Dešimtas skyrius. Transgeninė DNR labiau linkusi plisti

Transgeninės DNR ir natūralios DNR palyginimas
Transgeninė DNR skiriasi nuo natūralios DNR daugeliu atžvilgių, ir dėl tų visų skirtumų transgeninė DNR turi didesnį horizontalaus genų perkėlimo į negiminingų organizmų genomus, kuriuose ji taip pat gali rekombinuotis su naujais genais (1 intarpas), polinkį [93].

1 intarpas
Transgeninė DNR labiau linkusi plisti horizontaliai

• Dažnai transgeninėje DNR būna naujų genetinės medžiagos kombinacijų, kurių niekada anksčiau nėra buvę.
• Transgeninė DNR buvo sukurta įsiterpti į genomus.
• Nenatūralūs genų dariniai turi polinkį į struktūrinį nestabilumą ir todėl yra linkę trūkinėti ir prisijungti prie kitų genų ar rekombinuotis su jais.
• Mechanizmai, leidžiantys svetimiems genų dariniams įsiterpti į genomą, sudaro galimybę jiems vėl iš jo ištrūkti ir įsiterpti kitoje vietoje ar į kitą genomą. Pavyzdžiui, fermentas integrazė, katalizuojantis virusinės DNR įterpimą į šeimininko genomą, taip pat veikia kaip disintegrazė, katalizuojanti atvirkštinę reakciją. Šios integrazės priklauso panašių fermentų, kurių yra visuose genomuose, pradedant virusais ir bakterijomis ir baigiant aukštesniais augalais ir gyvūnais, superšeimai. Panašiai veikia ir transposonų rekombinazės.
• Dažniausiai naudojamo transgeniniams augalams sukurti vektoriaus, T-DNR Agrobacterium tumefaciens, kraštai yra rekombinacijos vietos (vietos, kuriose DNR linkusi trūkti ir prisijungti). Be to, rekombinacijos vieta taip pat susijusi su žiedinių kopūstų mozaikinio viruso (CaMV) promotoriumi ir daugeliu terminatorių (genetinių transkripcijos pabaigos signalų), o tai reiškia, kad visa integruota DNR ar jos dalys turės didesnį antrinio horizontalaus genų perkėlimo ir rekombinacijos polinkį.
• Neseniai gauti duomenys rodo, kad svetimi genų dariniai yra linkę įsiterpti į genomą rekombinacijos vietose, o tai taip pat galėtų padidinti transgeninės DNR disintegracijos ir horizontalaus perkėlimo galimybę.
• Transgeninė DNR dažnai turi kitų nuo plazmidės vektoriaus likusių genetinių signalų, kaip antai, replikacijos pradžia (angl. origins of replication). Tai irgi yra rekombinacijos vietos, kurios taip pat gali sudaryti galimybę transgeninei DNR savarankiškai replikuotis kaip plazmidei, kuri gali būti nesunkiai perkeliama horizontaliai tarp bakterijų.
• Metabolinis stresas, kurį patiria šeimininko organizmas dėl nuolatinės padidintos svetimų genų, susijusių su tokiais agresyviais promotoriais kaip CaMV 35S, ekspresijos taip pat padidins transgeninės DNR nestabilumą, kartu palengvindamas horizontalų genų perkėlimą.
• Transgeninė DNR dažniausiai yra DNR sekų mozaika, sudaryta iš skirtingų rūšių ir jų genetinių parazitų; šios homologijos reiškia, kad transgeninė DNR bus labiau linkusi rekombinuotis su daugeliu rūšių bei jų genetinių parazitų genomais ir sėkmingai į juos persikels. Paprastai homologinė rekombinacija įvyksta nuo vieno tūkstančio iki vieno milijono kartų rečiau nei nehomologinė rekombinacija.

Įrodymai, kad transgeninė DNR veikia kitaip
Buvo atliktas tik vienas eksperimentas siekiant patikrinti hipotezę, kad transgenai yra tokie pat (arba ne) kaip mutantai, kurie indukuojami įprastinių veiksnių (mutagenezė), kaip antai rentgeno spindulių ir cheminių mutagenų, sukeliančių pokyčius pagrindinėje DNR sekoje.

Bergelsonas ir kolegos [107] gavo herbicidams atsparų mutantą įprastos mutagenezės būdu iš laboratorinio Arabidopsis štamo ir, įterpdami vektoriuje patalpintą mutanto geną į augalo šeimininko ląsteles, sukūrė transgenines linijas.

Tada jie palygino greitį, kuriuo transgeniniai ir netransgeniniai augalai mutantai perdavė atsparumo herbicidams požymį netoliese augantiems paprastiems laukiniams augalams. Jie nustatė, kad transgenų iš transgeninių augalų ištrūkimo ir paplitimo tikimybė yra 30 kartų didesnė nei tų pačių genų, gautų mutagenezės būdu.

Šiuos rezultatus sunku paaiškinti įprastu kryžminiu apdulkinimu. Gal taip atsitiko todėl, kad transgeno įterpimas pasitelkiant vektorių lėmė įvairaus pobūdžio nenumatytą poveikį? Ar transgeniniai augalai gamino daugiau žiedadulkių arba gal jų žiedadulkės buvo gyvybingesnės? Ar transgeninių augalų žiedadulkės buvo patrauklesnės bitėms?

Kitas padidinto transgenų plitimo paaiškinimas yra horizontalus genų perkėlimas, padedant vabzdžiams, kurie aplanko augalus ieškodami žiedadulkių ir nektaro arba tiesiog minta paeiliui aplankytų transgeninių ir laukinių rūšių augalų sultimis ar kitomis jų dalimis. Pasak Bergelsono, jis neturėjo duomenų apie horizontalų genų perkėlimą, tačiau negalėjo jo atmesti. Tačiau jie tolesnių tyrimų nevykdė, kad patikrintų šią galimybę.

Nepaisant transgenų išplitimo būdo, šis eksperimentas parodė, kad transgeninė DNR veikia kitaip nei netransgeninė DNR.