekorzystnych warunków, np. na mróz,
suszę lub zasoloną glebę. Taką rośliną jest
na przykład ziemniak odporny na mróz,
dzięki wprowadzeniu do jego genomu
genu flądry arktycznej.

• 2. Uodpornienia na choroby wirusowe, bakteryjne,

grzybice. Przez wprowadzenie genu

produkującego białko płaszcza danego wirusa

uodporniono wiele gatunków roślin np. tytoń na

wirusa mozaiki tytoniowej, ziemniak na wirusa X,Y

i wirusa liściozwoju ziemniaka, ogórka na wirusa

mozaiki ogórka, kalafiora na wirusa mozaiki

kalafiora, orzeszki ziemne na wirusa ich

karłowatości, morele i śliwy na wirusa szarki.

Stwierdzono, że wprowadzenie do genomu rośliny

genu łagodnego wirusa również uodpornia roślinę

na zakażenie odmianą zjadliwą.

• 3. Uodpornienia roślin na herbicydy, czyli środki

chwastobójcze. W tym celu zastosowano różne

techniki, np. zwielokrotnienie genu kodującego

enzym rozkładany przez herbicydy. Innym sposobem

jest wprowadzenie genu bakterii, produkującego

zmienione białko enzymatyczne, oporne na działanie

herbicydu. Najbardziej radykalnym sposobem jest

wprowadzenie genu bakterii, produkującego

toksyczne białko, które niszczy herbicyd. Tak

otrzymano oporne na działanie herbicydów tytoń,

soję, rzepak, kukurydzę, pomidor, burak cukrowy i

pastewny. Rolnik może śmiało stosować herbicydy,

które zniszczą chwasty a nie roślinę uprawną.

• 4. Uodpornienia roślin na owady żerujące

najczęściej na liściach zarówno w stadium

dorosłym - imago, jak i larwalnym - gąsienicy.

Najczęściej uzyskuje się ten efekt przez

wprowadzenie genu bakterii Bacillus thuringiensis

produkującego toksyczne białko, niszczące owady,

zwłaszcza motyle, dwuskrzydłe i chrząszcze. Takie

transgeniczne rośliny, które same produkują

pestycydy zabijające szkodniki to np. ziemniak

niszczący stonkę, kukurydza broniąca się przed

gąsienicami motyli, pomidory, słonecznik, kapusta

oraz inne warzywa i owoce, zawierające różną

wersję toksyny z tej samej bakterii Bt.

Do chwili obecnej uzyskano odmiany transgeniczne w prawie

Do chwili obecnej uzyskano odmiany transgeniczne w prawie

wszystkich grupach użytecznych roślin dwuliściennych i

wszystkich grupach użytecznych roślin dwuliściennych i

niektórych jednoliściennych. Odmiany te sprawdzono w

niektórych jednoliściennych. Odmiany te sprawdzono w

warunkach polowych / wg OECD /

warunkach polowych / wg OECD /

Zboża

jęczmień

pszenica

ryż

kukurydza

Rośliny oleiste

orzech ziemny

gorczyca

rzepik

słonecznik

rzepak

Rośliny sadownicze

kiwi

truskawka

papaja

orzech włoski

jabłoń

śliwa

winorośl

żurawina
borówka

Warzywa

cebula

szparagi

kapusta

brokuły

papryka

cykoria

ogórek

arbuz

melon

cukinia

marchew

bataty

sałata

oberżyna

kapusta pekińska

Motylkowate

soja

groch

łubin

koniczyna

lucerna

Inne

burak

trzcina cukrowa

Założenia produkcji roślin

Założenia produkcji roślin

trnsgenicznych

trnsgenicznych

• Rośliny modyfikowane genetycznie miały

zmniejszyć koszty uprawy i ułatwić pracę rolnika

przez ograniczenie stosowania pestycydów.

• Toksyczne białko produkowane przez rośliny

transgeniczne jest wydzielane przez całą roślinę w

ciągu pełnego okresu jej wegetacji. Zabija ono

szkodniki żerujące tylko na liściach. Toksyna

wydzielana przez korzeń zalega w glebie ponad rok,

co rodzi negatywne konsekwencje ekologiczne (jak

wiadomo opryski środkami owadobójczymi stosuje

się sezonowo, a po nich zawsze następuje okres

karencji). Należy również pamiętać, że niektóre

szkodniki uodpornią się na toksynę tak, jak bakterie

na niektóre antybiotyki. W rezultacie będzie trzeba

stosować większą ilość środków owadobójczych.

• Transgeniczne rośliny mają zmniejszyć koszty uprawy i

ułatwić pracę rolnika przez ograniczenie stosowania

herbicydów, na rzecz jednego a nie całego zestawu,

dozowanego w różnych okresach wzrostu uprawy.

• Odporne na herbicydy rośliny są opryskiwane litrami

chemikaliów, które przenikają do gleby i są pobierane przez

korzenie rośliny uprawnej. Rolnicy uprawiający rośliny

transgenicznie skarżą się, że muszą zużywać dużo więcej

herbicydów, zwiększać dawki i częstotliwość zabiegów.

Duże ilości herbicydów w glebie niszczą żyjące w niej

organizmy. Gleba staje się martwa i jałowa. Na takiej glebie

przez wiele lat nic nie urośnie i szybciej ulegnie ona erozji.

Tradycyjne odmiany rzepaku, uprawiane w gospodarstwach

ekologicznych, są już odporne na przynajmniej 30

preparatów chwastobójczych. Czy jest więc celowa hodowla

kolejnej odmiany rzepaku odpornej na jeszcze jeden

herbicyd ?

• Rośliny z dodatkowymi genami miały ochronić

konsumenta przed pokarmem przesyconym

środkami chemicznymi.

• Jak wynika z dotychczasowych doświadczeń,

zmienione rośliny nie tylko, że nie zmniejszyły ilości

stosowanych środków chemicznych, ale je jeszcze

"utoksyczniły", ponieważ nie ma możliwości

pozbycia się trującego białka zakodowanego w

organizmie rośliny, nawet po jej zwiędnięciu.

• Transgeniczne rośliny "zmuszono" do produkcji

wartościowych substancji: na przykład "złoty ryż"

wytwarza formę witaminy A, a sałata produkuje

przeciwciała na wirusa zapalenia wątroby typu B.

• Zmodyfikowane rośliny miały polepszyć walory smakowe,

np. pomidor z wbudowanym genem słodkiego białka

taumatyny, używanej jako słodzika, jest powszechnie

stosowany w USA. W Polsce wyhodowany został ogórek z

taumatyną.

• Z 10 000 odmian pomidora zmodyfikowano genetycznie już

80%, ponieważ odmiany pomidora bardzo łatwo krzyżują

się między sobą. Ponadto jego pestki nie są trawione i

dlatego są łatwo przenoszone przez zwierzęta. Amerykanie

mają już dosyć tych przesłodzonych pomidorów, wycofano

je z Anglii, natomiast w Polsce stwierdzono ich obecność w

sprzedaży.

• Uprawy transgeniczne miały zmniejszyć liczbę głodujących.

• Od lat liczba głodujących ludzi oscyluje wokół 800 mln. W

ciągu 5 lat obszary upraw transgenicznych zwiększyły się

25-krotnie, natomiast liczba głodujących nie zmniejszyła

się.

Początkowa euforia i entuzjastyczne prognozy

Początkowa euforia i entuzjastyczne prognozy

związane z GMO ustępują poważnym obawom,

związane z GMO ustępują poważnym obawom,

ponieważ

ponieważ

:

• w produkcji GMO używa się genów

odporności na antybiotyki, jako genów
pomocniczych. Może to spowodować
uodpornienie się na antybiotyki
mikroorganizmów znajdujących się w
przewodzie pokarmowym osób, które
odżywiają się transgenicznymi produktami.

• uprawy modyfikowane genetycznie zagrażają w

poważnym stopniu bioróżnorodności. Jest to

różnorodność form i struktur tworzących gatunki,

odmiany i rasy. Bioróżnorodność daje szanse

przystosowania się do zmieniających warunków

środowiska i stanowi zabezpieczenie żywnościowe

na wypadek klęski lub zarazy.

• Ujednolicenie monokulturowe upraw i zmniejszenie

liczby ich odmian stwarza niebezpieczeństwo

wyginięcia gatunku w razie zadziałania

niekorzystnego czynnika. Przypadek taki miał

miejsce w Irlandii, gdzie w XIX wieku uprawiano tam

tylko jedną odmianę ziemniaka. Kiedy zaraza

ziemniaczana opanowała ten rejon, wszystkie

ziemniaki zgniły, co spowodowało klęskę głodu i

wymarcie dwóch milionów ludzi w przeciągu 5 lat.

• rośliny transgeniczne produkujące białka

toksyczne są silnie alergizujące. W związku
z tym zakazano używać ich do produkcji
żywności dla ludzi, natomiast zezwolono
karmić nimi zwierzęta. Dotyczyło to
kukurydzy StarLink. Mimo tego, stwierdzono
obecność tego białka w wielu produktach,
np. chipsach. Co gorsza, w 2/3 produktów
dla dzieci marki Gerber/Novartis wykazano
obecność zmodyfikowanego białka.

• w pyłkach i zarodnikach roślin transgenicznych

znajdują się silne alergeny, które spowodowały

przypadki śmiertelne w USA.

• trudno jest oddzielić ziarna upraw czystych od

transgenicznych. Certyfikaty czystości ziarna są

niewiarygodne. Utracono kontrolę nad dystrybucją

i oddzielaniem ziarna

• utracono kontrolę nad uprawami: pyłki roślin

modyfikowanych krzyżują się z czystymi, nawet

na bardzo dużą odległość. Może to spowodować

przeniesienie genów odporności na pestycydy na

chwasty, co spowoduje powstanie

"superchwastów" nie do pokonania

• toksyczne białka kumulują się w organizmach

konsumentów I, II i III rzędu. Człowiek zjada

rośliny modyfikowane genetycznie, a także

zwierzęta karmione paszą transgeniczną

/lucerną, koniczyną, kukurydzą/ Nie da się

dzisiaj przewidzieć konsekwencji spożywania

żywności transgenicznej.

Białko przeznaczone dla szkodników jest

spożywane przez ich naturalnych wrogów,

np. ptaki owadożerne. Grozi to zachwianiem

równowagi w ekosystemach, a szczególnie w

ogniwach łańcucha pokarmowego.

• monokultury transgeniczne wypierają lokalne odmiany

i gatunki dostosowane do konkretnych warunków, co,

zagrażając bioróżnorodności, degraduje wieś,

zwiększa biedę, uzależnia rolnika od agrobiznesu.

Rolnik nie może wysiewać własnego ziarna. Musi albo

wykupić licencję, albo co roku nabywać nowe ziarno

• Organizmy zmodyfikowane genetycznie są własnością

kilku korporacji, które opatentowały transgeny i

finansują większość badań biotechnologicznych. W

związku z tym modyfikacje genetyczne mają często na

celu względy tylko komercyjne, czego przykładem

może być wyhodowanie transgenicznej odmiany

ziemniaka, z którego produkuje się frytki wchłaniające

mniej tłuszczu.

Polska i Europa wobec GMO

Polska i Europa wobec GMO

• Polskie przepisy zobowiązują do etykietowania żywności i

pełnej informacji o modyfikacjach. Prawo nie zabrania

upraw po wcześniejszym wydaniu zezwolenia.

• Przeciw GMO w Polsce występuje szereg organizacji

pozarządowych. Między innymi są to Federacja Zielonych,

Polski Klub Ekologiczny, Społeczny Instytut Ekologiczny oraz

organizacje konsumenckie, takie jak: Stowarzyszenie

Ochrony Zdrowia Konsumentów, Medyczne Centrum

Konsumenckie i wiele innych.

• W Europie w 1998 roku wstrzymano wydawanie zezwoleń

na wprowadzanie na rynek genetycznie zmodyfikowanej

żywności. Firmy NESTLE, DANONE i UNI LEVER

zadeklarowały, że ich towary są wolne od modyfikacji

genetycznych. W Anglii sieć sklepów TESCO nie sprzedaje

modyfikowanej żywności. W Pradze sklepy TESCO sprzedają

taką żywność z odpowiednią informacją na etykiecie.

Powierzchnia uprawy roślin

transgenicznych w mln

hektarów

Niezmiennie od

rozpoczęcia upraw

GMO największym

wytwórcą tej

żywności są Stany

Zjednoczone