GENETYCZNE GENETYCZNE MODYFIKOWANE MODYFIKOWANE

ORGANIZMY (GMO) A ORGANIZMY (GMO) A ŚRODOWISKOŚRODOWISKO

Zastosowanie drobnoustrojów- na Zastosowanie drobnoustrojów- na przykładzie przykładzie Bacillus thuringiensisBacillus thuringiensis

Biotechnologia jest jedną z dyscyplin naukowych, która integruje Biotechnologia jest jedną z dyscyplin naukowych, która integruje nauki przyrodnicze i techniczne. W wyniku procesów nauki przyrodnicze i techniczne. W wyniku procesów biotechnologicznych i inżynierii genetycznej powstają nowe biotechnologicznych i inżynierii genetycznej powstają nowe organizmy – zwane GMO, które nie powstałyby w naturalnych organizmy – zwane GMO, które nie powstałyby w naturalnych warunkach. Rozwój tej dziedziny nauki dowiódł, że w drodze warunkach. Rozwój tej dziedziny nauki dowiódł, że w drodze inżynierii genetycznej można dokonać zmian cech wielu inżynierii genetycznej można dokonać zmian cech wielu organizmów powodując tym samym zmianę ich wartości użytkowej. organizmów powodując tym samym zmianę ich wartości użytkowej. Produkty te coraz częściej pojawiają się na rynku, budząc wiele Produkty te coraz częściej pojawiają się na rynku, budząc wiele kontrowersji, szczególnie w odniesieniu do problematyki kontrowersji, szczególnie w odniesieniu do problematyki bezpieczeństwa tych produktów dla zdrowia człowieka i ich wpływu bezpieczeństwa tych produktów dla zdrowia człowieka i ich wpływu na inne organizmy w środowisku.na inne organizmy w środowisku.

W związku z powyższym zachodzi potrzeba oceny stopnia W związku z powyższym zachodzi potrzeba oceny stopnia zagrożenia tych produktów dla zdrowia ludzi i środowiska.zagrożenia tych produktów dla zdrowia ludzi i środowiska.

CO TO SĄ ORGANIZMY CO TO SĄ ORGANIZMY TRANSGENICZNE?TRANSGENICZNE?

OrganizmOrganizm – przez organizm w ustawie – przez organizm w ustawie rozumie się każdą jednostkę biologiczną, rozumie się każdą jednostkę biologiczną, komórkową lub niekomórkową, zdolną do komórkową lub niekomórkową, zdolną do replikacji i przenoszenia materiału replikacji i przenoszenia materiału genetycznego;przez organizm rozumie się genetycznego;przez organizm rozumie się także kultury komórkowe i tkankowe roślin i także kultury komórkowe i tkankowe roślin i zwierząt oraz plazmidy. zwierząt oraz plazmidy.

Organizm genetycznie zmodyfikowanyOrganizm genetycznie zmodyfikowany – – rozumie się organizm inny niż organizm rozumie się organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzący został zmieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych wskutek w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, w krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, w szczególności przy zastosowaniu:szczególności przy zastosowaniu:

1.1. Technik rekombinacji DNA z użyciem Technik rekombinacji DNA z użyciem wektorów;wektorów;

2.2. Technik stosujących bezpośrednie Technik stosujących bezpośrednie włączenie materiału dziedzicznego włączenie materiału dziedzicznego przygotowanego poza organizmem (mikro- i przygotowanego poza organizmem (mikro- i makroinjekcji);makroinjekcji);

3.3. Metod nie występujących w przyrodzie dla Metod nie występujących w przyrodzie dla połączenia materiału genetycznego, co połączenia materiału genetycznego, co najmniej 2 różnych kom., co daje nową najmniej 2 różnych kom., co daje nową komórkę zdolną do przekazywania komórkę zdolną do przekazywania materiału genetycznego odmiennego od materiału genetycznego odmiennego od materiału wyjściowego komórek potomnych.materiału wyjściowego komórek potomnych.

Podstawowe regulacje prawne z zakresu GMO w Unii Europejskiej i Podstawowe regulacje prawne z zakresu GMO w Unii Europejskiej i PolscePolsce

Podstawowymi aktami prawnymi Podstawowymi aktami prawnymi Unii EuropejskiejUnii Europejskiej normującymi normującymi zagadnienia związane z organizmami genetycznie zagadnienia związane z organizmami genetycznie zmodyfikowanymi są:zmodyfikowanymi są:

1.Dyrektywa Rady1.Dyrektywa Rady z 23.04.1990 r. w sprawie zamkniętego użycia z 23.04.1990 r. w sprawie zamkniętego użycia genetycznie zmodyfikowanych organizmówgenetycznie zmodyfikowanych organizmów – dyrektywa ta reguluje – dyrektywa ta reguluje zamknięte użycie genetycznie zmodyfikowanych organizmów, zamknięte użycie genetycznie zmodyfikowanych organizmów, nakłada na państwo obowiązek podjęcia właściwych środków w nakłada na państwo obowiązek podjęcia właściwych środków w celu uniknięcia zagrożeń, które mogłyby wywierać negatywny wpływ celu uniknięcia zagrożeń, które mogłyby wywierać negatywny wpływ na zdrowie ludzi i na środowisko. W dyrektywie wyróżnia się 4 typy na zdrowie ludzi i na środowisko. W dyrektywie wyróżnia się 4 typy operacji w zależności od stopnia zagrożenie;operacji w zależności od stopnia zagrożenie;

22.Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z .Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z 12.03.2001r. w sprawie zamierzonego uwalniania do środowiska 12.03.2001r. w sprawie zamierzonego uwalniania do środowiska organizmów genetycznie zmodyfikowanychorganizmów genetycznie zmodyfikowanych

Powyższa Dyrektywa reguluje zamierzone Powyższa Dyrektywa reguluje zamierzone uwolnienie GMO do środowiska w celach innych uwolnienie GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu (cele niż wprowadzenie do obrotu (cele eksperymentalne) oraz wprowadzanie do obrotu eksperymentalne) oraz wprowadzanie do obrotu produktów GMO. Wprowadza obowiązek produktów GMO. Wprowadza obowiązek uwzględnienia skumulowanych oddziaływań uwzględnienia skumulowanych oddziaływań danego GMO na środowisko i zdrowie ludzi, danego GMO na środowisko i zdrowie ludzi, przedstawienie danych dotyczących przedstawienie danych dotyczących oddziaływań następuje przy sporządzaniu przez oddziaływań następuje przy sporządzaniu przez użytkownika dokumentacji oceny zagrożenia. użytkownika dokumentacji oceny zagrożenia.

Szczególnie ważnymSzczególnie ważnym dokumentem dokumentem prawa międzynarodowegoprawa międzynarodowego mającym zastosowanie do transgranicznego przemieszczania, mającym zastosowanie do transgranicznego przemieszczania, tranzytu, przekazywania i wykorzystania wszystkich żywych tranzytu, przekazywania i wykorzystania wszystkich żywych zmodyfikowanych organizmów, które mogą mieć negatywny wpływ zmodyfikowanych organizmów, które mogą mieć negatywny wpływ na zachowanie i zrównoważone użytkowanie różnorodności na zachowanie i zrównoważone użytkowanie różnorodności biologicznej, z uwzględnieniem także zagrożeń dla ludzkiego biologicznej, z uwzględnieniem także zagrożeń dla ludzkiego zdrowia jest zdrowia jest „Protokół kartageński o bezpieczeństwie biologicznym „Protokół kartageński o bezpieczeństwie biologicznym do Konwencji o różnorodności biologicznej.”do Konwencji o różnorodności biologicznej.” Protokołu nie stosuje się do transgranicznego przemieszczania Protokołu nie stosuje się do transgranicznego przemieszczania żywych zmodyfikowanych organizmów będących środkami żywych zmodyfikowanych organizmów będących środkami farmaceutycznymi przeznaczonymi dla ludzi, których dotyczą inne farmaceutycznymi przeznaczonymi dla ludzi, których dotyczą inne odpowiednie umowy międzynarodowe lub działania organizacji odpowiednie umowy międzynarodowe lub działania organizacji międzynarodowych. Rzeczpospolita Polska ratyfikowała powyższy międzynarodowych. Rzeczpospolita Polska ratyfikowała powyższy dokument w dniu dokument w dniu 26 listopada 2003 roku26 listopada 2003 roku. Wszedł on dla Polski w . Wszedł on dla Polski w życie w dniu życie w dniu 09 marca 2004 roku 09 marca 2004 roku

W W PolscePolsce podstawowym aktem prawnym regulującym sprawy organizmów podstawowym aktem prawnym regulującym sprawy organizmów genetycznie zmodyfikowanych jest:genetycznie zmodyfikowanych jest:ustawa z dnia 22 czerwca 2001 r. o ustawa z dnia 22 czerwca 2001 r. o organizmach genetycznie zmodyfikowanych (GMO),organizmach genetycznie zmodyfikowanych (GMO), która weszła w życie z która weszła w życie z dniem 26 października 2001 r. dniem 26 października 2001 r. Zakres przedmiotowyZakres przedmiotowy tej ustawy obejmuje zamknięte użycie organizmów tej ustawy obejmuje zamknięte użycie organizmów genetycznie zmodyfikowanych (GMO), zamierzone uwalnianie GMO do genetycznie zmodyfikowanych (GMO), zamierzone uwalnianie GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu, wprowadzanie do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu, wprowadzanie do obrotu produktów GMO, wywóz za granice i tranzyt produktów GMO oraz obrotu produktów GMO, wywóz za granice i tranzyt produktów GMO oraz właściwość organów administracji rządowej w sprawach GMO. Ustawa o właściwość organów administracji rządowej w sprawach GMO. Ustawa o GMO normuje zasadniczą część spraw związaną z GMO, z wyłączeniem GMO normuje zasadniczą część spraw związaną z GMO, z wyłączeniem zagadnień modyfikacji genetycznych genomu ludzkiego oraz żywności i zagadnień modyfikacji genetycznych genomu ludzkiego oraz żywności i środków farmaceutycznych pochodzących z GMO, w stosunku do których środków farmaceutycznych pochodzących z GMO, w stosunku do których stosuje się przepisy o warunkach zdrowotnych żywności i żywienia oraz stosuje się przepisy o warunkach zdrowotnych żywności i żywienia oraz środkach farmaceutycznych. środkach farmaceutycznych. CelemCelem ustawy o GMO jest zapewnienie ustawy o GMO jest zapewnienie bezpieczeństwa biologicznego i ochrona środowiska oraz zdrowia ludzi w bezpieczeństwa biologicznego i ochrona środowiska oraz zdrowia ludzi w związku z podjęciem działań, których przedmiotem są organizmy związku z podjęciem działań, których przedmiotem są organizmy genetycznie zmodyfikowane. Ustawa o GMO transponuje zagadnienia genetycznie zmodyfikowane. Ustawa o GMO transponuje zagadnienia przepisów prawa europejskiego jak i zagadnienia objęte Protokołem przepisów prawa europejskiego jak i zagadnienia objęte Protokołem kartegeńskim o bezpieczeństwie biologicznym. kartegeńskim o bezpieczeństwie biologicznym.

Wyróżniamy następujące akty wykonawcze:Wyróżniamy następujące akty wykonawcze:

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2002 roku w sprawie rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2002 roku w sprawie określenia szczegółowego sposobu przeprowadzenia oceny zagrożeń dla określenia szczegółowego sposobu przeprowadzenia oceny zagrożeń dla zdrowia ludzi i środowiska w związku z podjęciem działań polegających na zdrowia ludzi i środowiska w związku z podjęciem działań polegających na zamkniętym użyciu GMO, zamierzonym uwolnieniu GMO do środowiska, w zamkniętym użyciu GMO, zamierzonym uwolnieniu GMO do środowiska, w tym wprowadzeniu do obrotu produktów GMO;tym wprowadzeniu do obrotu produktów GMO;

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lutego 2002 roku w sprawie rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lutego 2002 roku w sprawie określenia szczegółowego sposobu funkcjonowania Komisji do spraw GMO;określenia szczegółowego sposobu funkcjonowania Komisji do spraw GMO;

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002 roku w sprawie rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002 roku w sprawie określenia listy organizmów patogennych oraz ich klasyfikacjiokreślenia listy organizmów patogennych oraz ich klasyfikacji;;

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 roku w rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 roku w sprawie określenia wzorów wniosków dotyczących zgód i zezwoleń na sprawie określenia wzorów wniosków dotyczących zgód i zezwoleń na działania w zakresie organizmów genetycznie zmodyfikowanych ;działania w zakresie organizmów genetycznie zmodyfikowanych ;

rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 19 kwietnia 2002 roku w rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 19 kwietnia 2002 roku w sprawie urządów celnych właściwych dla przywozu i wywozu produktów sprawie urządów celnych właściwych dla przywozu i wywozu produktów GMO.GMO.

CELE MODYFIKACJI:CELE MODYFIKACJI:

Odporność na herbicydy-chemiczne środki ochrony Odporność na herbicydy-chemiczne środki ochrony roślin (soja, rzepak);roślin (soja, rzepak);

Odporność na choroby wirusowe, grzybowe, Odporność na choroby wirusowe, grzybowe, bakteryjne;bakteryjne;

Odporność na niekorzystne warunki środowiska Odporność na niekorzystne warunki środowiska (zasolenie gleby, mróz, susza, metale ciężkie);(zasolenie gleby, mróz, susza, metale ciężkie);

Poprawa lub nadanie nowych cech jakościowych Poprawa lub nadanie nowych cech jakościowych (pomidor Flavr Savr, ”Golden Rice”, szczepionki w (pomidor Flavr Savr, ”Golden Rice”, szczepionki w warzywach;warzywach;

Odporność na szkodniki – modyfikacja Bt (kukurydza, Odporność na szkodniki – modyfikacja Bt (kukurydza, bawełna);bawełna);

Komentarz:Komentarz:

ODPORNOŚĆ NA HERBICYDY-najpowszechniejsza modyfikacja (gł. soja i ODPORNOŚĆ NA HERBICYDY-najpowszechniejsza modyfikacja (gł. soja i rzepak) pozwala na stosowanie herbicydu bez obawy o zniszczenie rzepak) pozwala na stosowanie herbicydu bez obawy o zniszczenie uprawianych roślin. Giną chwasty, przeżywają rośliny uprawne. Do roślin uprawianych roślin. Giną chwasty, przeżywają rośliny uprawne. Do roślin wprowadzany jest gen, który odpowiada za produkcję enzymu rozkładającego wprowadzany jest gen, który odpowiada za produkcję enzymu rozkładającego dany herbicyd;dany herbicyd;

ODPORNOŚĆ NA NIEKORZYSTNE WARUNKI ŚRODOWISKA – pozwala ODPORNOŚĆ NA NIEKORZYSTNE WARUNKI ŚRODOWISKA – pozwala uprawiać rośliny na terenach, gdzie wcześniej uprawa nie była możliwa. Dzięki uprawiać rośliny na terenach, gdzie wcześniej uprawa nie była możliwa. Dzięki modyfikacjom są one bardziej odporne na zasolenie gleby, susze, mróz, czy modyfikacjom są one bardziej odporne na zasolenie gleby, susze, mróz, czy zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Tworząc rośliny akumulujące metale zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Tworząc rośliny akumulujące metale ciężkie próbuje się oczyszczać glebę z tych zanieczyszczeń (tzw. ciężkie próbuje się oczyszczać glebę z tych zanieczyszczeń (tzw. fitoremediacja);fitoremediacja);

PIERWSZYM PRODUKTEM TRANSGENICZNYM WPROWADZONYM DO PIERWSZYM PRODUKTEM TRANSGENICZNYM WPROWADZONYM DO SPRZEDAŻY BYŁ POMIDOR FLAVR SAVR .Dzięki modyfikacji genetycznej był SPRZEDAŻY BYŁ POMIDOR FLAVR SAVR .Dzięki modyfikacji genetycznej był on dłużej trwały, lepiej znosił transport. Był to rok 1994,USA;on dłużej trwały, lepiej znosił transport. Był to rok 1994,USA;

W celu eliminacji niedoboru witaminy A – został stworzony Golden Rice. Dzieki W celu eliminacji niedoboru witaminy A – został stworzony Golden Rice. Dzieki genomowi z żonkila zawierał on genomowi z żonkila zawierał on ββ-karoten, który jest prekursorem witaminy A;-karoten, który jest prekursorem witaminy A;

Modyfikuje się także rośliny ozdobne dla intensywniejszej barwy. Truskawki, Modyfikuje się także rośliny ozdobne dla intensywniejszej barwy. Truskawki, aby były odporne na przymrozki. Winogrona bez pestek itd..aby były odporne na przymrozki. Winogrona bez pestek itd..

Zastosowanie modyfikacji Bt – Zastosowanie modyfikacji Bt – odporność na szkodniki.odporność na szkodniki.

Szkodniki owadzie roślin Szkodniki owadzie roślin uprawnych powodują ogromna uprawnych powodują ogromna straty w plonach. Chodzi głównie o straty w plonach. Chodzi głównie o gatunek z rzędu gatunek z rzędu LepidopteraLepidoptera: : Omacnica prosowianka (Omacnica prosowianka (Ostrinia Ostrinia nubilalisnubilalis) i ) i Sesamia creticaSesamia cretica. . Zwalczanie ich poprzez Zwalczanie ich poprzez chemicznymi insektycydy jest chemicznymi insektycydy jest kosztowne, jak i substancje te kosztowne, jak i substancje te pozostają w środowisku i pozostają w środowisku i negatywnie wpływają na inne negatywnie wpływają na inne organizmy. Modyfikacja roślin organizmy. Modyfikacja roślin uodparniająca na owady była zatem uodparniająca na owady była zatem jednym pierwszych z zastosowań jednym pierwszych z zastosowań biotechnologii u roślin uprawnych. biotechnologii u roślin uprawnych. Modyfikacja Bt rośliny polega na Modyfikacja Bt rośliny polega na wprowadzeniu do niej genów z wprowadzeniu do niej genów z bakterii Bacillus thuringensis (Bt) - bakterii Bacillus thuringensis (Bt) - produkty tych genów - białka Cry - produkty tych genów - białka Cry - są źródłem odporności na owady.są źródłem odporności na owady.

Bacillus thuringensisBacillus thuringensis jest występującą powszechnie bakterią glebową. W latach jest występującą powszechnie bakterią glebową. W latach trzydziestych ubiegłego wieku jej kultury wykorzystywane były jako insektycyd, gdyż przy trzydziestych ubiegłego wieku jej kultury wykorzystywane były jako insektycyd, gdyż przy tworzeniu przetrwalników powstają tzn. tworzeniu przetrwalników powstają tzn. kryształy białkowe Crykryształy białkowe Cry - toksyczne dla owada. - toksyczne dla owada. Stosowane wtedy metody nie były jednak skuteczne gdyż podczas oprysków zawsze Stosowane wtedy metody nie były jednak skuteczne gdyż podczas oprysków zawsze pozostają części roślin, do których preparat nie dociera, jak i kryształy białkowe Cry nie są pozostają części roślin, do których preparat nie dociera, jak i kryształy białkowe Cry nie są trwałe na świetle. Zastosowanie genetycznej modyfikacji która umożliwia powstawanie trwałe na świetle. Zastosowanie genetycznej modyfikacji która umożliwia powstawanie toksycznych na owadów białek wewnątrz rośliny, we wszystkich jego komórkach toksycznych na owadów białek wewnątrz rośliny, we wszystkich jego komórkach rozwiązała te problemy rozwiązała te problemy

Zmodyfikowane komórki rośliny zawierające już w swoim wnętrzu białka Cry są toksyczne Zmodyfikowane komórki rośliny zawierające już w swoim wnętrzu białka Cry są toksyczne po zjedzeniu przez owada. W środowisku zasadowym przewodu pokarmowego owada po zjedzeniu przez owada. W środowisku zasadowym przewodu pokarmowego owada następuje aktywacja białka Cry - łączy się ono ze specyficznymi receptorami w błonach następuje aktywacja białka Cry - łączy się ono ze specyficznymi receptorami w błonach komórek przewodu pokarmowego. Powoduje to powstawanie otworów w błonie, komórek przewodu pokarmowego. Powoduje to powstawanie otworów w błonie, zniszczenie komórek co doprowadza do śmierci owada.zniszczenie komórek co doprowadza do śmierci owada.

Dotychczas odkryto ponad 100 genów kodujących białka odpowiednie Cry, co pozwala na Dotychczas odkryto ponad 100 genów kodujących białka odpowiednie Cry, co pozwala na specyficzne wykorzystywanie ich w zwalczaniu konkretnych gatunków szkodników, bez specyficzne wykorzystywanie ich w zwalczaniu konkretnych gatunków szkodników, bez toksycznego wpływ na inne.toksycznego wpływ na inne.Białka Cry są owadobójcze jedynie w odniesieniu do niektórych gatunków motyli (z Białka Cry są owadobójcze jedynie w odniesieniu do niektórych gatunków motyli (z rodzajów: rodzajów: LepidopteraLepidoptera, , DipteraDiptera, , ColeopteraColeoptera, - stonka ziemniaczana jest wrażliwa, mszyce , - stonka ziemniaczana jest wrażliwa, mszyce już nie). Receptory dla tych białek nie występują na powierzchni komórek jelitowych już nie). Receptory dla tych białek nie występują na powierzchni komórek jelitowych ssaków, dlatego też ludzie nie są na ich działanie wrażliwi. ssaków, dlatego też ludzie nie są na ich działanie wrażliwi.