BIOTEHNOLOGII CLASICE SI MODERNE

BIOTEHNOLOGII CLASICE SI MODERNE

Progresele considerabile inregistrate in ultimul secol in domeniul biotehnologiei , avand la baza o serie de descoperiri stintiifice, dintre care amintim - descoperirea ADN-ului, in 1953 si stabilirea tehnicilor de manipulare genetica in 1973, au pus bazele unei biotehnologii moderne cu considerabile efecte economice si sociale .

Realizarile din ultimele decenii in domeniul ingineriei genetice, au determinat pe oamenii de stiinta sa anticipeze ca secolul XXI va fi dominat de aceasta activitate, asa cum secolul XX a fost dominat de descoperirile fizicii: tehnica informatica, fisiunea nucleara, explorarea cosmosului .

Cele mai cunoscute descoperiri ale ingineriei genetice din secolul XX sunt: interferonul (o proteina sintetizata de celula umana ca raspuns la atacul unor virusuri si care astazi se foloseste pentru tratarea cancerului hepatic), insulina produsa de bacterii, hormoni de crestere umani sau diferite vaccinuri .

Cele mai multe cercetari, cu cele mai multe rezultate au fost realizate in domeniul medicinei si industriei farmaceutice: productia de hormoni, de antigene, de enzime, de reactivi necesari diagnosticarii.

In domeniul industriei, biotehnologiile asigura valorificarea deseurilor industriale pentru obtinerea de materiale plastice, combustibili sau substante chimice .

Microorganismele sunt utilizate sa transforme biomasa necomestibila in hrana si energie A aparut asadar o ramura a ingineriei genetice, biotehnologia moderna, care folosesste ca masini si aparate de productie microorganismele sau diferiti constituenti celulari ai microorganismelor .

Dezvoltarea biotehnologiilor va determina schimbari fundamentale in domeniul agroalimentar. Astfel prin tehnologia manipularii materialului genetic, ADN recombinat, se anticipeaza o cale de realizare de recolte mai bogate prin transferul genelor fixatoare de azot la plantele de interes major din punct de vedere al alimentattiei .

Au fost realizate astfel materii prime vegetale cu continut nutritiv mai ridicat, mai rezistente la boli si atacul daunatorilor, seceta, frig.

Este posibil, spun specialistii, ca peste 100 de ani, configuratia plantelor de cultura si configuratia animalelor sa fie foarte diferite fata de cele din zilele noastre.

Industria alimentara este poate cel mai vechi utilizator al biotehnologiilor, fermentatia ca proces biotehnologic fiind cunoscuta de milenii. In antichitate, drojdiile erau folosite pentru fabricarea painii, vinului , berii. In urma cu 5000 de ani sumerienii fabricau 20 de tipuri de bere.

Biotehnologiile moderne au un domeniu vast de exploatare in industria moderna.A crescut productia mondiala de enzime exogene, utilizate in aproape toate ramurile industriale, sinteza de aminoacizi esentiali cu ajutorul bacteriilor, obtinerea de alcool folosit ca substituent al petrolului sau producerea de biomasaa prin valorificarea pe calea fermentatiei a unor plante cu crestere rapida.

Beneficiile biotehnologiilor moderne au impus dezvoltarea lor foarte rapida la nivel mondial .

1.Cresterea si diversificarea productiei vegetale

Primele generatii de produse alimentare modificate genetic (OMG sau GMO) au fost bine primite de fermieri in SUA, prin cresterea productiei agricole. Spre exemplu, studiile au aratat ca, o specie de porumb modificata genetic, rezistent la actiunea daunatoare a insectelor, a manifestat    o rezistenta crescuta si la la actiunea altor microorganisme: fungi, mucegaiuri care atacau porumbul nemodificat.

De asemenea, nivelul de micotoxine produse de diferite specii de mucegaiuri sunt mult mai mici la porumbul-GMO.

2.Beneficii nutritive si igienice

O mare varietate de produse biotehnologice din clasa uleiurilor sau grasimilor alimentare sunt deja pe piata.Cu ajutorul biotehnologiilor vegetale a fost redus continutul de acizi grasi saturati din cateva sortimente de uleiuri vegetale .

Prin biotehnologie a fost rezolvata o problema de igiena alimentara, atunci cand uleiurile vegetale erau hidrogenate pentru crestera stabilitatii la tratament termic sau pentru obtinerea margarinei.

Cercetarile biotehnologice au vizat de asemenea cresterea continutului proteic al cartofului. Acesti cartofi transgenici contin un numar important de aminoacizi, care in mod normal nu se gasesc in cartof. Pentru orz au fot create specii bogate in vitaminaA sau cu un continut mai bogat de fier.

A fost creata o rosie modificata genetic care contine de trei ori mai mult antioxidant-licopen.Consumul de licopen este asociat cu scaderea riscului producerii cancerului si scaderea nivelului colesterolului din sange .

Din punct de vedere al igienei alimentare, biotehnologia incearca sa resolve si urmatoarele probleme:

Ø      Identificarea proteinelor alergenice din lapte, soia, alune si eliminarea lor din productiile vegetale viitoare

Ø      Descresterea cotinutului natural de substante toxice, prezente in produsele alimentare

3. Cresterea calitatii produselor

Biotehnologiile sunt de asemenea utilizate pentru modificarea caracteristicilor materiilor prime pentru a fi mai atractive pentru consumator si mai usor de procesat. Cercetarile efectuate au determinat:

Ø      cresterea conservabilitatii fructelor si vegetalelor proaspete

Ø      ardeii, morcovii si salata sunt mai crocante

Ø      obtinerea de soiuri cu samburi putini pentru pepeni si struguri

Ø      cresterea sezonalitatii soiurilor de tomate, capsuni

Ø      cresterea aromei rosiilor, ardeilor, perelor

Ø      crearea de specii de ceai si cafea fara cofeina

Cercetatorii japonezi au identificat enzima care produce substanta care declanseaza lacrimarea atunci cand taiem ceapa. Este numai o problema de timp pana cand va fi creata o specie de ceapa fara aceasta enzima.

Foarte multe cercetari au fost efectuate pentru schimbarea raportului apa-amidon din diferite leguminoase. Astfel, un cartof cu un continut ridicat de amidon, va fi mai sanatos pentru om, deoarece el va absorbi mai putin ulei in timpul prajirii. De asemenea, obtinerea amidonului din cartof se va face cu un consum energetic mult mai redus. Cu aceleasi scopuri, este in cercetare si o specie de tomate pentru obtinerea pastei de tomate. Cresterea cu 1.2% a substantei uscate din cartofi, ar aduce o economie energetica de 35 milioane de $ procesatorilor americani .

De beneficiile biotehnologiilor beneficiaza si industria de lactate. Specialistii din Noua Zeelanda utilizeaza in present biotehnologiile animale pentru cresterea continutului de cazeina din lapte cu 13% , pentru obtinerea unei cantitati marite de branzeturi.

ORGANISMELE MODIFICATE GENETIC

1. Organisme modificate genetic

Avand in vedere reactia consumatorilor privind introducerea pe piata a unor plante, dar si la adresa alimentelor si furajelor modificate genetic, este necesara cunoasterea notiunii de OMG , asa cum este cunoscuta pe plan national si international .

In Germania organismele modificate genetic(OMG) sunt organisme al caror material genetic a fost modificat intr-un mod care nu exista in natura in conditii naturale sau de recobinare naturala. OMG trebuie sa fie o unitate capabila de autoreplicare sau transmitere a materialului genetic .

In SUA, OMG se refera la plante si animale care contin gene transferate de la alte specii, pentru a obtine anumite caracter , precum rezistenta la anumite pesticide si ierbicide.

In Romania, conform ordonantei de guvern OG nr.49/2000, OMG este un organism care contine o combinatie noua de material genetic, obtinut prin tehnicile biotehnologiilor moderne care ii confera noi caracteristici.

2. Ingineria genetica

Ingineria genetica poate fi definita ca un ansamblu de metode si tehnici care permit introducerea in patrimonial genetic al unei celule a uneia sau a mai multor gene noi, numite de interes, fie modificarea unor gene prezente deja in celula.

Genele trasferate sunt denumite transgene. Ingineria genetica mai este denumita si modificare genetica, transformare genetica sau transgeneza, iar produsele produsele obtinute poarta numele de organisme modificate genetic sau organisme transgenice.

Pentru modificarea genetica a plantelor este nevoie de :

Ø      gene de interes

Ø      metoda de integrare a transgenelor in nucleul celulei care va fi originea noii plante

Ø      selectarea plantelor la care transgena se exprima la un nivel ridicat , adecvat scopului(rezistenta la ierbicid, culoare, aroma)

Comparativ cu metoda clasica de ameliorare, transformarea prin inginerie genetica are cel putin doua avantaje:

Ø      permite introducerea unui singur caracter la o varietate

Ø      gena transferata poate proveni din orice sursa, ceea ce extinde in mod nelimitat posibilitatile de exploatare

Cercetarile de inginerie genetica necesita laboratore scumpe, echipamente, reactivi speciali si specialisti vizionari. In aceste conditii este evident ca cercetarile de inginerie genetica s-au dezvoltat prioritar in tarile cu mai multe resurse financiare si umane.

3.Posibilele reactii adverse ale organismelor modificate genetic

OMG sunt subiectul unor dezbateri aprinse, pe de o parte din motive etice, iar pe de alta parte din motive legate de riscul utilizarii si consumarii lor. Ca urmare a presiunii consumatorilor, consiliul Comunitatii Europene a emis directive care se refera la obtinerea, utilizarea, eliberarea deliberata in mediu si comercializarea OMG-urilor si a alimentelor obtinute din materii prime modificate genetic.

In directive nr.18/2001/CEE sunt mentionate potentialele efecte adverse ale eliberarii OMG-urilor in mediu:

Ø      aparitia unor boli umane prin efecte toxice si alergice

Ø      aparitia unor boli la plante si animale prin efecte toxice si alergice

Ø      efecte negative asupra dinamicii si diversitatii genetice a populatiilor de specii din mediu

Ø      diminuarea rezistentei la patogeni

Ø      compromiterarea tratamentelor profilactice sau terapeutice vegetale, veterinare sau umane, prin transferul de gene care confera rezistenta la antibioticele utilizate in medicina umana si veterinara

Ø      efecte asupra ciclului biogeochimic(ciclul compusilor in natura, in special ciclul C si N)

Aceasta directiva stabileste ca introducerea alimentelor obtinute din OMG-uri sa se realizeze prin metoda pas cu pas. Etichetarea, care este obligatorie pentru toate produsele care contin OMG, asigura consumatorii ca pot alege un produs modificat genetic sau unul traditionale.