Biotechnologia – dyscyplina naukowa zajmująca się wykorzystaniem organizmów, wirusów lub ich składników do celów praktycznych. Biotechnologię dzielimy na:
biotechnologię tradycyjną – wykorzystuje naturalnie występujące w przyrodzie organizmy lub produkowane przez nie substancje. Ich dobór odbywa się poprzez selekcję sztuczną. Metody biotechnologii tradycyjnej stosuje się przede wszystkim w przemyśle spożywczym i ochronie środowiska, a w mniejszym stopniu w medycynie, rolnictwie, górnictwie i przemyśle odzieżowym,
biotechnologię nowoczesną – wykorzystuje organizmy, komórki czy enzymy, które są zmodyfikowane za pomocą technik inżynierii genetycznej. Biotechnologię nowoczesną wykorzystuje się głównie w medycynie, farmacji, rolnictwie, a także w przemyśle spożywczym, chemicznym i ochronie środowiska.
Inżynieria genetyczna – dziedzina genetyki umożliwiająca zmienienie genomów w taki sposób, by uzyskać organizmy o wybranych cechach.
Selekcja sztuczna – dobór osobników do rozrodu, dokonywany przez człowieka w celu uzyskania określonej cechy użytkowej u osobników potomnych.
Fermentacja – przemiany enzymatyczne związków przeprowadzane przez mikroorganizmy w warunkach beztlenowych. Jest to podstawowy proces biotechniczny wykorzystywany w przemyśle spożywczym. Procesy fermentacyjne stosuje się między innymi do konserwowania żywności oraz podwyższania jej wartości odżywczej.
fermentacja mlekowa – proces beztlenowy, podczas którego, w wyniku działania głównie bakterii mlekowych, cukier jest rozkładany do kwasu mlekowego. Fermentacja mlekowa jest stosowana powszechnie w produkcji przetworów mlecznych (np.: jogurtu), zakwasów chlebowych, koszonych owoców i warzyw, niektórych wędlin (np.: metki) oraz koncentratów spożywczych.
W procesie fermentowania przetworów mlecznych biorą udział głównie bakterie mlekowe. Do produkcji serów pleśniowych oprócz bakterii mlekowych używa się również pewnych gatunków grzybów. Do wyrobu pieczywa na zakwasie wykorzystuje się bakterie, które nadają pieczywu charakterystyczny smak i aromat.
glukoza → kwas mlekowy + energia
fermentacja etanolowa – zachodzi za sprawą drożdży, które rozkładają cukier na alkohol i tlenek węgla (IV). W jej wyniku grzyby uzyskują energię. Fermentację etanolową na szeroką skalę wykorzystuje się w produkcji piwa, wina oraz wysokoprocentowych destylowanych napojów alkoholowych, chleba i ciasta oraz kefiru.
glukoza → alkohol etylowy + tlenek węgla (IV) + energia
fermentacja masłowa – przeprowadzana przez bakterie masłowe. Powoduje m.in. psucie się pasteryzowanego mleka, serów, konserw warzywnych oraz mięsnych. Jej podstawowy produkt to kwas masłowy, który w dużych stężeniach posiada intensywny, bardzo nieprzyjemny zapach zjełczałego tłuszczu. Ten rodzaj fermentacji jest wykorzystywany w przemyśle.
Destylacja – proces rozdzielania ciekłej mieszaniny związków chemicznych przez odparowanie, następnie skroplenie kolejno jej składników; w przemyśle spirytusowym pozwala na oddzielenie alkoholu od innych składników.
Szczep – osobniki danego gatunku o takim samym genotypie, odznaczające się jednakowymi cechami.
Zdolność do pozyskiwania energii z rozkładu substancji organicznej bądź nieorganicznej – jedna z cech organizmów do metabolizmu. Właściwość tę wykorzystuje się głównie przy oczyszczaniu ścieków, oczyszczaniu powietrza, przetwarzaniu opadów komunalnych i produkcji tworzyw biodegrodowalnych.
Odpady komunalne – odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także podobne do nich składem odpady przemysłowe niezawierające substancji toksycznych.
Oczyszczanie biologiczne – oczyszczanie ścieków przy użyciu organizmów.
Złoże biologiczne – złoże, które składa się z materiału biologicznego (np.: z bakterii, grzybów, protistów).
Osad czynny – zawiesina, w której znajdują się organizmy.
Domowa oczyszczalnia ścieków.
dopływ ścieków z gospodarstw domowych,
osadnik pozwala na zagęszczenie ścieków i zabezpiecza przed przedostaniem się zanieczyszczeń do zbiornika, w którym następuje oczyszczanie biologiczne,
rura odprowadzająca nadmiar osadu z powrotem do osadnika,
zbiornik, w którym przebiega większość procesów oczyszczania biologicznego – może zawierać komory tlenowe i beztlenowe,
odpływ czyszczonej wody. Woda jest na tyle czysta, że może być odprowadzona bezpośrednio do jeziora lub strumienia. Można jej także użyć do nawadniania ogrodu lub innych celów.
Utylizacja – wykorzystywanie odpadów (np.: makulatury, złomu, odpadów poubojowych) jako surowców do dalszego przerobu.
Do oczyszczania powietrza z toksycznych substancji, emitowanych między innymi przez zakłady przemysłowe, oczyszczalnie ścieków i fermy hodowlane, stosuje się biofiltry.
Kompostowanie – stosowane od bardzo dawna przez rolników i ogrodników do uzyskiwania naturalnego nawozu. Polega ono na rozkładaniu resztek roślinnych, ułożonych w stos lub umieszczonych w specjalnym pojemniku (kompostowniku), przez bakterie oraz grzyby oddychające tlenowo. Podczas kompostowania niektóre części roślin ulegają rozkładowi do tlenku węgla (IV), wody, azotanów siarczanów, fosforanów i innych związków prostych. Inne, trudnej rozkładalne szczątki roślin, są przekształcane w substancje wielkocząsteczkowe, zwane kompostem, który jest stosowany jako nawóz.
Fermentacja metanowa – proces rozkładu związków organicznych przez mikroorganizmy oddychające beztlenowo. W jej wyniku powstaje mieszanina gazów, głównie metanu i tlenku węgla (IV), zwana biogazem. Fermentacja metanowa może zachodzić spontanicznie w stosach składowanych odpadów komunalnych. Ma wtedy zazwyczaj negatywny wpływ na środowisko. W skali przemysłowej fermentację metanową przeprowadza się w zakładach utylizacji odpadów. Proces przebiega tam w zamkniętych komorach fermentacyjnych w kontrolowanych warunkach wilgotności, pH i temperatury. Powstały w jego wyniku biogaz stanowi źródło energii. W niektórych krajach wykorzystuje się biogaz jako paliwo do generatorów prądu elektrycznego i źródło energii do ogrzewania wody, a po oczyszczeniu i sprężeniu – jako paliwo do napędu silników.
Tworzywa biodegradowalne – łatwe do rozłożenia przez wybrane mikroorganizmy materiały, których używa się zamiast tradycyjnych tworzyw sztucznych. Produkuje się je na przykład z sacharozy zawartej w burakach cukrowych, kukurydzy i ryżu. Wykonuje się z nich między innymi opakowania jednorazowe i torby przyjazne środowisku.
Biologiczne zwalczanie szkodników – polega na ograniczaniu szkód w uprawach roślin za pomocą wybranych organizmów lub wytworzonych przez nie substancji. Do biologicznego zwalczania szkodników wykorzystuje się zwykle te organizmy, które są naturalnymi wrogami szkodników upraw czy drzew. Natomiast substancjami chemicznymi mogą być substancje hamujące rozwój lub rozmnażanie szkodników. Z kolei olejki eteryczne wydzielane przez pewne gatunki roślin wykorzystuje się w celu odstraszenia niektórych owadów. Metody biologiczne stanowią alternatywę dla używania chemicznych środków ochorny roślin, które często są bardzo toksyczne dla człowieka i wielu innych gatunków.
Szkodnik – organizm, którzy przynosi straty gospodarce człowieka, niszcząc m.in. rośliny uprawne, drzewa, księgozbiory, tekstylia i produkty spożywcze.
Ocena stanu zanieczyszczenia środowiska.
bioindykator – tradycyjna metoda, która polega na badaniu obecności osobników należących do
gatunku wskaźnikowego,
testy – metoda biotechniczna, w której wykorzystuje się organizmy wrażliwe na stężenie toksycznych związków.
Produkcja energii.
spalanie resztek roślinnych – uwolniona w wyniku spalania energia można wykorzystać jako źródło ciepła lub, po przetworzeniu, jako źródło energii elektrycznej,
biogaz,
biopaliwo – paliwo wyprodukowane z biomasy. Może ono występować w postaci stałej, ciekłej lub gazowej i jest w pełni odnawialnym źródłem energii.
Biomasa – masa materii pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Jako źródło energii jest wykorzystywana głównie biomasa z pozostałości i odpadków lub specjalnie w tym celu sadzonych roślin.
Organizm zmodyfikowany genetycznie (GMO) – organizm, którego cechy dziedziczne zostały zmienione wskutek ingerencji w jego materiał genetyczny. Organizmy zmodyfikowane genetycznie otrzymuje się poprzez:
wstawienie dodatkowej kopii genu, który występuje w ich genomie, co nasila występowanie cechy warunkowanej przez ten gen,
zmianę aktywności wybranego genu,
wprowadzanie do ich genomu genu organizmu innego gatunku – tak uzyskuje się organizmy o nowych właściwościach.
Sekwencjonowanie DNA – ustalanie kolejności (sekwencji) nukleotydów DNA danego organizmu. Sekwencja nukleotydów określonego genu dostarcza informacji o pewnych jego cechach. Sekwencjonowanie DNA przeprowadza się również wtedy, gdy badany materiał genetyczny został zmieniony na przykład w skutek wprowadzenia do niego obcego genu.
Enzymy restrykcyjne – rozpoznają sekwencje DNA składające się z od czterech do ośmiu nukleotydów. Przecinają DNA w obrębie tych sekwencji lub w ściśle określonej od nich odległości.
Elektroforeza – technika rozdzielania w polu elektrycznych cząsteczek o różnych właściwościach. Fragmenty DNA o różnej długości umieszcza się w określonych miejscach specjalnego żelu, który następnie poddaje się działaniu pola elektrycznego. Pod jego wpływem fragmenty DNA zaczynają się przemieszczać z różną prędkością, w zależności od rozmiaru. Po upływie od 30 do 60 minut fragmenty DNA znajdują się w różnych odległościach od miejsca nałożenia. Najbliżej są cząsteczki najdłuższe, a najdalej – najkrótsze. Wynik elektroforezy można zobaczyć dzięki dodaniu do żelu związku, który łączy się z DNA i świeci pod wpływem promieniowania UV.
Polimeraza DNA – enzym, który powiela otrzymany gen.
Łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR) – szybkie otrzymywanie ogromnej liczby kopii wybranego fragmentu DNA w warunkach laboratoryjnych. Naukowcy przeprowadzają ją w aparacie nazywanym termocyklerem, który umożliwia wielokrotne, szybkie zmiany temperatury próbki w określonych momentach.
Starter – krótki odcinek DNA, który przyłącza się do pojedynczej nici DNA zgodnie z zasadą komplementarności; do niego polimeraza DNA dobudowuje kolejne nukleotydy.
Wektory – specjalne nośniki, które wprowadzają gen po jego wycięciu do wybranej komórki. W cząsteczkę DNA wektora najpierw wbudowuje się wybrany gen, a następnie wprowadza się ją do określonej komórki. Wektory chronią gen przed zniszczeniem przez enzymy komórkowe oraz umożliwiają jego kopiowanie i przekazywanie komórkom potomnym. Wektorami mogą być plazmidy, specjalnie zmienione wirusy, a nawet sztuczne chromosomy. Dobiera się je w zależności od tego, do jakiej komórki ma być wprowadzony gen. W wypadku bakterii wektorami są najczęściej plazmidy. Kolistą cząsteczkę DNA plazmidu przecina się enzymem restrykcyjnym, po czym wprowadza się do niej gen wycięty z genomu innego organizmu.
Transformacja genetyczna – wprowadzanie do komórki obcego materiału genetycznego.
Ligaza – enzym, który łączy końce DNA plazmidu i dodanego genu.
Jak wprowadzić gen do komórki?
przed wprowadzeniem genu do plazmidu należy rozciąć kolistą cząsteczkę DNA plazmidu.
gen wycięty z genomu innego organizmu łączy się z rozciętym plazmidem za pomocą ligazy.
w odpowiednich warunkach plazmid jest pobierany przez bakterie.
podczas rozmnażania bakterie przekazują plazmidy do komórek potomnych.
Biblioteka genowa – kolekcja bakterii zawierająca plazmidy ze wszystkimi fragmentami DNA organizmu, czyli jego całą informacją genetyczną.
Sonda molekularna – krótki, sztucznie utworzony, jednoniciowy fragment kwasu nukleinowego z przyłączonym związkiem fluorescencyjnym. Ma on zdolność dołączania się do nici DNA o komplementarnej sekwencji nukleotydów. Stosując sondę o odpowiedniej sekwencji, można zlokalizować poszukiwany fragment DNA.
Przykładowe modyfikacje genetyczne roślin.
odporność na środki chwastobójcze,
odporność na szkodniki (np.: owady),
odporność na choroby,
dłużej zachowana świeżość owoców,
nietypowa barwa kwiatów,
produkcja leków i ich składników,
produkcja szczepionek,
pochłanianie zanieczyszczeń.
Szczepionka – preparat, który po wprowadzeniu do organizmu powoduje wytworzenie odporności skierowanej przeciwko danemu drobnoustrojowi.
Cele, dla których dokonuje się modyfikacji genetycznych zwierząt.
uzyskiwanie osobników o cechach cennych ze względów hodowlanych (prowadzi do zwiększenia wydajności produkcji mleka, szybszego przyrostu masy ciała, polepszenia jakości mięsa i wełny czy zwiększeniu odporności na choroby),
pozyskiwanie wytwarzanych przez nie białek, które mogą służyć jako składnik lekarstwa lub szczepionki (do tej pory uzyskano zwierzęta, które są zdolne do produkcji takich białek człowieka, jak: antytrombina, erytropoetyna, kolagen i hormon wzrostu – są one pozyskiwane głównie z mleka, krwi i jaj),
naukowy, do badań chorób człowieka oraz testowania nowych metod leczenia (zwierzęta wykorzystuje się do badania chorób o podłożu genetycznym, testowania nowych leków oraz terapii).
Diagnostyka molekularna – dział medycyny, który zajmuje się rozpoznawaniem chorób i identyfikacją cech osobniczych dzięki zastosowaniu technik biotechnologii nowoczesnej. Badania prowadzone w ramach diagnostyki molekularnej polegają na:
analizie materiału genetycznego – umożliwia wykrycie określonych wad i chorób genetycznych, a także zakażeń wirusowych lub bakteryjnych,
wykrywaniu białek – stosuje się w diagnostyce chorób zakaźnych i onkologii. Choroby zakaźne rozpoznaje się dzięki sprawdzeniu, czy w pobranej od pacjenta próbce krwi znajdują się białka charakterystyczne dla danego wirusa lub bakterii lub wytworzone przez organizm przeciwciała zwalczające te mikroorganizmy. W onkologii ustala się, czy w organizmie pacjenta znajdują się cząsteczki białek obecne jedynie na powierzchni komórek nowotworowych – ich występowanie świadczy o chorobie nowotworowej.
Onkologia – dziedzina medycyny zajmująca się badaniem i leczeniem chorób nowotworowych.
Techniki biotechnologii wykorzystuje się do produkowania substancji leczniczych,
takich jak:
antybiotyki – do ich wytwarzania używa się genetycznie ulepszonych szczepów bakterii i grzybów. Produkują one antybiotyki w sposób naturalny, aby hamować wzrost lub rozmnażanie konkurujących z nimi mikroorganizmów,
białkowe substancje lecznicze (biofarmaceutyki) – zastępują nieprawidłowe białka, hamują lub pobudzają wybrane reakcje metaboliczne w komórce. W produkcji biofarmaceutyków używane są zmodyfikowane genetycznie mikroorganizmy (głównie bakterie i grzyby), wirusy, hodowle komórek (głównie ssaków) oraz rośliny i zwierzęta.
Mikroorganizmy zmodyfikowane genetycznie – mogą wytwarzać białka identyczne z białkami występującymi naturalnie w przyrodzie w bardzo dużych ilościach i w krótkim czasie. Wykorzystuje się je na przykład do produkcji:
cytokin,
niektórych hormonów ludzkich,
białek będących składnikami szczepionek przeciw chorobom wirusowym lub bakteryjnym.
Cytokina – białko pobudzające wzrost i podział komórek biorących udział w reakcji odpornościowej organizmu.
Linia komórkowa – grupa dzielących się komórek o tej samej budowie i właściwościach, powstałych w wyniku podziału jednej komórki pochodzącej z organizmu wielokomórkowego.
W hodowlach komórek ssaków, w celu otrzymania leczniczego białka do genomu komórki wprowadza się kodujący je gen oraz odpowiednią sekwencję nukleotydów, która pozwala na wytwarzanie tego białka w dużej ilości. W ten sposób otrzymuje się na przykład:
przeciwciała człowieka,
enzymy człowieka.
Biotechnologia stwarza możliwości hodowli komórek, tkanek, a w dalszej perspektywie nawet narządów. Wyhodowanie komórki można wykorzystać do leczenia chorób związanych z degeneracją komórek. Tkanki znajdują zastosowanie do leczenia uszkodzeń ciała, a narządy – do wymiany niewydolnych lub uszkodzonych narządów osoby chorej. Terapia polega na hodowaniu komórek pobranych od pacjenta, różnicowaniu ich w pożądany rodzaj komórek, tkankę lub narząd, a następnie – wszczepieniu ich z powrotem do jego organizmu.
Transplantologia – dziedzina medycyny zajmująca się przeszczepianiem tkanek i narządów.
Terapia genowa – terapia polegająca na wprowadzeniu prawidłowej wersji uszkodzonego genu do komórek pacjenta.
Rodzaje terapii genowych.
dodawanie genów – prawidłowa wersja genu jest wprowadzana w inne miejsce chromosomu niż istniejąca w genomie nieprawidłowa wersja,
zamiana genów – gen zawierający mutację jest zastępowany prawidłową wersją,
doskonalenie genomu – dodanie genu, który koduje nową dla komórki substancję.
Dzięki biotechnologii możliwe jest wytwarzanie materiałów medycznych nowej generacji. W ich skład wchodzą substancje biodegradowalne. W medycynie substancje biodegradowalne służą do produkcji:
opatrunków wewnętrznych – są rozkładane w organizmie, nie ma więc potrzeby ich usuwania. Opatrunkami tego typu mogą być na przykład płytki i śruby stosowane do unieruchamiania kości po złamaniu lub wchłaniane nici chirurgiczne,
opatrunków zewnętrznych – ułatwiają między innymi regenerację skóry po oparzeniach,
innych tekstyliów jednorazowego użytku – są stosowane na przykład do produkcji odzieży ochronnej i prześcieradeł.
Substancje biodegradowalne – substancje, które w obecności mikroorganizmów lub komórek organizmu, po ustalonym czasie, ulegają rozkładowi do substancji nieszkodliwych.
Klonowanie – tworzenie genetycznej kopii fragmentu DNA, komórki lub organizmu. W efekcie tego procesu powstają klony, którymi są określone geny, komórki lub osobniki roślin i zwierząt.
Naturalne klonowanie.
U bakterii, wielu jednokomórkowych grzybów i niektórych protistów klonowanie zachodzi przez podział komórki podczas rozmnażania bezpłciowego. Powstające organizmy potomne są więc klonami komórki macierzystej. Rozmnażanie bezpłciowe prowadzi do uzyskania klonów również w wypadku niektórych organizmów wielokomórkowych. Przykładem jest rozmnażanie roślin przez fragmentację. Powstałe z części rośliny macierzystej organizmy potomne mają identyczny genom i zwykle bardzo podobny fenotyp. Naturalne klonowanie zachodzi też u ssaków. Klonami są między innymi bliźnięta jednojajowe.
Klony DNA.
W biotechnologii wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża ilość wybranego fragmentu materiały genetycznego. Służą one do:
badania funkcji genów,
badania procesów, w których bierze udział DNA,
przeprowadzania modyfikacji genetycznych,
tworzenie bibliotek genomowych.
Klonowanie komórek – polega na podziałach komórki macierzystej przeprowadzanych w hodowli. Uzyskane komórki potomne są identyczne pod względem genetycznym, mają też zwykle podobne właściwości fenotypowe. Klony komórek znajdują zastosowanie w zależności od tego, od jakiego organizmu pochodzą. Wykorzystuje się je głównie w przemyśle spożywczym, medycynie, farmacji, kosmetologii i ochronie środowiska.
Tkanka kalusowa – tkanka złożona z niezróżnicowanych lub słabo zróżnicowanych komórek zdolnych do szybkich podziałów. W warunkach naturalnych tworzy się w miejscu zranienia rośliny. Może różnicować się w dowolną tkankę rośliny.
Klonowanie roślin.
Zwykle stosuje się je w rolnictwie lub ogrodnictwie, aby uzyskać rośliny o cechach użytkowych rośliny macierzystej. Aby sklonować roślinę, jej fragment umieszcza się na specjalnej pożywce. Zawarte w niej składniki pozwalają pobudzić komórki do wykształcenia tkanki kalusowej, z której może rozwinąć się cały organizm.
Klonowanie zwierząt.
Do klonowania ssaków najczęściej wykorzystuje się metodę transplantacji jąder komórkowych. Wyróżnia się w niej trzy etapy.
etap I – usunięcie jądra z komórki biorcy oraz wyizolowanie jądra z komórki dawcy (lub pobranie całej komórki dawcy),
etap II – wprowadzanie jądra komórkowego z komórki dawcy do pozbawionej jądra komórki biorcy,
etap III – pobudzenie utworzonej komórki do rozwoju w nowy organizm, będący klonem dawcy jądra komórkowego.
Klonowanie reprodukcyjne – klonowanie w celu otrzymania nowego organizmu o tych samych cechach.
Klonowanie terapeutyczne – klonowanie w celu terapii jakiegoś schorzenia.
Klonowanie.
naturalne.
rozmnażanie bezpłciowe,
bliźnięta jednojajowe.
sztuczne.
klonowanie DNA,
klonowanie komórek,
klonowanie roślin,
klonowanie zwierząt.
Pierwsze zwierzę, jeżowiec, zostało sklonowanie pod koniec lat 80. XIX wieku.
Argumenty „za” dla inżynierii genetycznej.
badania naukowe – wykorzystanie GMO pozwala podnieść poziom wiedzy o funkcjonowaniu komórki i całego organizmu, a także przebiegu wielu chorób,
medycyna – inżynieria genetyczna umożliwia produkcję substancji leczniczych i szczepionek, testowanie nowych leków, produkcję biodegrodowalnych implantów lub opatrunków zewnętrznych,
hodowlę komórek i tkanek do transplantacji,
rolnictwo – nowoczesne techniki umożliwiają tworzenie odmian roślin i raz zwierząt hodowlanych o nowych cechach, takich jak zwiększona odporność na drobnoustroje chorobotwórcze czy większa wydajność plonów lub zwiększona produkcja mleka,
przemysł – osiągnięcia inżynierii genetycznej stosuje się do produkcji tworzyw biodegradowalnych, dodatków do żywności oraz paliw będących alternatywą dla pochodnych ropy naftowej,
ochrona środowiska – transgenicznych mikroorganizmów oraz roślin używa się do oczyszczania gleby z metali ciężkich i innych zanieczyszczeń, rośliny transgeniczne odporne na szkodniki umożliwiają ograniczenie zużycia środków ochorny roślin, a tym samym – zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska.
Argumenty „przeciw” dla inżynierii genetycznej.
wpływ organizmów zmodyfikowanych genetycznie na środowisko naturalne, szczególnie na równowagę panującą w ekosystemów,
wpływ produktów zawierających organizmy zmodyfikowane genetycznie na zdrowie człowieka,
względy etyczne.
Wpływ na ekosystemy.
zmniejszenie populacji naturalnie występujących gatunków wskutek konkurencji z odmianą zmodyfikowaną genetycznie lub toksycznego działania obcego białka wytwarzanego przez tę odmianę,
uodpornienie się szkodników na toksyczne białko wytwarzane przez organizmy genetycznie zmodyfikowane,
przeniesienie obcego genu do innych, niezmodyfikowanych organizmów.
Produkty GMO – produkty zawierające organizmy zmodyfikowane genetycznie lub ich fragmenty, mogą zawierać białka, które nie były wcześniej spożywane przez człowieka.
Regulacje prawne w Unii Europejskiej.
W Unii Europejskiej dopuszczone do obrotu są jedynie te organizmy i produkty GMO, o których wiadomo, że nie powodują negatywnych skutków dla zdrowia ludzi oraz nie mają negatywnego wpływu na środowisko. Żywność GMO musi być specjalnie oznakowana, a uprawy GMO muszą być stale badane pod kątem wpływu na środowisko.
Inżynieria genetyczna – metody zapobiegania zagrożeniom.
organizmy separuje się od otoczenia – mikroorganizmy i zwierzęta trzyma się w zamkniętych hodowlach, a uprawy roślin oddziela się barierami zapobiegającymi przenoszeniu pyłków i nasion poza obszar upraw,
organizmy modyfikuje się w taki sposób, aby móc je kontrolować po uwolnieniu do środowiska,
ogranicza się możliwość rozmnażania organizmów zmodyfikowanych genetycznie,
nakazuje się stosowanie specjalnych strategii upraw odmian GMO,
nakazuje się badanie wszelkich produktów uzyskanych z organizmów zmodyfikowanych genetycznie przez niezależne komisje.
Wykorzystanie porównywania sekwencji nukleotydów DNA.
medycyna – do diagnostyki molekularnej, w poradnictwie genetycznym i doborze odpowiedniej terapii,
medycyna sądowa – do ustalania między innymi sprawców przestępstw oraz badania stopnia pokrewieństwa osób,
biotechnologia nowoczesna – do tworzenia organizmów transgenicznych oraz klonów,
ewolucjonizm – do ustalania przodków poszczególnych gatunków,
systematyka – do ustalania przynależności danego organizmu do grupy lub gatunku.
Profil genetyczny – zbiór charakterystyczny dla danej osoby sekwencji nukleotydów DNA.