A géntechnológiával módosított növények és élelmiszerek kilátásai
Yves CHUPEAU, Sejtbiológiai Laboratórium, INRA Versailles
A géntechnológia új elemzési eszközöket kínál a genetikusok és fiziológusok számára. Lehetővé teszi a gének átvitelét a különböző fajokba vagy nemzetségbe tartozó szervezetek örökletes örökségébe. A géntranszfer számos kérdést felvet és heves vitát vált ki, miközben a géntechnológiával módosított szervezetek első forgalomba hozatali engedélyét már megadták.
Fontosnak tűnik olyan pontos információk megadása, amelyek elősegítik a megalapozottabb érvek megvitatását. Az ipar számára történő átadás sebessége az egyik magyarázat a génátadás alkalmazását szabályozó szabályozási mechanizmusok viszonylagos késésére.
• Rövid története
Az 1970-es években a baktériumok természetes géntranszferjének felfedezése lehetővé tette a bakteriális genetika fejlődését, és számos ipari alkalmazásra adott okot.
Az 1980-as évek elejétől ezeket a génátviteli folyamatokat a magasabb rendű organizmusokhoz alkalmazzák, különösen a növényekben, a növényi sejtek regenerációs képessége miatt.
A géntechnológiával módosított növény első forgalomba hozatala 1993-ból származik (paradicsom, USA).
• A géntől a fehérjéig
Minden egyes élőlény azonosságát az összes genetikai információ (az örökletes örökség) képviseli, amelyet a óriási DNS-molekula vagy dezoxiribonukleinsav.
Maga ez a makromolekula két molekulaláncból áll, a nukleotidokból, amelyek lényeges részei a négy bázis egyike: adenin, timin, citozin, guanin. Ezeknek a makromolekuláknak a mérete a szervezet függvényében változik, néhány millió bázis a baktériumokhoz, milliárd a növényekhez és állatokhoz (saláta 2.109, emberi 3.109).
A genetikai információ, a genetikai kód ezen alapok elrendezésén alapul. Minden hármas egy aminosav használatát jelzi. Az aminosavak a fehérjék építőkövei, amelyek döntő többsége enzim. Ezek az enzimek és szabályozásaik biztosítják az élő szervezetek működését.
A gén a DNS bázisainak szekvenciája. Olyan termékként fejezik ki, amely leggyakrabban egy fehérjének felel meg, így az egymást követő DNS-bázis hármasok fehérjeszekvenciává alakulnak át. Az aminosavak elrendezése a fehérje térbeli szerkezetét foglalja magában; ez a szerkezet az aminosav-szekvenciák egyéb elemeivel együtt nagy szerepet játszik az enzim aktivitásában.
• DNS tulajdonságok
. Figyelemre méltó stabilitás:
- Minden DNS hűen replikálódik minden sejtosztódás előtt, hogy másolatokat készítsen, amelyek minden leánysejtben eloszlanak. Ez az eszköz biztosítja a DNS lehető leghomogénebb átvitelét egy szervezet minden sejtjébe. Másrészt a nemi sejtekhez vezető osztódások során a szülői genomok közötti rekombinációs mechanizmusok biztosítják a rekombináns DNS utódainak való átvitelét (természetesen!).
- A sejtek működését kódoló alapvető gének baktériumok, növények és állatok esetében szinte azonosak (konzerváltak). Vázlatosan elmondhatjuk, hogy az állati gének már léteznek a növényi genomokban !
. Figyelemre méltó rugalmasság:
- A genetikai kód univerzális, a kódoló szekvencia ugyanúgy lesz lefordítva, függetlenül az élet egységétől, amelyben kifejeződik. Ez megmagyarázza, hogy miért tudjuk különféle eredetű géneket hatékonyan kifejezni különböző organizmusokban.
- A gének nem csak funkcionális fehérjéket kódoló szekvenciákat tartalmaznak: A közelben vannak a génexpressziót szabályozó szekvenciák, amelyek a test igényeinek megfelelően modulálják és adaptálják a gének aktivitását. Ezek a szabályozó szekvenciák néha több tucat szabályozó, aktivátor vagy represszor elemből állnak. Ezeket az expressziós jeleket a sejtmechanizmus érti vagy sem (a környezeti feltételektől függően, az ilyen és olyan fejlődési szakaszban, ilyen vagy olyan szervben ...). A szabályozó szekvenciák lehetővé teszik az általuk vezérelt gén expressziójának pontos megcélzását.
- Ezért lehetséges egy baktérium gén expressziója egy növényben, feltéve, hogy a szabályozó szekvenciák cserélődnek: a baktérium "szintaxisa" a növényi gép által nem érthető ...
- Az evolúció mechanizmusai, a diverzitás generátorai, olyan folyamatok sorozatán alapulnak, amelyek növelik a DNS mennyiségét és megváltoztatják az örökletes anyag szervezetét. Tudnia kell, hogy ismétlődő szekvenciákat, másolási hibákat észlelünk minden genomban, sőt olyan transzponálható elemekben is, amelyek képesek mozgásra, az egész DNS-ben és az átrendeződések jelentős részének előidézésére.
Teljes ellentétben a fajok rögzülésének kitartó gondolatával (amelyet az ősfilozófiai vagy vallási tanítások örököltek), a DNS ezen rugalmasságának felfogása képezi a géntranszfer fogalmi alapját és bizonyos mértékig biológiai legitimitását. Valamennyi növényfaj esetében kísérletileg lehetséges egy másik növény vagy szervezet (a transzgén) kódoló szekvenciáit átvinni rájuk, és megfelelő szabályozó szekvenciák segítségével célozni lehet expressziójukat.
Noha a transzgenikus integráció mechanizmusai még nem teljesen ismertek, hasonlítanak a DNS-helyreállítás és a rekombináció folyamataira. Ezért nincs különbség a géntranszfer mechanizmusai és a rekombináció mechanizmusai között, amelyek jellemzőek a szexualitás miatti gének keveredésének természetes jelenségeire! Az alapvető koncepciót gyakran elfelejtik. A gének transzferje tehát nem okoz rendellenességet a befogadó DNS-ben, különben valójában már nem működne; fejlődését többé-kevésbé gyorsan blokkolnák, mint a szexualitásból adódó életképtelen kombinációkat.