Prof. Lovino - I.T.A. "Umberto I", Andria

STORIA DELLA BIOTECNOLOGIA
- In senso lato le biotecnologie sono processi usati da sempre...
- Migliaia di anni fa l'essere umano iniziò ad usare, inconsapevolmente, i microrganismi per produrre
cibi e bevande ed a modificare piante ed animali attraverso una graduale selezione dei caratteri
desiderati.
- Già dal 6000 a.C. Sumeri e Babilonesi usavano i lieviti per produrre vino e birra.
- Nel 4000 a.C. gli stessi lieviti venivano usati dagli Egizi per produrre pane.
- Attorno al 1521 d.C. gli Aztechi usavano come alimento le alghe marine.
- In Oriente, invece, la fermentazione produceva la salsa di soia.
- Nel 1680 Antoni Van Leeuwenhoek vide per la prima volta i microrganismi, grazie al microscopio.
- Nel 1876 Pasteur (il padre della biotecnologia) riuscì ad identificare nella presenza di microrganismi
estranei la causa del fallimento della fermentazione della birra.
- Nel 1896 nacque la moderna tecnologia enzimatica su base microbica.
- Nella metà degli anni '50 si è verificato un rapido sviluppo: i microrganismi vengono impiegati
come fonte di enzimi.
- Tra gli anni '70 ed '80 si colloca la nascita della biotecnologia moderna. Infatti gli scienziati mettono
a punto la tecnologia del DNA ricombinante con la quale riescono a modificare nel modo desiderato
il patrimonio genetico degli organismi viventi, avvalendosi di strumenti totalmente diversi dalle
procedure tradizionali di selezione.
Con il termine "biotecnologia" si indica l'utilizzazione in modo programmato di sistemi biologici per
la produzione di beni e servizi. I sistemi biologici possono essere costituiti da organismi interi, singole
cellule (eucariotiche o procariotiche) o loro componenti molecolari (enzimi).
Nella sua definizione più ampia, per biotecnologia si intende una qualsiasi tecnica che utilizza gli
organismi viventi: per ottenere dei prodotti, per migliorare piante e animali per sviluppare
microrganismi da usare per scopi ben precisi. In questa definizione sono incluse le tradizionali
tecniche di ibridazione delle piante, la zootecnia e la fermentazione
Le biotecnologie sono tutte quelle tecnologie che usano organismi viventi, o parti di essi allo scopo
di produrre quantità commerciali di prodotti utili all'uomo, di migliorare piante ed animali o
sviluppare microrganismi utili per usi specifici.
Le biotecnologie TRADIZIONALI e INNOVATIVE
Sulla base dei metodi impiegati per la realizzazione dei prodotti possiamo distinguere:
Le biotecnologie tradizionali sono tecnologie produttive utilizzate da millenni, quali l'agricoltura, la
zootecnica e lo sfruttamento delle attività fermentative dei microrganismi.
BIOTECNOLOGIE NEI PROCESSI DI TRASFORMAZIONE
Esistono nel mondo più di 3.500 diversi tipi di alimenti fermentati, fondamentale è stato il ruolo
svolto dalla biotecnologia tradizionale nello sviluppo della fermentazione, con la quale si ottengono
i cambiamenti desiderati tramite l'azione di microrganismi o enzimi. La fermentazione rende il cibo
più nutriente, più saporito e più facilmente digeribile, inoltre, aiuta a conservare gli alimenti e a
prolungarne la disponibilità diminuendo il bisogno di additivi. Sono biotecnologie tradizionali quelle
che comprendono le metodiche per la produzione di vino, birra, formaggio, yogurt, pane ed altri
generi alimentari
Le BIOTECNOLOGIE INNOVATIVE sono tecnologie in cui vengono utilizzate tecniche di
manipolazione del materiale genetico (ingegneria genetica) con numerose applicazioni in campo
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scientifico e industriale. Le biotecnologie moderne abbracciano i metodi di modificazione genetica
degli organismi viventi (tecnologia del DNA ricombinante) e della fusione nucleare.
Le innovazioni in questo settore possono però essere utilizzate anche ai processi tradizionali come
quelli per la produzione di vino, birra, pane ed altri prodotti in cui è possibile impiegare ceppi di
microrganismi geneticamente modificati.
Una parte importante della moderna biotecnologia consiste nel comprendere, trasferire e alterare i
geni, le unità che rendono possibile l'ereditarietà di determinate caratteristiche. Il fatto che la "doppia
elica" del DNA abbia una struttura identica in tutti gli esseri viventi è fondamentale per la
biotecnologia. Questo permette che le informazioni che contiene possano essere trasferite tra le
diverse specie di animali, piante o batteri.
La duplicazione del DNA è l'evento portante della duplicazione cromosomica. Essa inizia a partire
da una specifica sequenza nucleotidica, detta Punto di origine della duplicazione. In tale punto sono
presenti particolari enzimi endonucleari (endonucleasi), che spezzano i legami ad idrogeno tra le basi
azotate complementari, aprendo così la doppia elica. I due filamenti si separano e ciascuno di essi
funziona da stampo per la selezione di nucleotidi liberi e la costruzione del filamento complementare,
pertanto la duplicazione del DNA è detta semiconservativa.
La duplicazione procede in entrambe le direzioni, per mezzo delle due forcelle di duplicazione che si
spostano nei due versi opposti. L'effettiva sintesi dei nuovi filamenti, antiparalleli a quelli della
molecola originaria, è catalizzata da un gruppo di enzimi noti come DNA-polimerasi. Questi lavorano
in un verso soltanto, cosicchè uno dei due nuovi filamenti cresce molto rapidamente ed in maniera
continua, mentre l'altro, grazie a particolari siti di innesco (RNAprimer) che inducono un'inversione
del senso di marcia delle DNA-polimerasi, viene costruito in brevi segmenti consecutivi (segmenti di
Okazaki) che devono poi essere saldati fra loro da un altro enzima, chiamato DNA-ligasi (COLLA
GENETICA).
TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE - Fulcro dell'ingegneria genetica.
Rappresenta l’inizio di un’era, definita, con un insieme di ammirazione e timore nei confronti delle
nuove potenzialità della Biologia, l’ottavo giorno della Creazione.
Consiste in un insieme complesso di tecniche di manipolazione del DNA che consentono di isolare
dei brevi segmenti di tale molecola, per moltiplicarli, studiarne la sequenza nucleotidica, trasferirli
nel genoma di altre cellule controllandone l'incorporazione e l'espressione
Verso la fine degli anni Sessanta, i biologi molecolari individuarono gli enzimi di restrizione (detti
anche forbici genetiche): proteine in grado di tagliare il filamento di Dna in corrispondenza di
specifiche sequenze di nucleotidi. Oggi si conoscono centinaia di enzimi di restrizione, ognuno
capace di riconoscere una sequenza particolare. Alcuni enzimi di restrizione eseguono un taglio
"sfasato": in questo modo, ai due lati del frammento sporgono delle zone più o meno lunghe a singolo
filamento, le cosiddette "estremità appiccicose" (sticky ends). Si possono costruire delle molecole di
Dna ricombinante unendo frammenti di Dna di qualsiasi origine, a patto che presentino estremità
appiccicose complementari
VETTORI
Sistemi utilizzati per inserire un certo costrutto genico in particolari tipi di cellule, superando le
barriere di specie imposte dai normali processi riproduttivi.
I possibili vettori sono 4: 1. Plasmidi; 2. Virus fagi; 3. Trasposoni; 4. Agrobacterium tumefaciens
I Plasmidi Sono degli utili vettori in quanto si moltiplicano rapidamente e sono facilmente inglobati
dai batteri attraverso la membrana cellulare. Sono però vettori affidabili solo per segmenti lunghi fino
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a 4000 coppie di basi azotate, infatti tollerano solo brevi sequenze di DNA estraneo, mentre i segmenti
lunghi tendono ad essere eliminati col passare delle generazioni
I Virus fagi Anche i virus possono fungere da vettori che spostano pezzi di DNA da una cellula ad
unaltra. Infatti il DNA dei fagi temperati può integrarsi nei siti specifici del cromosoma ospite e
duplicarsi con il cromosoma stesso. I virus utilizzati sono modificati in modo tale da non essere più
patogeni, ma da poter ancora trasmettere informazione genetica.
I Trasposoni Tutte le cellule eucarioti hanno segmenti di DNA mobili, chiamati TRASPOSONI, in
grado di passare da un sito ad un altro all'interno di un cromosoma.
Agrobacterium tumefaciens È l’agente di una malattia delle piante nota come tumore del colletto, fa
ingegneria per conto proprio usando la strategia di insinuare alcuni suoi geni plasmidiali nel corredo
cromosomico dei tessuti infettati. Per questo motivo l’Agrobacterium si è rivelato lo strumento ideale
per trasmettere vari geni esogeni alle piante transgeniche Dicotiledoni.
La tecnologia del Dna ricombinante è uno strumento potente di analisi della struttura e della
regolazione dei geni. Inoltre, permette di aggirare gli ostacoli che si frappongono alla totale libertà di
scambio e mescolamento dei geni, permettendo la combinazione di geni provenienti da specie molto
distanti tra loro.
In modo molto schematico, per isolare e clonare un gene di interesse è necessario tagliare il
cromosoma in frammenti utilizzando un adatto enzima di restrizione con taglio "sfasato". I frammenti
ottenuti vengono mescolati con il Dna di un plasmide vettore che presenti le stesse "estremità
appiccicose". Si ottengono così tanti piccoli anelli di Dna formati dal frammento con il gene di
interesse e il plasmide legati insieme dalla Dna ligasi, l'enzima capace di "legare" fra loro frammenti
di Dna. La molecola di Dna ricombinante così ottenuta viene introdotta all'interno di un batterio
ospite, il quale moltiplicandosi produce grandi quantità del prodotto codificato dal gene inserito.
Oltre al trasferimento di geni tra le specie è anche possibile "eliminare" caratteristiche non volute
come la produzione di determinate proteine (tecnologia antisenso).
Questa tecnica è stata utilizzata per eliminare il gene che faceva ammorbidire il pomodoro creando
un prodotto con migliori qualità di conservazione.
Le tecniche di ingegneria genetica hanno cambiato il procedimento di ibridazione vegetale. La
tradizionale ibridazione vegetale mira a unire le caratteristiche migliori di due piante diverse. Per
esempio il pomodoro del tipo X garantisce una ottima resa, ma è soggetto a malattie; mentre la varietà
Y è resistente alle malattie, ma non offre una buona resa. Unire le due qualità - alta resa e resistenza
alle malattie - in una nuova varietà potrebbe essere un processo della durata di molti anni. La
tecnologia genetica oggi possiede la capacità di identificare il gene che determina la resistenza alle
malattie del pomodoro della varietà Y e di trasferirlo direttamente alla varietà X senza dover utilizzare
programmi di ibridazione vegetale che richiedono lunghi tempi di realizzazione.
Oltre ad accelerare i programmi di ibridazione e a migliorare le probabilità di successo, la tecnologia
genetica è in grado di combinare materiale genetico in modi che in natura non sarebbero
spontaneamente possibili. Per esempio copie di geni animali possono essere introdotti nelle piante e
copie di geni vegetali possono essere inseriti nei batteri. E' proprio questa potenzialità a sollevare
quelle preoccupazioni in merito all'etica e alla sicurezza.
I metodi utilizzati per manipolare geneticamente le piante sono due: AGROBACTERIUM e
BOMBARDAMENTO
L'uso della moderna biotecnologia per trasferire geni da una specie vegetale ad un'altra fa crescere la
possibilità che sostanze potenzialmente allergeniche possano essere trasferite da una coltura ad
un'altra.
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In piante di cui si conoscono gli effetti allergici viene prestata molta attenzione a non trasferire i geni
codificanti per gli allergeni in altre piante.
Nel caso in cui dovesse verificarsi la necessità di trasferire dei geni conosciuti come allergeni da una
pianta all'altra, è indispensabile informare correttamente per mettere in guardia il consumatore
Settori principali nella biotecnologia vegetale
Genetica e ibridazione: Ricerca del genoma. Marcatori genetici nell'ibridazione
Sviluppo delle piante: Struttura (altezza, ramificazione, foglie, radici) Fiori (struttura, colore, epoca
di fioritura). Produzione di ibridi (auto-incompatibilità, sterilità). Alterare resa e input: Resistenza
agli erbicidi da parte di coltivazioni alimentari. Resistenza agli insetti da parte di coltivazioni
alimentari, Resistenza a malattie batteriche da fungo e virali.
Prodotti e applicazioni: Zucchero. Amido (diverse composizioni o contenuto più elevato) Oli (Diverse
composizioni o contenuti più elevati). Aromi (nei cibi o come estratti). Composti organici speciali
(colori). Proteine di deposito. Frutta (maturazione e qualità). Ambiente: Tolleranza al calore, alla
salinità ed alla siccità. Tolleranza alle inondazioni. Adattamento al freddo (per ampliare i limiti di
coltivazione). Resistenza al gelo.
Migliori materie prime... Cercando di migliorare le materie prime alimentari, molti programmi di
selezione vegetale mirano ad incrementare la resa o a creare una tecnica agricola più compatibile con
l'ambiente aumentando la resistenza delle colture a virus, pesticidi o erbicidi. Si potrebbe diminuire
l'utilizzo di pesticidi su piante resistenti agli attacchi di insetti nocivi e alle malattie; sono già state
create colture resistenti quali mais, pomodori e patate. Sono state create anche colture che tollerano
erbicidi più moderni compatibili con l'ambiente con lo scopo di ottenere un controllo ottimale sulle
erbacce riducendo i livelli di erbicidi. Si è manifestato recentemente un crescente interesse nella
volontà di voler migliorare il valore nutrizionale, il sapore e la consistenza delle materie prime.
Si stanno sviluppando una serie di piante coltivabili con: Aumento del valore nutritivo.
Le piante in fase di sviluppo includono: la soia con un contenuto più elevato di proteine; patate con
un quantitativo di amido disponibile più elevato e con un migliore contenuto di aminoacidi; piante
leguminose come i fagioli che vengono modificate per produrre gli aminoacidi essenziali; piante che
producono beta carotene, un precursore della vitamina A; piante coltivabili con un profilo di acidi
grassi modificato.
Sapore migliore. Sono attualmente in prova vari tipi di peperoni e meloni con un sapore migliore. Il
sapore può essere migliorato aumentando l'attività degli enzimi che trasformano i precursori del
sapore in composti aromatizzanti.
Migliori caratteristiche di mantenimento. Per rendere più facile il trasporto di prodotti freschi,
prevenendo la possibilità che marciscano ed i danni o la perdita di elementi nutritivi.
Con l'introduzione nelle cellule vegetali di caratteri controllati da geni singoli si può ottenere un
miglioramento della resistenza a specifici erbicidi, un miglioramento della resistenza agli insetti
nocivi e alle malattie causate da agenti microbici o ancora un miglioramento delle caratteristiche postraccolto.
Ancora non sappiamo cosa ci riserva il futuro, nessuno può assicurarci sugli effetti a lungo termine
che l'applicazione di queste nuove tecniche potrebbe causare. Con l'applicazione dell'ingegneria
genetica si è trovato un mezzo meno costoso per controllare le specie infestanti, riducendo l'uso di
prodotti chimici
Grazie all'applicazione delle biotecnologie si esercita il cosiddetto "controllo biologico", con l'utilizzo
sul campo di particolari microrganismi al fine specifico di controllare la diffusione di agenti infettivi
e di parassiti. Il più famoso agente di controllo biologico è il Bacillus thuringiensis, un batterio che
forma cristalli di una proteina molto tossica per gli insetti altamente specifica. Questa tossina è
largamente usata da oltre trenta anni per controllare le manifestazioni di lepidotteri (bruchi). Negli
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ultimi anni, vengono isolati e sequenziali i geni che codificano per la tossina di Bacillus thuringiensis,
quindi, mediante le tecniche del Dna ricombinante, i geni del Bt sono stati inseriti in varie specie di
piante, dove trovano espressione a livello dei tessuti.
Rispetto agli insetticidi tradizionali questa tecnica presenta numerosi vantaggi: non c'è più il rischio
del dilavamento dell'insetticida dovuto alla pioggia; vengono distrutti solo gli insetti che attaccano la
pianta e questa è protetta fino alle radici. Le diverse tossine provenienti dal B. thuringiensis non
sarebbero tossiche per i mammiferi e tuttavia impediscono agli insetti di alimentarsi e riprodursi.
Un'altra applicazione della biotecnologia é il miglioramento della produzione degli alimenti. Viene
utilizzata per sviluppare processi altamente specifici utilizzando microrganismi modificati e prodotti
enzimatici più economici e puri che offrono, rispetto ai procedimenti già esistenti, una maggiore
produttività, economicità ed efficienza.
Settori in cui sono stati compiuti evidenti progressi nella lavorazione degli alimenti:
Produzione del pane. Sono stati sviluppati ceppi perfezionati di lievito che contengono i geni di altri
enzimi, quali l'amilasi, che forniscono un impasto più ricco.
Produzione di succhi di frutta. La resa del succo ottenuto dalle mele può essere migliorata grazie
all'aggiunta dell'enzima pectinasi. Questo enzima viene prodotto naturalmente da un ceppo di muffa
Aspergillus. La velocità con la quale vengono prodotti gli enzimi può essere aumentata trasferendo il
gene della pectinasi da un ceppo di muffa ad un secondo ceppo con una più elevata capacità di
produzione enzimatica.
Migliore gestione della qualità e della sicurezza alimentare, attraverso una maggiore comprensione
dei microrganismi e degli enzimi coinvolti nella produzione alimentare.
Organizzazioni internazionali indipendenti come l'OCSE (Organizzazione per la Cooperazione e lo
Sviluppo Economico), l'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità delle Nazioni Unite) e la FAO
(Organizzazione per l'Alimentazione e l'Agricoltura) hanno elaborato delle linee guida proprio per
garantire la sicurezza della biotecnologia applicata alla produzione alimentare. Il concetto di sicurezza
alimentare significa assenza di qualsiasi pericolo per il consumatore che conservi, prepari e mangi un
alimento nel modo corretto.
Per accertare se un nuovo cibo è sostanzialmente equivalente a quello tradizionale, vengono presi in
considerazione tre fattori principali:
Quali sono le caratteristiche e la composizione del prodotto tradizionale? Quali caratteristiche sono
state alterate per produrre il nuovo cibo e, di conseguenza, come è cambiata la sua composizione?
Tutto questo viene controllato verificando: - le caratteristiche del prodotto tradizionale - il metodo
usato per ottenere le variazioni del nuovo prodotto - i possibili effetti collaterali dovuti a tali modifiche
- le caratteristiche della parte modificata del nuovo alimento
SICUREZZA
Gli aspetti relativi alla sicurezza delle biotecnologie che suscitano maggior preoccupazione sono i
seguenti: - la patogenicità, ovvero la potenziale capacità di organismi viventi e di virus (sia le forme
naturali che quelle modificate con l'ingegneria genetica) di infettare l'uomo, gli aniamli e le piante,
causando malattie; - la tossicità (per es. nel caffè trangenico è stata riscontrata la produzione di una
aflatossina) e il potenziale allergenico (per es. in una varietà ingegnerizzata di soia, è stata riscontrata
una proteina allergenica derivante dalla noce brasiliana) dei prodotti ottenuti mediante biotecnologie;
- l'ampliamento, dal punto di vista clinico, del pool ambientale di microrganismi resistenti agli
antibiotici; - i problemi associati allo smaltimento delle biomasse microbiche esaurite e la
purificazione degli effluenti di lavorazioni biotecnologiche; - i problemi di sicurezza connessi con la
contaminazione, l'infezione o la mutazione dei ceppi impiegati nei processi biotecnologici; - i
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problemi di sicurezza connessi con l'uso industriale di microrganismi che contengono DNA
ricombinato in vitro.
La valutazione del rischio viene stabilita in base a tre fattori:
- individuazione delle eventuali capacità del microrganismo di produrre effetti dannosi per l'uomo o
per l'ambiente;
- la stima della probabilità che i microrganismi fuoriescano accidentalmente o inavvertitamente dal
sistema in cui avviene il processo produttivo;
- valutazione della sicurezza dei prodotti desiderati e dei metodi per smaltire i sottoprodotti.
GRUPPI DI RISCHIO
Gruppo 1: Microrganismi mai identificati come agenti patogeni e che non rappresentano una minaccia
per l'ambiente.
Gruppo 2: Microrganismi potenzialmente patogeni per l'uomo e che potrebbero rappresentare un
rischio per chi opera nei laboratori.
Gruppo 3: Microrganismi che possono rappresentare una seria minaccia per la salute di chi opera nei
laboratori, ma un rischio relativamente basso per la popolazione in generale.
Gruppo 4: Microrganismi che provocano malattie gravi negli esseri umani e che rappresentano un
serio rischio per gli operatori in laboratorio e per la popolazione in generale. Non sono disponibili
misure preventive adeguate né trattamenti efficaci.
Gruppo 5: Questo gruppo comprende i microrganismi che rappresentano un pericolo più serio per
l'ambiente e per la popolazione. Possono causare gravi perdite umane a livello nazionale e
internazionale
OGM
Gli Organismi Geneticamente Modificati sono batteri, funghi, virus, piante e animali le cui
caratteristiche genetiche sono state modificate in laboratorio. In genere uno o più geni presi da altri
organismi vengono introdotti nel patrimonio ereditario dell’organismo che si vuole modificare.
Non solo l’OGM esprimerà i nuovi caratteri, ma li trasmetterà alla sua discendenza. Gli scambi di
geni possono avvenire tra esseri viventi appartenenti a specie completamente diverse (per esempio
tra esseri umani e animali), cosa impossibile in natura
Le applicazioni degli OGM investono gli ambiti più disparati; la medicina, l'ecologia, il settore agroalimentare e zootecnico. Nell'agricoltura, in particolare, si è avuto una loro rapida diffusione. Infatti,
al giorno d'oggi, il 60% dei prodotti venduti nei supermercati del mondo può contenere elementi di
origine transgenica. Meno conosciuto, ma molto importante dal punto di vista medico, è il loro
utilizzo in campo farmaceutico, dove hanno consentito la produzione di vaccini sicuri.
Mentre i nuovi farmaci ottenuti da OGM sono stati accolti con immediato favore dall'opinione
pubblica, i prodotti transgenici destinati all'alimentazione umana incontrano forti resistenze per paura
degli eventuali effetti nocivi; l'ingegneria genetica viene vista come un processo "innaturale" e non
necessario nel caso della produzione alimentare.
Gli OGM possono introdursi nella nostra catena alimentare attraverso due differenti strade: a) prodotti
direttamente destinati all'alimentazione umana b) mangimi per l'alimentazione degli animali
d'allevamento
Non esiste una scienza di previsione del rischio derivante dal rilascio di piante e animali trasgenici.
Non sono predicibili né controllabili le interazioni fra il transgene e il DNA nel quale viene inserito.
Altrettanto imprevedibili sono gli effetti degli organismi transgenici massicciamente disseminati
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nell'ambiente. D'altro canto l'ingegneria genetica applicata all'agricoltura è da molti vista come la
soluzione della crisi ecologica prodotta dall'agricoltura industriale e del problema della fame nel
mondo. In particolare nel settore agro-alimentare i vantaggi prospettati sono la riduzione dell'uso dei
pesticidi, il miglioramento delle tecniche di conservazione del cibo, il miglioramento della qualità
degli alimenti e l'incremento della resa delle colture in aree inospitali.
VANTAGGI
Ridurre l'uso di pesticidi
Variare le caratteristiche nutrizionali ed organolettiche per una migliore dieta
Aumentare la produttività delle piante
VANTAGGI DELLE COLTURE TRANSGENICHE Secondo i fautori delle biotecnologie, le
manipolazioni genetiche delle piante coltivate rappresentano una delle poche soluzioni per far fronte
al fabbisogno di una popolazione mondiale che nei prossimi quarant'anni arriverà a nove miliardi di
individui: offrire agli agricoltori la tecnologia più recente, nella più tradizionale delle confezioni: il
seme. In questo modo anche le nazioni più povere avranno accesso ai benefici senza dover fare ricorso
all'alta tecnologia o a materiali costosi
L'utilizzo dell'ingegneria genetica per migliorare, manipolandoli, organismi destinati alla produzione
alimentare sta diventando sempre più intenso. Infatti i benefici che possono derivare dall'applicazione
dell'ingegneria genetica nel campo agro-alimentare sono numerosi: - resistenza delle colture (per
esempio il mais) alle malattie ed agli insetti nocivi; - controllo delle erbe infestanti (come nel caso
della soia); - miglioramento delle specie microbiche usate nei processi alimentari; - creazione di nuovi
prodotti; - miglioramento della qualità -produzione di prodotti su misura qualitativamente migliorati,
volti a soddisfare i bisogni dei consumatori
Secondo le compagnie produttrici, queste sperimentazioni genetiche, sono sottoposte a rigorosi
controlli da parte delle autorità competenti. Il mais transgenico sarebbe addirittura più sicuro del mais
non trattato. "Infatti i prodotti sono approvati dall'autorità sanitaria e sono privi di tossine, e quindi,
per questo sono più sicuri dei prodotti normali ". Anche rispetto all'impatto ecologico, la posizione
delle aziende è assolutamente rassicurante. Gli ambientalisti, per contro, sottolineano gli svantaggi
associati alle colture geneticamente modificate ed in particolar modo la sicura riduzione della
biodiversità ed il preoccupante superamento delle barriere di specie, imposte dall'evoluzione.
l'inquinamento genico o bioinquinamento la bioinvasione l'inquinamento chimico sviluppo di specie
virali ibride
RISCHI
Le colture transgeniche, oltre a vantaggi economici, presentano anche diversi rischi: - comparsa di
infestanti super resistenti per trasferimento alle specie normali, attraverso il polline, della resistenza
agli erbicidi (per esempio al glifosato); - comparsa di insetti resistenti (per esempio alla tossina Bt);
- comparsa di nuovi virus vegetali; - produzione di sostanze tossiche per gli insetti; - produzione di
allergeni; - comparsa di prodotti secondari tossici, a causa dell'attivazione di geni silenti; - diffusione
della resistenza agli antibiotici a causa dei marcatori inseriti in esse; - l'estendersi e l'ulteriore
intensificarsi della monocoltura con conseguente riduzione della biodiversità; - la distruzione delle
economie tradizionali, cosa che crea ancora maggiore divario tra i paesi tecnologicamente avanzati e
quelli sottosviluppati (Terzo Mondo).
I rischi sanitari a lungo termine sono sconosciuti e ancora troppo poco studiati.
Gli OGM, attraverso la dispersione del polline transgenico, rischiano di contaminare e minare sia
l'agricoltura biologica che quella tradizionale. Le risorse genetiche devono rimanere un patrimonio
collettivo dell'umanità e non subire un processo di privatizzazione attraverso i brevetti.
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I NUMERI DEGLI OGM
1996: 3 milioni di ettari di superficie coltivata a transgenico 1997: 13 milioni di ettari di superficie
coltivata a transgenico 1998: 30 milioni di ettari di superficie coltivata a transgenico 1999: 40 milioni
di ettari di superficie coltivata a transgenico
PIANTE MODIFICATE GENETICAMENTE
Il pomodoro è stata la prima pianta transgenica messa sul mercato (USA,'94); dimensioni maggiori e
conservazione più lunga sono le sue caratteristiche principali.
Si è intervenuti, sul pomodoro in cui l'enzima poligatturonasi degrada la parete cellulare, in tal modo
il frutto, maturando, diventa più molle e può facilmente danneggiarsi durante il trasporto. Oggi
esistono negli U.S.A., pomodori biotecnologici non deperibili: il FLAVR SAVR e il FRESH
WORLD FARMS(FWS).
Il FLAVR SAVR si ottiene con l'ANTISENSE TECHNOLOGY, si seleziona il gene della
poligatturonasi e lo si reinserisce con la sequenza invertita: ciò impedisce la trascrizione e il risultato
è un pomodoro che può restare sulla pianta fino a piena maturazione e affrontare le fasi di raccolta e
trasporto conservando una buona consistenza solida.
Il FWS è un pomodoro che dura da trenta a quaranta giorni prima di deperire; con la tecnica del DNA
ricombinante si introduce nei semi il gene che codifica il soppressore dell'enzima che produce
l'ETILENE, responsabile della normale maturazione dei pomodori.
Il riso è uno dei cibi più studiati dai genetisti.
Questo cereale è la principale e a volte l'unica fonte di sussistenza per le popolazioni orientali; tale
tipo di dieta è priva di vitamina A, la cui carenza provoca gravi disturbi, addirittura la cecità.
Soia e mais transgenici sono gli OGM più largamente prodotti e diffusi.
Erroneamente tendiamo a pensare che non facciano quasi parte della nostra dieta; al contrario sono
presenti, come cibi fantasma (spesso non indicati sulle etichette), in migliaia di prodotti confezionati.
Alcune catene di supermercati hanno deciso di vendere cibi senza mais e soia transgenici, ma
nonostante ciò, in tantissimi casi il consumatore non può conoscere gli ingredienti e l'eventuale
origine transgenica dei prodotti che acquista.
La soia transegica è arrichita di acidi grassi insaturi per risolvere molte patologie cardiovascolari
(trombosi,arteriosclerosi…), patologie che affliggono una larga fetta della popolazione adulta dei
paesi sviluppati.
Abbastanza diffusa e contestata è la soia rr che resiste agli erbicidi. Le polemiche nascono dal fatto
che a causa di questa proprietà aggiuntiva si ha l'aumento dell'uso di erbicidi e il rischio che residui
di tali "veleni" rimangano sulla pianta e arrivino fino nel piatto del consumatore
- Proteine estratte dalla soia vengono aggiunte a molti alimenti industriali a base di carne, come il
ripieno di ravioli e tortellini. Sull'etichetta si trova solo la dicitura "proteine vegetali".
- Il latte di soia è venduto come surrogato del latte in polvere materno per i bambini che non lo
tollerano.
- La farina di soia, usata insieme a quelle di cereali, serve per migliorare le qualità nutrizionali dei
prodotti da forno.
- La soia è presente nel 90% dei biscotti e dei prodotti di pasticceria, perché ne aumenta la friabilità.
- La soia, indicata sull'etichetta come "proteina vegetale", è usata nei gelati per aumentare il volume
e la sofficità. - L'olio di soia è uno degli ingredienti più usati negli oli di semi vari.
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- La lecitina di soia fa da emulsionante nella cioccolata, negli snack, nei budini, ecc… Quasi sempre
sulle etichettature appare solo la scritta "emulsionanti".
- La soia viene utilizzata nelle salamoie per la cottura dei prosciutti e in molti piatti pronti.
Il più noto alimento transgenico è il mais bt, molto più produttivo rispetto al fratello "naturale", grazie
alla capacità di uccidere le larve di lepidotteri e di resistere agli erbicidi.
- il mais è usato nelle salse al pesto preconfezionate sia come olio sia come amido (addensante);
- budini, gelatine, gelati lo contengono, per avere una maggiore consistenza;
- in forma di farina e di maltodestrina (addensante) il mais è usato nelle creme e nelle minestrine;
- l'amido di mais viene utilizzato come ingrediente del lievito, è, quindi, anche nel pane;
- le gomme da masticare contengono sorbitolo (dà il gusto fresco) e sciroppo di glucosio, entrambi
derivati dal mais
- amido modificato di mais si trova nei condimenti preconfezionati (come quelli per insalate);
- farina di mais è usata quasi sempre nei fiocchi di cereali per la prima colazione;
- derivati del mais sono contenuti nei prodotti da forno, perché servono a migliorare l'aspetto della
crosta;
- il malto prodotto dal mais viene utilizzato nella lavorazione industriale della birra;
- l'olio, l'amido e l'amido modificato di mais sono usati nella produzione della maionese industriale e
di altre salse;
- anche gli alimenti per neonati, come gli omogeneizzati, contengono amido di mais;
- il mais è più visibile nei prodotti di largo consumo come il grano per insalate, la polenta e i pop
corn;
Il mais della Ciba-Geigy contiene il gene per una tossina chiamata Bt (perché ricavata da Bacillus
thuringiensis), che rende i tessuti della pianta capaci di sintetizzare la glicoproteina selettivamente
tossica per gli insetti dannosi, ma innocua per tutti gli altri animali e per l'uomo.
Purtroppo nella costruzione di tali piante transgeniche è stato usato come marcatore un gene per la
resistenza all'ampicillina, uno dei principali antibiotici sia nella medicina umana che in veterinaria.
Non è ancora stata esclusa la possibilità che tale gene si trasferisca alla flora batterica degli animali
nutriti con mangime a base di mais geneticamente modificato, incrementando la già deplorata
diffusione di ceppi batterici resistenti agli antibiotici
Prodotti naturali esotici come la vaniglia del Madagascar e delle Comore, il cacao dell'Africa
occidentale, lo zucchero di canna di Cuba e delle Filippine e l'olio di palma della Malaysia vengono
"biopiratati" da industrie del nord del mondo, cioè vengono sostituiti da sostanze fabbricate per
transgenesi a partire dai geni originari.
Sicurezza dei prodotti alimentari ottenuti mediante la manipolazione genetica.
Oggi i governi di molti Paesi tecnologicamente avanzati hanno creato apposite commissioni di esperti
con il compito di effettuare controlli di sicurezza sugli alimenti prodotti da OGM. Queste
commissioni esaminano nei dettagli tecnici i processi che utilizzano OGM o i loro prodotti destinati
al pubblico.
I prodotti destinati all'uso alimentare sono considerati sicuri quando è possibile stabilire, con
ragionevole certezza che il loro consumo non provocherà alcun effetto nocivo. Prima di poterli
dichiarare sicuri occorre dimostrare che i cibi o gli additivi alimentari derivati da OGM sono
altrettanto sicuri, dei loro corrispettivi tradizionali.
L'approccio più pratico per la determinazione della sicurezza consiste nel valutare se i nuovi alimenti
sono sostanzialmente equivalenti ai loro analoghi tradizionali, e se l'uso che se ne vuole fare è
relativamente simile. Nei casi in cui la sostanziale equivalenza sia più difficile da rilevare, le
differenze individuate o le nuove caratteristiche degli alimenti dovrebbero essere sottoposte a ulteriori
controlli.
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La commissione europea ha adottato un nuovo regolamento (CE n° 49/2000) riguardante l'obbligo di
indicare, nell'etichettatura di alcuni prodotti alimentari, la presenza di OGM.
Il regolamento, adottato a Bruxelles il 10 gennaio 2000, rappresenta una modifica a quello già in
vigore (CE n°1139/98) che prevede l'obbligo di indicare la presenza di soia e granturco geneticamente
modificati. Il nuovo regolamento stabilisce dei requisiti supplementari, fissando l'obbligo di
etichettatura per gli alimenti che contengono OGM in quantità superiori all'1% di ogni singolo
ingrediente.
La Commissione, riconoscendo un limite tecnico alla rilevazione di quantitativi inferiori a quelli
stabilito, non ha accolto le richieste degli ecologisti, che chiedevano di abbassare ulteriormente questo
valore soglia.
La normativa europea impone l'etichettatura di ingredienti, additivi ed aromi contenenti mais o soia
transgenici: le aziende alimentari sono oggi tenute ad indicare nell'etichetta "prodotto a partire da
soia/mais geneticamente modificato" in tutti i prodotti che contengono oltre l'1% di ingredienti
geneticamente manipolati. Attenzione però, tutti i prodotti che contengono mais o soia di provenienza
transgenica, nei quali a seguito del processo di lavorazione, non sono più rintracciabili DNA o
proteine transgeniche, come ad esempio gli oli, non devono essere etichettati anche se provengono al
100% da materie prime transgeniche
BREVETTABILITA' DEL MATERIALE GENETICO
Un brevetto è un diritto di esclusiva concesso da parte di un'autorità governativa, amministrativa,
specificamente preposta. Anche le invenzioni biotecnologiche che hanno per oggetto la "materia
vivente" devono essere tutelate da un brevetto. Recentemente una Direttiva approvata dal Parlamento
Europeo ammette la brevettabilità del materiale genetico (animale, vegetale o umano) se isolato dal
suo contesto naturale con processi finalizzati alla produzione.
Nel 1991 l'ufficio brevetti Europeo ha concesso per la prima volta il brevetto per un animale
transgenico: l'oncotopo. Si è arrivati così a includere gli animali transgenici tra le possibili forme
brevettabili, dopo che alcuni anni prima si era negato il diritto di brevettare varietà vegetali, razze
animali e tutti i processi biologici per ottenere sia animali sia vegetali
Attualmente sono tre i tipi di invenzione che devono essere esclusi dalla brevettabilità:
1) il corpo umano e i suoi elementi
2) manipolazione del gene umano a fini non terapeutici
3) procedimenti di modificazione dell'identità' genetica degli animali
La manipolazione genetica delle colture normalmente incrementa gli introiti di una sola
multinazionale detentrice di uno specifico brevetto. Sarebbe invece auspicabile seguire l'esempio
della dottoressa Ronald che nel 1998 ha trasferito un gene, già presente in una varietà naturale di riso
di nessun interesse economico, nelle varietà di riso coltivate. Tale gene conferisce la resistenza a
Xantomonas oryzae, batterio che causa avvizzimento delle piante di riso. Tale esempio rappresenta
un comportamento apprezzabile perché: 1) il trasferimento genico avviene tra varietà della stessa
specie; 2) il protocollo per il costrutto é stato inviato a gruppi di scienziati di tutti i paesi, consentendo
di modificare geneticamente le varietà adattate a ciascuna particolare regione e proteggendo così la
BIODIVERSITA'.
AGRICOLTURA BIOLOGICA
La nuova "Rivoluzione verde" deve essere invece quella biologica, con una ricerca orientata alla
salvaguardia della biodiversità ed al miglioramento delle specie autoctone.
Con l'entrata in vigore della legge europea (REG. CEE n.209/91), delle leggi nazionali e in Italia
anche di alcune leggi regionali (Legge regione Toscana n. 31/94 e n. 54/95), l'agricoltura biologica si
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è trasformata non solo in un'attività ufficialmente riconosciuta, ma addirittura in un'attività meritevole
di essere premiata ed incentivata con fondi pubblici (REG. CEE n. 2078/92).
Il risultato è stato che il numero degli operatori del settore in pochi anni si è notevolmente
incrementato ed il mercato dei prodotti biologici ha iniziato ad espandersi, nonostante molto resti
ancora da fare per quanto riguarda l'informazione ai consumatori, soprattutto per aiutarli a non farsi
trarre in inganno da chi in campo alimentare specula sulle suggestioni del naturale, del genuino o
peggio ancora su diciture ambigue quali lotta biologica " o lotta integrata ".
Con il termine di agricoltura biologica si indicano diversi metodi colturali di produzione che tendono
ad escludere l'uso di prodotti chimici di sintesi (concimi, insetticidi, fungicidi, diserbanti, ecc.) e che
invece, per esaltare la produttività del terreno e la resistenza delle colture alle avversità, sfruttano le
interazioni naturali fra gli organismi viventi sul e nel suolo, l'ambiente fisico e le tecniche
agronomiche.
L’AGRICOLTURA BIOLOGICA impiega: 1. La rotazione naturale degli elementi nutritivi senza
ricorrere a fertilizzanti chimici di sintesi, ma solo a letame 2. L’aratura superficiale 3. La presenza di
specie vegetali, di siepi divisorie, di alberi, di fonti alternative di energia 4. L’utilizzo di insetti utili
per contrastare gli insetti dannosi
Il Regolamento CEE n. 2092/91 ha introdotto norme dettagliate per la produzione, trasformazione ed
etichettatura dei prodotti vegetali biologici allo scopo di assicurare condizioni di concorrenza leale
fra i produttori europei e di consentire ai consumatori di distinguere queste produzioni sul mercato.
Le norme comunitarie sulla produzione biologica prevedono che la fertilità e l'attività biologica del
suolo debbano essere conservate ed aumentate con: la reintroduzione di una adeguata rotazione
pluriennale la coltivazione di leguminose e di altre colture da sovescio l'incorporazione nel terreno di
materiale organico aziendale (residui colturali, letame, compost).
La lotta contro i parassiti, le malattie e le piante infestanti, deve essere invece imperniata su: la scelta
di specie e varietà adeguate un programma di rotazione appropriato il diserbo meccanico e il
pirodiserbo (scottatura delle infestanti) la protezione dei nemici naturali dei parassiti grazie a
provvedimenti ad essi favorevoli (es. cura o impianto di siepi).
Nel caso che questi provvedimenti non siano sufficienti a garantire un'adeguata produzione delle
colture è possibile utilizzare alcuni prodotti commerciali quali ammendanti (es. letame), concimi
azotati (es. pollina e guano), fosfatici (es. fosforiti e scorie Thomas), potassici (es. sali grezzi di
potassio), insetticidi (es. piretro, Bacillus thuringiensis) e fungicidi (es. rame e zolfo). L'elenco dei
prodotti ammessi in agricoltura biologica è periodicamente aggiornato in sede comunitaria.
Per agricoltura biologica si intende l'attività di produzione agricola effettuata nel rispetto delle norme
previste dal regolamento CEE 2092/1991 e successive modifiche ed integrazioni
Per azienda agricola biologica si intende l'azienda agricola iscritta all'elenco regionale degli operatori
dell'agricoltura biologica che svolge tutte le sue attività nel rispetto delle norme previste.
Per azienda agricola in conversione biologica si intende l'azienda agricola iscritta all'elenco regionale
degli operatori dell'agricoltura biologica che si trova nel periodo di conversione così come previsto
dal regolamento CEE 2092/1991.
La lotta guidata è un termine usato per indicare un sistema di difesa antiparassitaria in cui i trattamenti
non vengono fatti con periodicità fissa, ma solo quando attraverso opportuni sistemi di monitoraggio
se ne rileva la necessità'.
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Questo, di solito, accade quando si supera la soglia economica d'intervento, al di sotto della quale il
trattamento antiparassitario non è economicamente giustificato, in quanto il danno arrecato dai
parassiti è inferiore al costo del trattamento. Questo tipo di difesa non prevede quindi l'eliminazione
dei trattamenti tossici, ma solo la loro riduzione.
La lotta biologica è un termine usato per indicare un sistema di difesa dai parassiti animali che
impiega esclusivamente mezzi biologici quali: entomofagi, cioè insetti predatori o parassiti di altri
insetti; feromoni, cioè sostanze, normalmente emesse da insetti, ma che possono essere riprodotte in
laboratorio, che fungono da messaggeri chimici, determinando in individui della stessa specie
stimolazioni e risposte precise e ripetibili; microrganismi patogeni, cioè virus e batteri che risultano
patogeni per determinati insetti. In questo tipo di difesa non vengono usate sostanze tossiche per
l'uomo.
La lotta integrata è definizione diffusa dall' Organizzazione internazionale per la lotta biologica
(Oilb): "La protezione integrata è una strategia con la quale si mantengono le popolazioni di organismi
nocivi al di sotto della soglia di tolleranza, sfruttando i meccanismi naturali di regolazione e
utilizzando metodi di difesa accettabili dal punto di vista ecologico, economico e tossicologico".
Tale obiettivo viene raggiunto con diversi mezzi:
-mezzi agronomici, come scelta di varietà rustiche più resistenti, rotazioni ed idonee lavorazioni,
irrigazioni, concimazioni, potature, densità d'impianto e di semina ecc.
-mezzi fisici, come sterilizzazione dei terreni con il calore, distruzione dei focolai di inoculo e/o
infezione, protezione dalle avversità meteoriche, solarizzazione del terreno, raccolta manuale o
meccanica degli insetti ecc.
-mezzi biologici, che comprendono sia interventi diretti sulle piante (miglioramento genetico,
trattamenti rinforzanti), sia interventi diretti sui parassiti con prodotti di origine naturale o utilizzando
i loro antagonisti naturali
-mezzi biotecnologici, che consistono nell'uso di particolari sostanze (feromoni) che consentono di
attuare una difesa più efficace verso gli insetti potenzialmente pericolosi;
-mezzi chimici, cioè l'utilizzo di uno o più principi attivi mirati contro il patogeno e tesi a ridurne la
dannosità a livelli economicamente accettabili. In questo tipo di difesa antiparassitaria il ricorso a
prodotti tossici è molto ridotto.
Cosa deve fare l'operatore biologico?
-Coltivare senza impiego di prodotti chimici di sintesi (cioè artificiali, costruiti nei laboratori chimici)
e di OGM (organismi geneticamente modificati);
-usare la rotazione delle colture per la difesa e la prevenzione da parassiti, malattie, erbe infestanti;
-fertilizzare il terreno (e non le piante) soltanto con materie organiche e minerali naturali.
Per la certificazione delle produzioni come "Prodotto da agricoltura biologica", l'azienda agricola
deve aver rispettato le norme dell'agricoltura biologica per un periodo, definito "di conversione
all'agricoltura biologica", di almeno due anni prima della semina o, nel caso delle colture perenni
diverse dai prati, di almeno tre anni prima del raccolto. La data iniziale del computo di tale periodo è
quella di notifica.
Prima che sia trascorso l'intero periodo di conversione, ma comunque non prima di 12 mesi dalla data
iniziale, le produzioni possono essere certificate come "Prodotto in conversione all'agricoltura
biologica".
In certi casi il periodo di conversione può essere prolungato o abbreviato, per l'intera azienda o per
parte di essa, tenuto conto dell'utilizzazione anteriore degli appezzamenti. Trascorso il periodo di
conversione le produzioni potranno essere certificate con la dicitura "Prodotto da agricoltura
biologica".
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IN ITALIA Le principali colture riguardano i foraggi (397.878 ettari), i cereali (221.436 ettari), i prati
e pascoli (241.157 ettari), che nel loro insieme rappresentano il 70% circa degli investimenti. Seguono
in ordine di importanza le coltivazioni arboree (olivo, vite, agrumi, frutta) per il 20% e le colture
orticole ed industriali (leguminose da granella, prodotti orticoli, colture industriali) per il 4% Per le
produzioni animali, distinte sulla base delle principali tipologie produttive, al 31 dicembre 2001 si
segnala la seguente situazione: bovini 330.7001 (latte e carne), ovi-caprini 327.891, suini 25.435,
pollame 648.693, conigli 1.682, api, in arnie, 48.228
Dall’elaborazione dei dati forniti dagli organismi di controllo operanti in Italia al 31 dicembre 2001,
risulta che gli operatori del settore sono passati dai 54.004 del 2000 ai 60.509 del 2001. Di questi, i
produttori agricoli sono 56.440 (di cui 1.600 produttori/trasformatori), i soli trasformatori 3.947 e gli
importatori 122. La distribuzione degli operatori sul territorio nazionale vede il 65% nel sud del paese,
il 13% nel centro e il 22% nel nord. Per quanto riguarda la loro presenza nelle diverse aree geografiche
in relazione alle attività produttive, si rileva la prevalenza al sud dei produttori agricoli (68%, contro
il 20% al nord ed il 12% al centro), ed al nord dei trasformatori (47% contro il 19% al centro ed il
34% al sud) e degli importatori (82% contro il 11% al centro ed il 7% al sud) (tab. 1). La superficie
interessata, in conversione o interamente convertita ad agricoltura biologica, risulta pari a 1.237.640
ettari, pari all8% circa della SAU. Le principali colture riguardano i foraggi), i cereali, i prati e pascoli,
che nel loro insieme rappresentano il 70% circa degli investimenti. Seguono in ordine di importanza
le coltivazioni arboree (olivo, vite, agrumi, frutta) per il 20% e le colture orticole ed industriali
(leguminose da granella, prodotti orticoli, colture industriali) per il 4% (tab. 2). Per le produzioni
animali, distinte sulla base delle principali tipologie produttive, al 31 dicembre 2001 si segnala la
seguente situazione: bovini 330.7001 (latte e carne), ovi- caprini 327.891, suini 25.435, pollame
648.693, conigli 1.682, api, in arnie, 48.228 (tab. 3). L’attività di controllo, esercitata dagli organismi
autorizzati dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali e dalla Provincia Autonoma di Bolzano,
si è concretizzata in 72.896 visite ispettive e con il prelevamento ed analisi di 7.332 campioni.
L’attività di controllo ha portato al rilevamento di 2.074 irregolarità e all’applicazione, in via
definitiva, di 1.367 sanzioni.
Siti di biotecnologia
http://slideplayer.it/slide/617267/
http://www.slideshare.net/icgattaticocampegine/biotecnologie
http://www.slideshare.net/guest74eb94/ogm-presentazione-3-giugno-2008presentation?next_slideshow=2
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