Organismele modificate genetic

Un organism modificat genetic are materialul genetic schimbat printr-o intervenție biotehnologică. Schimbarea poate introduce o secvență, poate opri o genă sau poate edita o regiune existentă. Exemplele din agricultură urmăresc caractere precum rezistența la dăunători, toleranța la anumite condiții sau modificarea compoziției unui produs. În medicină, microorganisme modificate pot produce proteine utile. Această categorie este largă: două organisme modificate prin metode diferite nu au automat aceleași proprietăți sau riscuri.

Evaluarea unui produs trebuie să pornească de la schimbarea concretă, efectul dorit, efectele neintenționate posibile și mediul în care este folosit. Afirmația „toate OMG-urile sunt identice” nu are sens biologic. Simplul fapt că un organism a fost modificat genetic nu arată dacă produsul este sigur sau periculos. Într-o schemă, identifică gena sau regiunea modificată, metoda de introducere și caracterul testat. Compară intervenția cu selecția clasică a varietăților: ambele schimbă caracterele cultivate, dar prin proceduri diferite. Lecțiile Clonarea genelor, Editarea genelor prin CRISPR-Cas și Aplicații și bioetică în genetica umană explică instrumentele și evaluarea responsabilă.

Transformarea genetică poate folosi plasmide, Agrobacterium sau alte sisteme de livrare, iar editarea țintită poate modifica genomul fără a introduce o genă străină permanentă. Organismele transgenice poartă ADN provenit din altă specie; nu orice organism editat este transgenic. Evaluarea include caracterizarea moleculară, fenotipul, efectele asupra mediului și destinația produsului. Reglementarea depinde de jurisdicție și de tipul produsului.

Orezul auriu. Este un caz de alt tip decât insulina și porumbul Bt (tratate în exemplele de mai jos): gena transferată nu protejează planta, ci schimbă compoziția boabelor. Primele linii au primit o genă pentru fitoen-sintază (de la narcisă) și o genă pentru fitoen-desaturază de la bacteria Erwinia uredovora; în varianta ulterioară, gena de la narcisă a fost înlocuită cu cea de la porumb, care duce la o cantitate mai mare de pigment. Împreună, enzimele refac în endospermul bobului calea de sinteză a beta-carotenului, precursor al vitaminei A, care în endospermul orezului obișnuit nu este completă. Scopul este reducerea carenței de vitamina A din regiunile în care orezul este alimentul de bază.

Riscurile evaluate caz cu caz. Pentru orice produs se identifică întâi caracterul dorit, apoi riscurile de verificat: alergenicitatea alimentului, efectul asupra organismelor care nu sunt ținta, transmiterea genei la plante înrudite și apariția dăunătorilor rezistenți. Concluzia se stabilește pentru produsul și mediul concrete, pe baza datelor.

Obținerea unei plante transgenice are etapele: (1) izolarea genei de interes; (2) inserarea ei într-o plasmidă cu enzime de restricție și ADN-ligază; (3) introducerea în celulele plantei, prin bacteria Agrobacterium tumefaciens sau prin bombardament cu particule (pistolul de gene); (4) selecția celulelor transformate cu ajutorul unei gene marker; (5) regenerarea unei plante întregi din celula transformată, în cultură in vitro; (6) testarea moleculară și în câmp. În Uniunea Europeană, un OMG este autorizat numai după evaluarea siguranței de către Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA), iar produsele care conțin peste 0,9% ingredient modificat genetic se etichetează. România a cultivat soia modificată genetic până la aderarea la Uniunea Europeană, în 2007.

Exemplu rezolvat 1: insulina umană produsă de bacterii.

1. Gena insulinei umane este obținută și inserată într-o plasmidă, între un promotor bacterian și un semnal de oprire.
2. Plasmida se introduce în bacteria Escherichia coli (transformare), iar bacteriile transformate se selectează pe un mediu cu antibiotic, la care plasmida conferă rezistență.
3. Bacteriile se cultivă în fermentatoare; ele sintetizează lanțurile A și B ale insulinei, care sunt purificate și unite.
4. Produsul, aprobat în 1982, înlocuiește insulina extrasă din pancreasul animalelor și provoacă mai rar reacții imune decât aceasta.

Exemplu rezolvat 2: gestionarea riscului la porumbul Bt. Proteina Bt provine de la Bacillus thuringiensis și omoară omizile unor molii care atacă porumbul. Riscul principal este apariția dăunătorilor rezistenți.

1. Se menține o zonă de refugiu, cu porumb fără gena Bt, pe aproximativ 20% din suprafață; insectele sensibile de acolo se încrucișează cu cele rezistente care supraviețuiesc pe porumbul Bt și încetinesc răspândirea rezistenței.
2. Pentru o fermă de 50 ha, refugiul are $50\cdot 0,20=10$ ha.
3. Se monitorizează câmpul și se alternează culturile.

Greșeli frecvente

• Greșit: Orice organism modificat genetic conține obligatoriu o genă de la altă specie.
  Corect: Modificarea genetică nu presupune întotdeauna introducerea unei gene străine.
• Greșit: Toate organismele modificate genetic au aceleași proprietăți.
  Corect: Proprietățile se evaluează pentru modificarea și organismul concret.
• Greșit: Un organism modificat genetic este periculos pentru că a fost modificat.
  Corect: Siguranța se stabilește pentru modificarea și produsul concret, prin evaluare științifică, nu după metoda de obținere în sine.

Înainte și după