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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. -
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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).
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Con il termine generico di biotecnologie possiamo
indicare una scienza interdisciplinare che
attinge da molti campi della ricerca
(microbiologia, biochimica, biologia molecolare,
biologia cellulare, immunologia, ingegneria delle
proteine, enzimologia, tecnologie dei
bioprocessi) e che può essere applicata in molti
settori (alimentare, agricoltura, ambiente,
diagnostico ed altro ancora).
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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
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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
Sulla base dei metodi impiegati per la
realizzazione dei prodotti possiamo distinguere
Le biotecnologie
TRADIZIONALI
INNOVATIVE
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Le biotecnologie tradizionali sono tecnologie
produttive utilizzate da millenni, quali
l'agricoltura, la zootecnica e lo sfruttamento
delle attività fermentative dei microrganismi.
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BIOTECNOLOGIE NEI PROCESSI DI TRASFORMAZIONE Esist
ono 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
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BIOTECNOLOGIE INNOVATIVEsono tecnologie in cui
vengono utilizzate tecniche di manipolazione del
materiale genetico (ingegneria genetica) con
numerose applicazioni in campo 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.
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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.
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(No Transcript)
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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.
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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).
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(No Transcript)
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TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE Fulcro
dell'ingegneria genetica. Rappresenta linizio di
unera, definita, con un insieme di ammirazione e
timore nei confronti delle nuove potenzialità
della Biologia, lottavo giorno della Creazione
. Consiste in un complesso insieme 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
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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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
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FORBICI GENETICHE E COLLA GENETICA
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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
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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 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 .
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PLASMIDE RICOMBINANTE
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VIRUS FAGI
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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 E lagente 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 lAgrobacterium si è rivelato lo
strumento ideale per trasmettere vari geni
esogeni alle piante transgeniche Dicotiledoni.
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(No Transcript)
25
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.
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1.Il DNA viene tagliato tramite specifici enzimi
di restrizione 2.Il plasmidio viene tagliato con
gli stessi enzimi 3.Il plasmide viene aperto
4.Il DNA, portatore del gene isolato, vine
incollato al plasmidio tramite un specifico
enzima detto DNA ligasi 5. Si forma un plasmidio
transgenico con la resistenza all'antibiotico
datagli dal gene estraneo
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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 é stata
utilizzata per eliminare il gene che faceva
ammorbidire il pomodoro creando un prodotto con
migliori qualità di conservazione.
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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.
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Oltre ad accelerare i programmi di ibridazione e
a migliorare le probabilità di successo, la
tecnologia genetica é 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,
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I metodi utilizzati per manipolare geneticamente
le piante sono due AGROBACTERIUM e BOMBARDAMENTO
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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. 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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
post-raccolto. 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
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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
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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
problemi di sicurezza connessi con l'uso
industriale di microrganismi che contegono DNA
ricombinato in vitro
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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
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GRUPPI DI RISCHIOGruppo 1Microrganismi mai
identificati come agenti patogeni e che non
rappresentano una minaccia per l'ambiente.Gruppo
2Microrganismi potenzialmente patogeni per
l'uomo e che potrebbero rappresentare un rischio
per chi opera nei laboratori. Gruppo
3Microrganismi 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
4Microrganismi 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 5Questo 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
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OGM
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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 dellorganismo che si vuole
modificare. Non solo lOGM 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
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Le applicazioni degli OGM investono gli ambiti
più disparati la medicina, l'ecologia, il
settore agro-alimentare e zoo-tecnico. Nell'agrico
ltura, in particolare, si ha 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.
50
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.
51
Gli OGM possono introdursi nella nostra catena
alimentare attraverso due differenti strade a)
prodotti direttamente destinati all'alimentazione
umanab) mangimi per l'alimentazione degli
animali d'allevamento
52
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 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.
53

• ridurre l'uso di pesticidi
• variare le caratteristiche nutrizionali ed
  organolettiche per una migliore dieta
• aumentare la produttività delle piante

54
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
55
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
56
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.
57
l'inquinamento genico o bioinquinamento la
bioinvasione l'inquinamento chimico sviluppo di
specie virali ibride
58
RISCHI
la perdita di biodiversità, l'uso irrazionale di
pesticidi, lo sviluppo di nuove resistenze da
parte di piante infestanti e insetti parassiti,
il trasferimento di geni ad altre specie,
l'apparizione di nuove specie infestanti o di
effetti indesiderati sull'ecosistema. I rischi
sanitari a lungo termine sono sconosciuti 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.
59
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).
60
(No Transcript)
61

• 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

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• USA
• 1998 20 milioni di ettari di superficie
  coltivata a transgenico circa il 70 della
  superficie mondiale di OGM.
• 30 sono le specie transgeniche coltivate.
• 20 sono le specie transgeniche consumateCANADA
• 10 della superficie mondiale coltivata a OGM
• 27 sono le specie transgeniche coltivate
• 25 sono le specie transgeniche consumate
• 1995 commercializzazione della patata
  transgenica

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• CINA
• meno del 10 della superficie mondiale
  coltivata a OGM1 paese a coltivare (e a fumare)
  tabacco transgenico EUROPA
• 2000 meno dell'1 della superficie mondiale
  coltivata a OGM
• lo 0,1 dei prodotti transgenici sono
  "qualitativi" (di interesse per i consumatori)
• il 99 degli OGM vegetali sono commercializzati
  da 5 grandi multinazionali (Monsanto, DuPont,
  Novartis, Zeneca e Aventis)

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• GIAPPONE
• 50 sono le specie di cui è autorizzata la
  coltivazione e che crescono su campi confinanti.
• AMERICA MERIDIONALE
• 11 della superficie mondiale coltivata a OGMpiù
  di 100.000 ettari coltivati clandestinamente(sopra
  ttutto in Brasile)

65
PIANTE MODIFICATE GENETICAMENTE
66
Il pomodoro è stata la prima pianta transgenica
messa sul mercato (USA,'94) dimensioni maggiori
e conservazione più lunga sono le sue
caratteristiche principali.
67
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.
68
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.
69
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.
70
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
71
- 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.-
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.
72
IL MAIS
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.
73
- 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
74
- 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
75
Il mais dell Ciba-Geigy contiene il gene per una
tossina chiamata Bt (perchè 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
76
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.
77
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.
78
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 n1139/98) che prevede l'obbligo di
indicare la presenza di soia e granturco
geneticamente modificati. Il nuovo regolamento,
che entrerà in vigore tra tre mesi, 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.
79
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
80
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.
81
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
82
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
83
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'.
84
AGRICOLTURA BIOLOGICA
85
La nuova "Rivoluzione verde" deve essere invece
quella biologica, con una ricerca orientata alla
salvaguardia della biodiversità ed al
miglioramento delle specie autoctone.
86
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 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).
87
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".
88
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.
89
LAGRICOLTURA BIOLOGICA impiega 1. La rotazione
naturale degli elementi nutritivi senza ricorrere
a fertilizzanti chimici di sintesi, ma solo a
letame 2. Laratura superficiale 3. La presenza
di specie vegetali, di siepi divisorie, di
alberi, di fonti alternative di energia 4.
Lutilizzo di insetti utili per contrastare gli
insetti dannosi
90
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.
91

• 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).

92

• 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).

93
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.
94
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
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.
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.
95
lotta guidata 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'. 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.
96
lotta biologica 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.
97
lotta integrata 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".
98

• 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.

99

• Cosa deve fare l'operatore biologico
• Coltivare senza impiego