Gēnu inženierija

Gēnu inženierija , mākslīga manipulācija, modifikācija un DNS vai citu nukleīnskābju molekulu rekombinācija, lai modificētu organismu vai organismu populāciju.

gēnu inženierija

gēnu inženierija Ģenētiski modificēts lasis (augšpusē) un tāda paša vecuma dabīgais lasis (apakšā). Spēja izstrādāt un precīzi rediģēt dzīvnieku genomus, lai arī potenciāli izdevīga, ir radījusi ētiskus jautājumus. Pols Dārrovs - The New York Times / Redux



Vēsturiskā attīstība

Uzziniet par gēnu inženieriju un to, kā tā tiek piemērota mikrobiem, lai tos ģenētiski modificētu lietošanai medikamentos, pārtikā un degvielā

Uzziniet par gēnu inženieriju un to, kā tā tiek piemērota mikrobiem, lai tos ģenētiski modificētu izmantošanai medikamentos, pārtikā un degvielā. Pārskats par gēnu inženieriju, īpaši to, kas tiek piemērots mikrobiem. Atvērtā universitāte (Britannica izdevniecības partneris) Skatiet visus šī raksta videoklipus



kurš reagan centiens tika nosaukts par zvaigžņu karu?

Termiņš gēnu inženierija sākotnēji atsaucās uz dažādām metodēm, kas izmantotas organismu modificēšanai vai manipulācijām ar iedzimtības procesiem un reprodukcija . Tādējādi šis termins aptvēra gan mākslīgo atlasi, gan visas biomedicīnas tehnikas iejaukšanās, tostarp mākslīgo apsēklošanu, apaugļošana in vitro (piemēram, mazuļi no mēģenēm), klonēšana un manipulācijas ar gēniem. Tomēr 20. gadsimta otrajā pusē šis termins konkrētāk attiecās uz rekombinantā DNS tehnoloģija (vai gēnu klonēšana), kurā DNS molekulas no diviem vai vairākiem avotiem tiek apvienotas šūnās vai in vitro un pēc tam tiek ievietotas saimniekorganismos, kuros tās spēj izplatīt .

Rekombinantās DNS tehnoloģijas iespējamība parādījās, atklājot restrikcijas fermenti 1968. gadā - Šveices mikrobiologs Verners Ārbers. Nākamajā gadā amerikāņu mikrobiologs Hamiltons O. Smits attīrīja tā sauktos II tipa restrikcijas enzīmus, kas tika atzīti par būtiskiem gēnu inženierijai, lai spētu sašķelt specifiska vieta DNS (atšķirībā no I tipa restrikcijas enzīmiem, kas DNS sašķeļ nejaušās vietās). Balstoties uz Smita darbu, amerikāņu molekulārais biologs Daniels Nathans palīdzēja uzlabot DNS rekombinācijas tehniku ​​1970. – 71. Gadā un parādīja, ka II tipa fermenti varētu būt noderīgi ģenētiskajos pētījumos. Gēnu inženierijas, kuras pamatā ir rekombinācija, 1973. gadā aizsāka amerikāņu bioķīmiķi Stenlijs N. Koens un Herberts V. Bojers, kuri vieni no pirmajiem sagrieza DNS fragmentos, atkal pievienojās dažādiem fragmentiem un ievietoja jaunos gēnus E. coli baktērijas, kas pēc tam vairojās.



Process un paņēmieni

Lielākā daļa rekombinantās DNS tehnoloģijas ietver svešu gēnu ievietošanu kopīgo laboratorijas baktēriju celmu plazmīdās. Plazmīdi ir mazi DNS gredzeni; tie nav baktērijas daļa hromosomu (galvenā organisma ģenētiskās informācijas krātuve). Neskatoties uz to, tie spēj vadīt olbaltumvielu sintēzi, un, tāpat kā hromosomu DNS, tie tiek pavairoti un nodoti baktērijas pēcnācējiem. Tādējādi, iekļaujot baktērijā svešu DNS (piemēram, zīdītāju gēnu), pētnieki var iegūt gandrīz neierobežotu skaitu ievietotā gēna kopiju. Turklāt, ja ievietotais gēns darbojas (t.i., ja tas vada olbaltumvielu sintēzi), modificētā baktērija ražos olbaltumvielu, ko norādījusi svešā DNS.

Uzziniet par CRISPR tehnoloģiju un to, kā tā var pārveidot medicīnu un sabiedrību

Uzziniet par CRISPR tehnoloģiju un to, kā tā var pārveidot medicīnu un sabiedrību Kas ir CRISPR, un kā tas pārveido medicīnu un sabiedrību? Pasaules zinātnes festivāls (Britannica izdevniecības partneris) Skatiet visus šī raksta videoklipus

kāpēc simts gadus notika karš

Nākamā gēnu inženierijas paaudžu paaudze, kas parādījās 21. gadsimta sākumā, koncentrējās uz gēnu rediģēšanu. Gēnu rediģēšana, pamatojoties uz tehnoloģiju, kas pazīstama kā CRISPR-Cas9, ļauj pētniekiem pielāgot dzīvā organisma ģenētisko secību, veicot ļoti specifiskas izmaiņas tā DNS. Gēnu rediģēšanai ir plašs pielietojums, ko izmanto kultūraugu augu un mājlopu un laboratorijas modeļa organismu (piemēram, peles) ģenētiskai modificēšanai. Ar dzīvnieku slimībām saistīto ģenētisko kļūdu korekcija liecina, ka gēnu rediģēšanai ir potenciāls pielietojums cilvēku gēnu terapijā.



Pieteikumi

Gēnu inženierija ir uzlabojusi izpratni par daudziem gēnu funkcijas un organizācijas teorētiskajiem un praktiskajiem aspektiem. Izmantojot rekombinantās DNS metodes, ir izveidotas baktērijas, kas spēj sintezēt cilvēku insulīns , cilvēka augšanas hormons, alfa interferons, a B hepatīts vakcīna un citas medicīniski noderīgas vielas. Augus var ģenētiski pielāgot, lai tie varētu piesaistīt slāpekli, un ģenētiskās slimības, iespējams, var izlabot, aizstājot disfunkcionālus gēnus ar normāli funkcionējošiem gēniem. Neskatoties uz to, īpaša uzmanība ir pievērsta šādiem sasniegumiem, baidoties, ka tie var izraisīt nelabvēlīgu un, iespējams, bīstamu īpašību ievadīšanu mikroorganismos, no kuriem iepriekš to nebija, piemēram, rezistence pret antibiotikām, toksīnu ražošana vai tieksme izraisīt slimības . Tāpat ir palielinājies gēnu rediģēšanas pielietojums cilvēkiem ētiski bažas, jo īpaši attiecībā uz tā iespējamo izmantošanu, lai mainītu tādas iezīmes kā inteliģence un skaistums.

ģenētiski modificēta kukurūza (kukurūza)

ģenētiski modificēta kukurūza (kukurūza) Ģenētiski modificēta kukurūza (kukurūza). S74 / Shutterstock.com

Strīdi

1980. gadā jaunie mikroorganismi, kas radīti rekombinantā DNS pētījumā, tika uzskatīti par patentējamiem, un 1986. gadā ASV Lauksaimniecības departaments apstiprināja pirmā dzīvā ģenētiski izmainītā organisma - vīrusa, ko izmantoja kā pseidorabiju vakcīnu, pārdošanu, no kura tika izgriezts viens gēns . Kopš tā laika par ģenētiski izmainītām baktērijām un augiem ir piešķirti vairāki simti patentu. Ģenētiski modificētu un ģenētiski modificētu organismu, jo īpaši kultūraugu un citu pārtikas produktu, patenti bija: strīdīgs jautājums, un tie tādi palika arī 21. gadsimta pirmajā daļā.