Un organismo geneticamente modificato (OGM) è un essere vivente che possiede un patrimonio genetico che si discosta da quello usuale per la sua specie, risultato dell'applicazione di tecniche di ingegneria genetica, che hanno permesso l'aggiunta, l'eliminazione o l'inattivazione di geni, nell'organismo in questione o nei suoi progenitori.
Con questo termine si intende inoltre distinguere tra gli organismi il cui patrimonio genetico è stato modificato o tramite selezione naturale o con l'uso di tecniche di miglioramento genetico classico (mutazione, incrocio e selezione), considerate "naturali", da quelli modificati tramite la tecnica del DNA ricombinante, che consentono l'inserimento mirato di sequenze geniche che conducono al fenotipo desiderato. Nella Direttiva 2001/18/CE dell'Unione Europea sul rilascio deliberato degli OGM nell'ambiente, essi sono così definiti: "un organismo, diverso da un essere umano, il cui materiale genetico è stato modificato in modo diverso da quanto avviene in natura con l'accoppiamento e/o la ricombinazione genetica naturale".
Gli OGM vengono spesso definiti anche con il nome di organismi transgenici: l'associazione tra i due termini è sostanzialmente corretta, sebbene la transgenesi si riferisca più precisamente a tecniche di inserimento di geni esogeni all'interno di un dato organismo, mentre risultano essere OGM anche quegli organismi la cui modifica non precede l'inserimento di materiale genetico esterno (e.g. se inserisco un gene di banano in banano con le tecniche del DNA ricombinante è ugualmente un OGM). Va comunque ricordato che qualunque opera di selezione, sia naturale che guidata dall'uomo, porta in ultima analisi alla modificazione genetica (i figli non sono mai identici ai genitori). Una delle tecniche di modifica del DNA ai fini della selezione è ad esempio "la mutazione" (attraverso l'esposizione a radiazioni o a mutageni chimici). Tale tecnica, sebbene sia esclusa dal campo di applicazione della direttiva 2001/18/CE (articolo 3), che non considera gli organismi così prodotti degli OGM, ha portato oggi ad evidenti modifiche geniche che hanno permesso la costituzione di molte delle cultivar attualmente presenti sul mercato in particolare sulle specie arboree.
Storia
Il primo OGM fu ottenuto nel 1973 da Stanley Cohen e Herbert Boyer. A brevissima distanza (nel 1974), la comunità scientifica si autoimpose una moratoria internazionale sull'uso della tecnica del DNA ricombinante. Questo ha permesso di valutare lo stato della nuova tecnologia ed i possibili rischi, attraverso un approccio precauzionale. La conferenza che ha raccolto i risultati ottenuti, che si tenne ad Asilomar in California, concluse che gli esperimenti sul DNA ricombinante potessero procedere a patto che rispettassero severe linee guida, poi redatte dal National Institute of Health (NIH) ed accettate dalla comunità scientifica. Queste linee guida sono tuttora la base che ispira tutte le ricerche di laboratorio che riguardano esperimenti di trasformazione genica. Tale severità normativa è stata inoltre applicata alle normative che presiedono all'uso commerciale ed al rilascio ambientali di tali organismi nell'ottica di consentire l'utilizzo solo di varietà e animali che siano stati riconosciuti sicuri per l'ambiente e per il consumo umano e animale. Va riconosciuto che a oltre 30 anni dalla Conferenza di Asilomar la tecnica del DNA ricombinante ha mostrato più benefici che rischi. Ad oggi infatti non è noto alcun rischio specifico legato ad essa, e le norme precauzionali adottate servono a prevenire l'insorgere di rischi che potrebbero incorrere anche in organismi ottenuti tramite tecniche classiche di miglioramento.
I primi animali transgenici ad essere creati furono topi, ad opera di Rudolf Jaenisch nel 1974. Jaenish riuscì a portare a termine la procedura di inserimento di un gene esterno all'interno di embrioni di topo; gli animali, al termine dello sviluppo uterino, portavano quel gene in tutti i loro tessuti biologici. In seguito Jaenish dimostro l'effettiva efficacia del processo di transgenesi: i topi non solo avevano integrato il DNA esterno, ma erano in grado di tramandare questo carattere alla progenie.
Produzione di OGM
Animazione della struttura a doppia elica del DNA.
Le tecniche per ottenere gli OGM sono molto recenti e con ampi margini di affinamento. Il problema maggiore è la complessità degli esseri viventi e del loro codice genetico, che obbliga attualmente a modifiche circoscritte ai caratteri genetici finora conosciuti. I primi OGM sono stati batteri modificati per produrre sostanze come l'insulina e altri farmaci, e sono oggi normalmente utilizzati. Anche l'utilizzo in attività di ricerca di animali geneticamente modificati è oggi ampiamente diffuso. Dalla seconda metà degli anni '90 si sono diffuse anche le piante transgeniche, sulle quali si sono concentrati molti investimenti vista l'utilità derivante dalla resistenza ai parassiti o ai diserbanti e dalla maggiore produttività. Sull'uso delle piante transgeniche e sugli eventuiali rischi legati al loro utilizzo, tuttora non dimostrati, si è focalizzata l'attenzione dell'opinione pubblica, contribuendo a rendere il termine OGM un semplice sinonimo di "pianta transgenica" o "cibo transgenico".
La modificazione genetica si serve più in generale delle tecniche di ingegneria genetica, che permettono di unire all'interno del genoma di un unico organismo frammenti di DNA provenienti da organismi differenti. Il DNA così ottenuto è definito spesso DNA ricombinante. Il taglio di questi frammenti dal genoma originale è portato a termine con enzimi di restrizione, mentre l'unione tra diversi frammenti è resa possibile da un'altro enzima, come la DNA ligasi. Un organismo prodotto con processi di questo genere è pienamente definibile come transgenico.
Per introdurre nuovi pezzi di DNA negli organismi "ospiti" si usano sistemi biologici chiamati "vettori". Sono considerati vettori sia piccole molecole circolari di DNA, i plasmidi, sia alcune strutture derivate da virus, in grado di contenere quantità maggiori di materiale genetico. Allo stato dell'arte, gli organismi transgenici possono essere prodotti inserendo nella cellula bersaglio vettori contenenti frammenti di DNA relativamente ridotti. Ad esempio, di fronte al genoma di mammiferi, che può contenere anche tre miliardi di paia di basi (come in Homo sapiens), risulta già complesso inserire molecole esterne di DNA superiori a 20000 paia di basi (nel caso dei vettori virali) in modo che la modificazione sia stabile.
Esistono tuttavia tecniche più complesse, che si servono di vettori più elaborati come ad esempio di i cromosomi artificiali di lievito (noti come YAC, dall'inglese Yeast Artificial Chromosomes) o di batteri (BAC, Bacterial Artificial Chromosomes che permettono l'ingresso di oltre 300000 paia di basi - oltre lo 0,01% del genoma. Teoricamente la transgenesi successiva di differenti frammenti di DNA può portare quantità di materiale genetico ben maggiori di questo 0,01%. Questa operazione, che comunque è abbastanza frequente, risulta comunque onerosa in termini di costi e tempo necessario.
Applicazioni
Gli OGM sono oggi utilizzati nell'ambito dell'agricoltura, dell'alimentazione, della salute, dell'industria e della ricerca. Mentre le piante transgeniche sono impiegate su vaste superfici al di fuori dell'Europa, molte delle applicazioni presentate dai media negli altri ambiti restano delle potenzialità del campo della ricerca che suscitano un interesse commerciale o pratico ancora da mettere in opera.
Alimentazione
* alimentazione umana (piante transgeniche come soia, mais e cotone sono utilizzate per la produzione di ingredienti per l'industria alimentare; la chimosina, estratta normalmente dallo stomaco dei vitelli, può essere prodotta dal batterio E. coli ed essere utilizzata nella fabbricazione del formaggio);
* alimentazione animale (soia e mais transgenici sono i principali ingredienti utilizzati nelle diete animali in Europa);
* restano ancora di dominio della ricerca e del laboratorio i miglioramenti della qualità nutrizionali di alcuni alimenti (pomodoro a maturazione rallentata, riso dorato codificante per il beta-carotene).
Agricoltura
* miglioramento delle pratiche agronomiche: piante che producono in caso di stress idrico una proteina fluorescente, mais e soia tolleranti un erbicida totale;
* al fine d'evitare perdite di resa e di limitare l'impiego di prodotti fitosanitari: mais, soia, cotone che producono une tossina insetticida ottenuta da un gene di Bacillus thuringiensis
* possono essere introdotti anche nel terreno, evitando così l'utilizzo di pesticidi o di altre sostanze chimiche sulle piante.
Industria e ricerca
* miglioramento delle qualità industriali delle materie prime (pioppo avente un tasso di lignite inferiore per facilitare il processo di fabbricazione della pasta da carta);
* ottimizzazione delle tecniche della ricerca genetica (protocolli di definizione dell'espressione dei geni);
* i biorimedi e la fitodepurazione (batteri che degradano idrocarburi, piante capaci di stoccare metalli pesanti) restano dei progetti allo stato di ricerca.
Salute
* La biomedicina, con la produzione di sostanze medicinali come l'insulina o il vaccino contro la rabbia
* la terapia genetica, che necessita di una buona valutazione del rapporto benefici-rischi
* gli alimenti funzionali rappresentano un settore di ricerca importante: si tratta d'integrare direttamente dei geni che producono sostanze medicamentose negli alimenti. Un esempio spesso citato è la banana-medicamento, che resta oggi ancora un progetto
La maggior parte di questi OGM non sono ancora tecnicamente messi a punto e, ancor meno, commercializzati. Le associazioni che si oppongono agli OGM considerano che gli effetti positivi associati a questi progetti non siano che delle "promesse" che hanno come obiettivo di renderli accettabili o d'attirare capitali privati o contributi pubblici per la loro messa a punto, e che i risultati restino spesso controversi, come il miglioramento delle rese o la riduzione dell'uso di prodotti fitosanitari.
Tipi di OGM
Procarioti
Per introdurre nuovi pezzi di DNA negli organismi "ospiti" si usano sistemi biologici chiamati "vettori". Sono considerati vettori sia piccole molecole circolari di DNA, i plasmidi, sia alcune strutture derivate da virus, in grado di contenere quantità maggiori di materiale genetico.
Sono tre i processi attraverso cui è possibile modificare la composizione del genoma batterico.
* La trasformazione batterica è un processo naturale, attraverso il quale alcuni procarioti (detti competenti) sono in grado di ricevere del DNA esterno in grado di produrre nuove caratteristiche di fenotipo. Questo fenomeno fu scoperto nel 1928 da Frederick Griffith ma venne confermato solo nel 1944. La biologia molecolare si è servita dei batteri naturalmente competenti per comprendere a fondo il problema. Oggi sono state sviluppate alcune tecniche, per quanto molto empiriche, in grado di rendere competenti anche batteri che non lo sono naturalmente. È stato dimostrato, infatti, che l'ingresso di DNA è ampiamente facilitato dalla presenza di certi cationi, come Ca2+, o dall'applicazione di una corrente elettrica (tecnica detta della elettroporazione). I vettori utilizzati nelle trasformazioni sono essenzialmente plasmidi: in seguito all'ingresso, i plasmidi non si integrano nel genoma, ma rimangono autonomi (in uno stato detto episomale).
* Nella coniugazione, il DNA è trasferito da un batterio all'altro attraverso un pilum (concettualmente un tubo che può collegare per breve tempo i due batteri). Un plasmide può essere così traferito da un organismo all'altro. La coniugazione, molto frequente in natura, è poco sfruttata come tecnica di modificazione genetica.
* La trasduzione è infine l'inserimento di materiale genetico nel batterio attraverso un batteriofago.
È possibile valutare in modo agevole la funzione di un gene nei batteri: i ricercatori a tale scopo sono soliti realizzare dei ceppi batterici knock out. Questi organismi presentano un cancellamento del DNA relativo al gene d'interesse: osservando le conseguenze sulla vita del batterio, è possibile identificare la funzione del gene stesso.
L'uso di knock out è molto diffuso, non solo per i procarioti. È possibile realizzare knock out, infatti, con numerosi organismi modello. Il gene responsabile della fibrosi cistica, ad esempio, è stato individuato in topi knock out: una volta individuato il presunto gene della fibrosi cistica (chiamato CFTR), i ricercatori hanno individuato l'omologo nel genoma murino, ne hanno fatto un knock out, cancellandolo completamente, quindi hanno individuato nel topo così ottenuto tutti i sintomi clinici della malattia.
[modifica] Animali
Come batteri e piante, gli animali possono essere geneticamente modificati in modo del tutto naturale attraverso le infezioni virali. La modificazione genetica, in ogni caso, avviene solo se il virus penetra nella cellula bersaglio (senza risposta del sistema immunitario) ed il suo genoma penetra fino al nucleo di essa.
In alcuni casi, tali proprietà dei virus possono essere sfruttate dai ricercatori per progettare vettori (appunto di origine virale) in grado di modificare in modo controllato il genoma delle cellule animali. In terapia, questa proprietà ha aperto la strada alla gene therapy), che consentirebbe di sostituire frammenti di genoma mutato nei pazienti, agendo proprio sulle cellule adulte che hanno subito mutazioni. Le mutazioni prodotte dalla gene therapy sono dunque totalmente a carico della linea somatica e non di quella germinale.
Nella ricerca c'è invece un forte interesse a realizzare linee stabili di animali transgenici, in modo da ottenere modelli animali utili per lo studio di patologie umane. Gli animali utilizzati per la costruzione di modelli in vivo di malattie umane sono numerosissimi, ma i topi rimangono i più frequenti. Per ottenere una linea stabile di modificazione genetica (quindi, per definizione, un animale transgenico vero e proprio), occorre che la modifica sia a carico della linea germinale. Esistono diverse tecniche di transgenesi animale che permettono di ottenere linee stabilmente modificate, per quanto il problema generale di questi approcci sia la bassa efficienza ed il numero elevato di animali da utilizzare.
ABC su OGM
Che cos'è un organismo?
Un'entità biologica capace di riprodursi o di trasferire materiale genetico.
Cos'è un organismo geneticamente modificato (OGM)?
E' un organismo il cui materiale genetico è stato modificato, in modo diverso da quanto si verifica in natura, mediante incrocio o con la ricombinazione genetica naturale.
Cosa significa "emissione deliberata"?
Qualsiasi introduzione intenzionale nell'ambiente di un OGM o di una combinazione di OGM, senza aver usato barriere fisiche o barriere chimiche e/o barriere biologiche al fine di limitare il contatto degli stessi con la popolazione e con l'ambiente.
Cosa si intende per valutazione del rischio ambientale?
La valutazione del rischio, diretto o indiretto, immediato o protratto, per la salute umana e per l'ambiente, connesso con l'emissione deliberata o l'immissione sul mercato di OGM o prodotti contenenti OGM.
Cos'è un microorganismo?
Ogni entità microbiologica, cellulare e non cellulare, capace di replicarsi o di trasferire materiale genetico, compresi virus, viroidi, cellule animali e vegetali in coltura.
Cos'è un microorganismo geneticamente modificato (MOGM)?
Un microorganismo il cui materiale genetico è stato modificato in un modo non naturale mediante moltiplicazione o ricombinazione naturale.
Cosa si intende per impiego confinato?
Ogni attività nella quale i microorganismi sono modificati geneticamente o nella quale tali MOGM sono messi in coltura, conservati, trasportati, distrutti, smaltiti o altrimenti utilizzati, e per la quale vengono usate misure specifiche di contenimento al fine di limitare il contatto degli stessi con la popolazione e con l'ambiente.
Che cos'è l'ingegneria genetica?
E' l'insieme delle tecniche che consentono di modificare le caratteristiche genetiche degli organismi.
Che cosa sono le biotecnologie?
Sono tecnologie che consistono nell'uso di organismi viventi allo scopo di produrre quantità commerciali di prodotti utili, oppure di migliorare alcune caratteristiche di piante ed animali.
Cos'è la bioetica?
E' una disciplina sviluppata per studiare i problemi morali, giuridici e sociali relativi allo sviluppo delle "scienze della vita".
Quali sono i principali farmaci di origine biotecnologica oggi disponibili?
Insulina umana (diabete); Ormone della crescita (deficienza della crescita); Interferon-alfa-2a (cancro, infezioni virali); Interferon-alfa-2b (cancro); OKT3anti CD3 (rigetto dei trapianti); IPA (malattie cardiovascolari); Eritropoietyna (anemia); Interferon-alfa-n3 (verruche); G-CSF (chemioterapia tumorale); GM-CSF (trapianto midollo); Interleuchina (cancro); Fattore VIII (emofilia); Vaccino epatite B (epatite B); Vaccino influenzale (influenza); Vaccino pertosse (pertosse); Fattore IX (antivirale); Pulmozina (fibrosi cistica); Cedrasi (malattia di Gaucher)
Perché ingegneria genetica e biotecnologie possono essere utili in agricoltura?
Perché possono consentire di ottenere organismi geneticamente modificati piu' adatti per le esigenze dell'agricoltura e della zootecnia moderna.
Che cos'è la biodiversità?
E' l'insieme di tutte le possibili combinazioni di geni che si trovano nelle specie animali e vegetali. Essa rappresenta un indispensabile "serbatoio genetico" che consente il mantenimento della vita sulla terra.
La biodiversità può essere influenzata negativamente dall'impiego di prodotti derivanti da procedimenti biotecnologici?
Si, se le biotecnologie vengono utilizzate al di fuori di qualsiasi forma di controllo. In Italia l'Autorità competente per le biotecnologie è il Ministero della sanità che valuta le domande di autorizzazione alla sperimentazione o all'immissione in commercio di prodotti contenenti o derivanti da OGM attaverso la Commissione Interministeriale per le biotecnologie (C.I.B.) che comprende esperti oltreché del Ministero della sanità e dei suoi organi tecnici (Istituto superiore di sanità e Istituto superiore per la prevenzione e la sicurezza del lavoro) anche dei Ministeri dell'ambiente, delle politiche agricole, dell'industria, commercio e artigianato, del lavoro e previdenza sociale, dell'università e della ricerca scientifica e dell'interno. La C.I.B. opera anche in stretto contatto con l'Unione Europea (U.E.) attraverso i Comitati dell'alimentazione umana, dell'alimentazione veterinaria, dei pesticidi e delle piante (quest'ultimo istituito in seno alla Direzione Generale XXIV dell'U.E., responsabile per la protezione dei consumatori).,
Le colture transgeniche sono diffuse nel mondo?
Si, e sono anche in rapida crescita. Nel 1996 gli ettari coltivati con colture geneticamente modificate ammontavano, nel mondo, a meno di 3 milioni; nel 1998 hanno raggiunto i 28 milioni e si prevede che nel 2000 superino i 60 milioni.
Quali sono i prodotti transgenici piu' coltivati?
Piante transgeniche di colza, tabacco, soia, riso, cotone, patata, mais, zucca, pomodoro, sono autorizzate in Canada, USA, Giappone. La Cina coltiva da circa dieci anni pomodoro, tabacco, riso, angurie. Anche i Paesi africani e la bulgaria hanno avviato colture transgeniche. La pianta transgenica piu' coltivata è la soia, con 15 milioni di ettari, sefuono il mais (8 milioni di ettari), cotone e colza (2 milioni di ettari) e colture orticole (0,5 milioni di ettari). In Italia, al momento, nessuna coltura transgenica è autorizzata per la coltivazione, se non a titolo sperimentale. Per ottenere l'autorizzazione alla libera coltivazione è necessario che la pianta sia iscritta al registro delle varietà vegetali e ciò può avvenire solo dopo specifica autorizzazione rilasciata dal Ministero delle politiche agricole.
Le colture transgeniche resistenti ad insetti nocivi possono nuocere anche a quelli utili?
Alcune varietà di piante transgeniche come, per esempio, il mais, vengono modificate introducendo nelle loro cellule geni del Bacillus Thuringensis in grado di produrre una tossina nociva per le larve della piralide, un insetto che provoca la distruzione del 20% del raccolto. L'Istituto di entomologia agraria dell'Università di Milano, su specifica richiesta del Ministero della sanità, ha effettuato uno studio, sia in campo che in laboratorio, per verificare eventuali effetti sugli insetti "non bersagllio" presenti nelle coltivazioni di mais transgenico. La ricerca condotta per tre anni in Veneto ed in Lombardia, con lo scopo di approndire le conoscenze sull'impatto ambientale del mais transgenico rispetto a quello tradizionale, ha fornito risultati rassicuranti dal momento che gli insetti "non bersaglio" non sono risultati danneggiati dalle nuove colture analizzate.
Spero di essere stata abbastanza esauriente
2006-12-11 10:40:32
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answer #1
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answered by spietata 4
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