Definizione di ingegneria genetica, tipi, processi, tecniche e impatti
Definizione di ingegneria genetica
L'ingegneria genetica è una biotecnologia che include modificazione genetica, manipolazione genica, DNA ricombinanti, tecnologia, clonazione genica e genetica moderna utilizzando tutti i tipi procedura. Tuttavia, per il termine di ingegneria genetica in senso lato si tratta di descrivere la manipolazione/trasferimento del gene mediante: creare quel DNA ricombinante inserendo un gene nel tentativo di ottenere un nuovo prodotto migliore o superiore. Questo DNA ricombinante è il risultato della combinazione di 2 materiale genetico di 2 diversi organismi e ha anche i tratti, le caratteristiche o le funzioni desiderati in modo che l'organismo ricevente esprima tratti o funzioni che siano in accordo con ciò che vogliamo volere.
Gli oggetti utilizzati nell'ingegneria genetica sono generalmente quasi tutti i gruppi di organismi, che vanno dai livelli semplici a quelli complessi. Gli organismi superiori prodotti nel processo di ingegneria genetica sono indicati come organismi transgenici.
La nascita dell'ingegneria genetica è nata dallo sforzo di rivelare il materiale genetico ereditato da una generazione all'altra. Quando le persone sanno che i cromosomi sono il materiale genetico che trasporta i geni, è allora che appare l'ingegneria genetica.
Classificazione dei tipi di ingegneria genetica
L'ingegneria genetica è uno degli sviluppi della tecnologia riproduttiva nel tentativo di cambiare i geni in modo che vengano poi prodotti organismi di migliore qualità. Esistono diversi tipi di ingegneria genetica, tra cui:
1. ricombinazione del DNA
Questa ricombinazione del DNA è una tecnica per separare e anche fondere il DNA da quella specie 1 con DNA di altre specie allo scopo di poter ottenere nuovi tratti migliori o superiore. Di seguito sono riportati alcuni dei prodotti risultanti dalla ricombinazione genica.
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Produzione di insulina
Questa insulina è prodotta dalla ricombinazione del DNA delle cellule umane con il plasmide batterico di E. Coli. L'insulina prodotta è più pura e anche ben accettata dal corpo umano perché contiene proteine umane rispetto all'insulina che viene sintetizzata dai geni del pancreas animale. -
Produzione di vaccini per l'epatite
Questo vaccino per l'epatite è prodotto da DNA cellulare ricombinante umano con cellule di lievito Saccharomyces. Il vaccino prodotto è sotto forma di virus indebolito e quando viene iniettato nel corpo umano formerà anticorpi in modo che sia immune agli attacchi di epatite.
2. Fusione cellulare
Un altro termine per la fusione cellulare è noto come tecnologia dell'ibridoma. Questa fusione cellulare è una fusione di 2 cellule diverse in 1 in una proteina che molto così buono che contiene anche i geni originali di entrambi che sono indicati come ibridoma. Questo ibridoma viene spesso utilizzato per ottenere anticorpi in esami e trattamenti medici. Ad esempio, prendiamo l'esempio della fusione di cellule umane con cellule di topo. Lo scopo di questa fusione è produrre un ibridoma sotto forma di anticorpi in grado di dividersi rapidamente. Questo tratto è ottenuto da cellule umane sotto forma di anticorpi che si fondono con cellule tumorali di topo sotto forma di mieloma che sono in grado di dividersi rapidamente.
3. Trasferimento core (clone)
La clonazione è un processo riproduttivo che ha proprietà asessuate per creare una replica esatta di un organismo. Questa tecnica di clonazione produrrà una nuova specie che è geneticamente la stessa del suo genitore, cosa che di solito viene eseguita in laboratorio. Le nuove specie prodotte sono note come cloni. Questi cloni vengono creati mediante un processo noto come trasferimento nucleare di cellule somatiche. Questo trasferimento nucleare di cellule somatiche è un processo che si riferisce al trasferimento del nucleo da quella cellula somatica alla cellula uovo. Le cellule somatiche sono tutte le cellule del corpo tranne i germi. Per quanto riguarda il meccanismo, il nucleo di questa cellula somatica verrà rimosso e inserito in un uovo non fecondato che ha un nucleo che è stato o è stato rimosso. L'uovo con il suo nucleo verrà quindi preservato fino a diventare un embrione. Questo embrione verrà quindi collocato nella madre surrogata e si svilupperà nella madre surrogata.
Il successo della clonazione è clonare la pecora "Dolly". La pecora Dolly viene riprodotta senza l'ausilio di un ariete, ma viene invece creata dalla presenza di una ghiandola mammaria anch'essa prelevata da una pecora femmina. Le ghiandole mammarie delle pecore Finndorset sono state quindi utilizzate come donatori di nuclei cellulari e uova di pecore Blackface come riceventi. La fusione delle due cellule utilizza una tensione elettrica di 25 Volt che alla fine forma una fusione tra la cellula uovo di pecora nera senza nucleo e la cellula della ghiandola mammaria della pecora Finndorsat. In una provetta i risultati della fusione si svilupperanno quindi in un embrione che verrà poi trasferito nell'utero della pecora dal muso nero. In modo che la nuova specie nata sia una specie con caratteristiche identiche alla pecora Finndorset.
Processi e tecniche di ingegneria genetica
In termini semplici, questo processo di ingegneria genetica può o può includere le seguenti fasi.
- Identificare il gene e isolare il gene di interesse,
- Crea copie DNA/AND di RNAd,
- Attaccamento del cDNA all'anello plasmidico
- Inserimento di DNA ricombinante nel corpo/cellula batterica,
- Creare cloni batterici contenenti DNA ricombinante,
- Raccolta del prodotto.
Il processo di ingegneria genetica di cui sopra, in pratica, consiste nell'adottare i principi della tecnica di ingegneria di seguito.
1. Clonazione genica
La clonazione genica è la fase iniziale dell'ingegneria genetica. Di seguito sono riportati i passaggi della clonazione genica, tra cui:
- Tagliare il DNA in frammenti con una dimensione da diverse centinaia a migliaia di kb (kilobase),
- Quindi il frammento viene inserito in un vettore batterico per la clonazione.
- Tutti i tipi di vettori sono progettati per trasportare DNA di diverse lunghezze.
- Ciascun vettore contiene un solo DNA che viene poi amplificato per formare un clone nella parete batterica.
- Da ciascun clone verranno quindi isolati alcuni frammenti di DNA che verranno poi espressi. Questo DNA a singolo filamento sarà convertito in DNA a doppio filamento con l'aiuto della DNA polimerasi.
- I frammenti di DNA risultanti sono stati quindi clonati in plasmidi per produrre quindi banche di cDNA.
2. Sequenziamento del DNA
Questo sequenziamento è una tecnica per determinare la sequenza di basi di un frammento di DNA che richiede un lungo processo e tempo. Attualmente questo processo ha già una natura automatica, il che significa che il sequenziamento effettuato è possibile su scala industriale fino a migliaia di kilobasi al giorno.
3. Amplificazione genica in vitro
È un processo di amplificazione del DNA per sintetizzare frammenti di DNA complementari che parte da una catena di primer nota come tecnica PCR (Polymerase Chain) reazione).
4. Costruzione genica
Ciascuno di questi geni è costituito da un promotore (cioè la regione responsabile della trascrizione genica che termina nella regione del terminatore), il gene responsabile della trascrizione del gene che termina nella regione del terminatore. Questo marcatore è stato selezionato (cioè un gene che ha un ruolo nella resistenza agli antibiotici che aiuta a differenziare i cambiamenti cellulari), e anche grazie. Questa costruzione genica contiene almeno una regione promotrice, una regione trascritta e una regione terminatrice. Pertanto, questa costruzione genica è chiamata vettore di espressione.
Questa costruzione genica implica un uso in elementi come la sintesi dei nucleotidi chimicamente, enzimi di restrizione che scindono il DNA in regioni specifiche, amplificazione dei frammenti di DNA in vitro mediante la tecnica PCR, nonché collegamento di diversi frammenti di DNA con legami covalenti mediante enzimi ligasi. Successivamente, questi frammenti vengono aggiunti al plasmide che viene poi trasferito ai batteri per formare cloni batterici. Questo clone batterico verrà quindi selezionato e amplificato. L'aggiunta di elementi nella costruzione del gene dipende da un obiettivo sperimentale, in particolare dal tipo di cellula che la costruzione sarà poi espressa.
5. Trasferimento genico nelle cellule
Un gene isolato può o può essere trascritto in vitro e il suo mRNA può anche essere trascritto in un sistema privo di cellule. Per essere efficacemente codificato e tradotto in proteina, un gene deve essere trasferito nella cellula che naturalmente può o può contenere tutti i fattori necessari nel processo di trascrizione nonché traduzione. In pratica, questo trasferimento genico consiste in una varietà di tecniche, tra cui la fusione cellulare, la microiniezione, l'elettroporazione, l'uso di composti chimici e l'iniezione mediante vettori virali.
Vantaggi dell'ingegneria genetica
Lo sviluppo dell'ingegneria genetica offre molti vantaggi per gli esseri umani in vari aspetti della vita. I vantaggi dell'ingegneria genetica, se esaminati in base ai suoi aspetti, includono quanto segue:
1. Industria Bidang
In campo industriale, il principio dell'ingegneria genetica viene quindi utilizzato nel tentativo di clonare batteri per diverse funzioni alcuni esempi come la produzione di materie prime chimiche come l'etilene, necessario per la produzione di materie plastiche, la dissoluzione i metalli direttamente dalla terra, producono sostanze chimiche che vengono utilizzate come dolcificanti nella fabbricazione di tutti i tipi di bevande, e così via.
2. Settore farmaceutico
In campo farmaceutico, l'ingegneria genetica viene utilizzata per produrre proteine necessarie per la salute. Questa proteina è un gene clonato batterico che ha un ruolo nel controllo della sintesi di farmaci che, se prodotti naturalmente, sarebbero costosi.
3. Campo medico
La nascita dell'ingegneria genetica offre molti vantaggi nello sviluppo della scienza medica, tra cui i seguenti:
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Produzione di insulina
L'insulina precedentemente sintetizzata dai mammiferi può ora essere prodotta clonando i batteri. L'insulina prodotta è anche molto migliore e più accettabile per il corpo umano rispetto all'insulina sintetizzata dagli animali. -
Fare vaccini contro il virus dell'AIDS
Dato che l'AIDS è un virus pericoloso e può o può attaccare il sistema immunitario, dovrebbero essere fatti sforzi di prevenzione In questa malattia, i ricercatori realizzano un vaccino utilizzando l'ingegneria genetica nel tentativo di proteggersi dalla trasmissione del virus dell'AIDS. -
Terapia genetica
L'ingegneria genetica viene utilizzata anche nello sforzo di una terapia per i disturbi genetici, in particolare da: l'inserimento di diversi geni duplicati direttamente nelle cellule di una persona che ha un'anomalia genetico.
4. agricoltura
In agricoltura, l'ingegneria genetica è ampiamente utilizzata anche negli sforzi di inserimento genico esso nelle cellule delle piante in modo che fornisca quindi molti vantaggi come:
- Produci piante in grado di catturare quella luce in modo più efficace per aumentare l'efficienza fotosintetica.
- Produrre piante in grado di produrre i propri pesticidi.
- Sostituire l'uso di fertilizzanti azotati, che sono costosi ma anche ampiamente utilizzati, è eseguire la fissazione dell'azoto in modo naturale, come nella coltivazione del riso.
- Può o può essere utilizzato per ottenere nuove piante più redditizie attraverso il trapianto di geni, come nel gruppo delle solanacee.
5. Allevamento di animali
Questo è simile all'uso dell'ingegneria genetica in agricoltura, nel campo della zootecnia L'inserimento del gene viene effettuato anche in alcune cellule animali applicando principi ingegneristici genetica. L'animale più utilizzato è la mucca. L'ingegneria nel settore zootecnico offre numerosi vantaggi, quali:
- Ottenuto un vaccino che può o può prevenire la diarrea maligna nei suinetti.
- È stato ottenuto un vaccino efficace contro l'afta epizootica, che è una malattia maligna ed è contagiosa anche nei bovini, negli ovini, nei caprini, nei cervi e nei suini.
- Sono in corso test specifici sull'ormone della crescita per le mucche che dovrebbero aumentare la produzione di latte.
Impatto dell'ingegneria genetica
L'ingegneria genetica ha un ruolo importante nello sviluppo della scienza per tutti i tipi di campi della vita. Tuttavia, l'uso dell'ingegneria genetica non fornisce solo benefici, ma anche alcuni effetti indesiderati. Di seguito sono riportati gli impatti dell'applicazione dell'ingegneria genetica, tra cui:
- Alcune colture OGM possono causare o meno allergie, differenze nutrizionali, tossicità e composizione e Esiste anche la possibilità che un batterio nel corpo umano diventi resistente a un antibiotico certo.
- Poi gli organismi transgenici in natura, se senza supervisione, ovviamente possono anche produrre inquinamento biologico che ha quindi un impatto sulla perturbazione di un ecosistema nonché sulla crescente prevalenza di determinate malattie.
- L'inserimento di DNA o di geni di altri organismi non correlati sarà considerato una violazione delle leggi naturali ed è ancora difficile da accettare dalla società. Pertanto, l'ingegneria genetica effettuata sugli esseri umani è considerata una deviazione morale e una violazione etica.
Quindi la spiegazione della definizione di ingegneria genetica, tipi, processi, tecniche e impatti, si spera che quanto descritto possa essere utile per te. grazie
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