ГМО и ГМО-фобия. (original) (raw)

http://i-ddragon.livejournal.com/68041.html

Предисловие. Конструктивной критике профессиональных биохимиков буду рад. В тексте много матана биологии и прочих букафф.
В беседах сам собой родился термин «ГМО-фобия».
Помимо страшных инопланетян, которые зомбируют бедных граждан Этой Страны, размещая под диванами передатчики сатанинских сигналов, оказывается, свалилась на голову ещё одна беда — ГМО.
Итак, если серьёзно — что это такое.

Ликбез по сабжу
Для начала следует уяснить строение живых организмов. Итак, программа, по которой строится тело живого существа, находится в ДНК — двух скрученных цепочек, которые состоят из звеньев четырёх видов — четырёх видов молекул-нуклеотидов, используемых для построения ДНК. Далее, для синтеза белков используются копии участков ДНК — так называемые РНК, которые также состоят из 4-х видов аналогичных нуклеотидов - на место Тимина (5'-dTMPловая кислота или pdT) в ДНК в РНК-копии используется Урацил (5'-UMPкислота или pU), остальные три дезоксирибонуклеотиды — аналогичными рибонуклеотидами. Кроме того, РНК представляют собой одиночную цепь.
Примечание — существуют ещё так называемые минорные нуклеотиды, но как мы рассмотрим ниже, это существенной роли для вопроса ГМО не имеет.
Итак, РНК используется для синтеза белка — основного строительного материала для клетки. Белок в свою очередь представляет собой цепь из звеньев 20-и видов — 20 белковых аминокислот. Каждый белок состоит из уникальной последовательности аминокислот, которая однозначно определяется геном - цепочкой РНК, используемой для синтеза конкретного белка. Каждому виде аминокислоты соответствует определённый «кодон» гена — то есть набор из трёх рибонуклеотидов. Количество разнообразных кодов равно 64 - количеству различных последовательностей длиной 3 элемента и составляемых из 4-х разных элементов. Количество видов аминокислот равно 20 — итого для обозначения одной и той же аминокислоты используется несколько различных кодонов. Операцию декодирования генетического кода в белок выполняют так называемые рибосомы — эти устройства считывают последовательно по тройки элементов из РНК-цепи и присоединяют к обрабатываемой белковой цепи соответствующую аминокислоту.
После синтеза белковая цепь сворачивается в клубок и иногда объединяется с другими белковыми цепями и может принимать в свой состав небелковые молекулы (пример — гемоглобин — четыре белковых молекулы + небелковые молекулы гема + ионы железа). Посторонние молекулы синтезируются как правило с участием тех же белков и приём их в белковые структуры определяется самими белками. А структура белков определяется совокупностью генов — генетическим кодом.

Как всё это применяется на практике
Итак, чтоб изменить организм — следует менять его генетический код. В общем-то он и так постепенно меняется в природе — от случайных мутаций, а затем организмы с более удачными вариантами генов увеличиваются в количестве, с менее удачными уменьшаются, с неудачными исчезают и т. д — так называемый естественный отбор.
Вначале люди использовали отбор нужных генов — селекцию — то есть аналог естественного отбора. Только отбирались не признаки, полезные для выживания растений и животных в природе, а полезные для использования организма человеком. Иногда у домашних животных или культурных растений случалась мутация, и иногда эти мутации делали их более полезными для людей. Например, культурные сорта подсолнечника являются мутантами с укрупнёнными цветками. Вероятно, культурный рис также является мутантом, у которого был сломан ген, отвечающий за выпадание зёрен в процессе созревания.
Другой распространённой мутацией среди культурных растений является так называемая полиплоидия - то есть удвоение, утроение или более кратное увеличение генов. В этом случае каждая клетка организма содержит вместо одного набора ДНК два или более одинаковых — что увеличивает выработку РНК, и, как следствие, ускоряет выработку белков и рост организма. Итого, полиплоид-мутант становится больше и растёт быстрее.
Итак, все культурные растения ещё задолго до генной инженерии, были искусственными, то есть содержали неприродный генетический код. «ГМО» расшифровывается как «генетически модифицированный организм» - а таковыми по отношению к природным есть любые синтетические сорта, вывели ли их во времена наших далёких предков или вчера.
Однако под «ГМО» сейчас понимают нечто другое — вместо селекции и поиска случайных мутаций в последнее время появилась возможность переносить участки генетического кода из одного организма в другой. Аналогичный процесс случается и в природе — иногда вирусы и бактерии переносят часть генетического кода одного растения в другое горизонтальный перенос генов. Пример — в ДНК приматов существует код для генерации белка синтицина, который вероятно был привнесён в них от ретровирусов (вирусов, встраивающих свой РНК в ДНК хозяина). Опять же, этот процесс чисто природен.
С развитием генетики удалось взять этот процесс под контроль — то есть перенести нужный экспериментаторам участок генетического кода организма и встроить его в другой организм. За основу была взята бактерия, внедряющая ген в ДНК клеток хозяина. Подробнее - здесь.

Опасно ли это?
Итак, собственно, главный вопрос.
Очень распространённое возражение — геном ГМО встроиться в генетический код человека, если тот будет его есть.
Итак, для начала в организм человека поступают цепочки ДНК и РНК самого разного происхождения — искусственные отличаются от естественных только порядком входящих в них нуклеотидов, а сами нуклеотиды во всех одинаковы. В пищеварительном тракте ДНК и РНК расщепляется на отдельные нуклеотиды — итого, клеткам организма без разницы, в каком порядке были эти нуклеотиды до этого. Далее, отдельные нуклеотиды тоже поддаются расщеплению нуклеозидов и далее до свободных азотистых оснований. Всасываются уже сами нуклеозиды и азотистые основания. То есть избыток минорных нуклеотидов, который мог бы оказаться в ГМО, тоже не опасен.
Есть правда небольшая опасность, что в генетическом коде ГМО может оказаться фрагмент кода ретровируса, который успеет встроиться в генетический код стенок кишечника — хотя в виду агрессивности среды пищеварительного тракта это маловероятно. Но, во-первых, следует не забывать, что во-первых, такие фрагменты кода существуют и в природных видах, и искусственных полученных старыми способами видах. Во-вторых, такое поражение клетки ещё далеко не гарантирует, что разовьётся какая-то болезнь — обычно испорченная клетка погибает. Также поскольку организм, пошедший на еду справлялся с наличием у него встроенного чужеродного кода во всех клетках, то велика вероятность, что человек тоже справится со встроенным чужеродным кодом в ОДНОЙ клетке.
Также следует не забывать, что многие ГМО — это пищевые организмы, которым перенесён генетический код других пищевых организмов. Если например от завтрака в виде натурального апельсина и натурального лосося не происходит никаких поражений, то и от питания геномодифицированным апельсином, куда добавлены гены лосося, не должно происходить ничего плохого.
В конце концов, в кишечник попадают объекты куда более вредные, чем подозрительные нити ДНК и РНК.
А также все, буквально все культурные сорта растений и животных являются искусственными, отличными от природных, что разбиралось в предыдущих абзацах.
Более реальную опасность представляют не сами участки генетического кода, а порождаемые ими белки. Хотя белки тоже расщепляются в организме на аминокислоты, и конечному потребителю (клеткам) всё равно, в каком порядке были аминокислоты в исходных белках. Но во-первых, не все белки легко перевариваются в организме. Стенки самих клеток кишечника и бактерий, которые могут жить в них, содержат белки и синтезируемые ими липиды — и не перевариваются. Во-вторых, некоторые белки идут вместе с небелковыми соединениями (уже упоминавшийся гемоглобин).
Что можно возразить в данном случае?
Во-первых, если организм получен совмещением генетических кодов двух пищевых или просто неядовитых для человека организмов, то проблем с отравлением с вероятностью 99.9% не будет (одну десятую процента оставляю на случай, если из разных организмов белки между собой как-то необычно прореагируют, породив ядовитое соединение — но это же может случится и при обычном механическом смешивании разной еды). Иногда впрочем бывают и менее безопасные продукты.
Например, в некоторых ГМО-сортах растений используют ген bt, продуктом которого является бактериальный токсин Bacillus thuringiensis. Эта тюрингская бактерия продуцирует крупный белок (протоксин), контролируемый геном bt, который, попадая в кишечник личинок насекомых, разрушается под действием ферментов, а его фрагмент (эндотоксин) приводит к гибели насекомого. Нет гарантии, что этот белок или подобный не причинит вред человеку. Однако, не следует забывать, что аналогичная, но не-ГМО пища выращивается с большим использованием пестицидов. Так что более экологическая замена таким ГМО — это не продукты «без ГМО», а продукты, выращенные самостоятельно на своём огороде без использования ГМО. Так что хотя в этой области некоторый вред ГМО действительно присутствует, но во-первых, в этом случае это замена вреда от пестицидов, а во-вторых, уход от него лежит не в области запрета ГМО — так как не все ГМО вредны — а в области ухода от зависимости от фирм-монополистов.
Некоторые ГМО продукты также вероятно могут накапливать пестициды, однако вред их вовсе не в самой идее генной модификации, а в неправильном выращивании - избыточном использовании этих самых пестицидов, что является проблемой ещё до эры ГМО. Кроме того, пестициды могут накапливаться и в природных сортах растений.
В последних двух случаях ключ к решению проблемы лежит не в запрете ГМО, а в увеличении открытости информации о вреде или пользе конкретных сортов, и в борьбе с монополиями — в частности, в запрете на копирайтные ограничения и засекречивании генетического кода пищевых растений и животных. Что уже есть не баг технологии, а баг общества.
Короче, от ГМО вред может быть не больше, чем от несбалансированного питания грязными, но немодифицированными продуктами.
Некоторые другие аргументы против ГМО разбираются здесь.