Bioloģiskais piesārņojums

Ģenētiski modificēto organismu (ĢMO) radīšanu un izmantošanu ir viena no visaktuālākajām mūsdienu vides problēmām. Zinātnieku uzskatos par ĢMO valda absolūta polarizācija. Vieni uzskata, ka ĢMO radīšanas tehnoloģijas iezīmē principiāli jaunu ēru biotehnoloģijā, pārtikas un rūpniecības izejvielu un zāļu ražošanā. Otri ir nobažījušies un brīdina par neparedzamajām sekām, ko ĢMO varētu radīt ekoloģiskajās sistēmās. Starp ĢMO tehnoloģiju atbalstītājiem ir bagātas biotehnoloģijas kompānijas, kas jau tagad no radītajiem produktiem gūst pasakainu peļņu. ĢMO pretinieki ir galvenokārt sabiedriskas organizācijas un daļa zinātnieku. Lai saskaņotu abu pušu intereses, politiskais risinājums šai problēmai tiek rasts starptautisku nolīgumu un valstu likumdošanas formā, kas pagaidām daļēji ierobežo ĢMO uzvaras gājienu pasaulē.

Dzīvo organismu uzbūvi, pazīmes un īpašības nosaka gēni ģenētiskā informācija, kas tiek saņemta iedzimtības ceļā un ir iekodēta šūnu kodolu hromosomās esošajā DNS (dezoksiribonukleīnskābe) molekulās. DNS molekulu veido dubultspirāle, kas sastāv no 4 veidu elementiem – nukleotīdiem. To skaits un, līdz ar to kombināciju iespējas, ir milzīgas. Piemēram, cilvēka DNS sastāv no 3.1 miljardiem nukleotīdu. Katru aminoskābi kodē trīs nukleotīdu kombinācija – triplets. Katra veida olbaltumvielas molekulā ir specifisks aminoskābju sastāvs un secība, kas pilnībā atbilst gēnā iekodētajai informācijai. Olbaltumvielām ir vitāli svarīga nozīme dzīvo organismu eksistencē. Tās ietilpst dažādu šūnas struktūrvienību, audu un orgānu sastāvā, veido enzīmus, kas regulē bioķīmiskās reakcijas šūnā, hormonus, kas regulē visa organisma saskaņotu darbību, pigmentus, kas nosaka krāsojumu u. c.

Katram organismam normālai dzīvības procesu norisei nepieciešams liels skaits dažādu olbaltumvielu. Tādēļ arī gēnu skaits, kas tās nosaka, ir milzīgs. Cilvēka gēnu kopums, jeb genoms saskaņā ar ASV kompānijas Celera Genomics un Starptautiskā genoma konsorcija pētījumiem satur ap 30 000 gēnu, mušai ir 13 000, bet augiem (Arabidopsis) – 26 000 gēnu.

Visu gēnu kopumu, ko satur konkrētais organisms sauc par genotipu. Tā kā katra organisma genotipu veido tūkstošiem gēnu, to kombināciju iespējas populācijās ir praktiski neizsmeļamas, kā rezultātā katrs indivīds ir ģenētiski unikāls.

Tradicionālās selekcijas rezultātā organismus ar tik radikāli izmainītām īpašībām praktiski radīt nav iespējams.

Ģenētiskās modifikācijas principi visās organismu grupās ir vienādi, atkarībā no konkrētā uzdevuma, atšķiras vienīgi šo organismu veidošanas tehnoloģiju metodikas detaļas. Ģenētiski modificēta organisma (ĢMO) radīšana notiek vairākos secīgos etapos. Vispirms no donororganisma šūnas tiek izolēts interesējošais gēns. Tas var kodēt olbaltumvielu, kas var palīdzēt receptororganismam kļūt izturīgam pret slimībām vai kaitēkļiem vai kļūt sausumizturīgam. Kā donororganisms var tikt izmantots gan dzīvnieks, baktērija vai cita augu suga. Kad gēns ir izolēts to nepieciešams ievadīt receptororganisma šūnā. Lai to paveiktu, izolēto gēnu pievieno plazmīdas gredzenam. Plazmīdas ir gredzenveida dubultas DNS molekulas, kas šūnā atrodas ārpus hromosomālās DNS un spēj patstāvīgi replicēties. Parasti plazmīdas ir sastopamas prokariotu baktēriju šūnās, bet dažkārt arī eikariotu.