გენეტიკური ინჟინერიის განმარტება, ტიპები, პროცესები, ტექნიკა და გავლენა
გენეტიკური ინჟინერიის განმარტება
გენეტიკური ინჟინერია არის ბიოტექნოლოგია, რომელიც მოიცავს გენეტიკურად მოდიფიკაციას, გენის მანიპულაციას, დნმ-ს რეკომბინანტები, ტექნოლოგია, ასევე გენების კლონირება და თანამედროვე გენეტიკა ყველა სახის გამოყენებით პროცედურა. ამასთან, გენეტიკური ინჟინერიის ვადისთვის ზოგადად უნდა აღიწეროს გენით მანიპულირება / გადაცემა შემდეგი გზით: გააკეთეთ ის რეკომბინანტული დნმ, გენის ჩასმით უკეთესი ახალი პროდუქტის მისაღებად უმაღლესი. ეს რეკომბინანტული დნმ არის 2 სხვადასხვა ორგანიზმის 2 გენეტიკური მასალის შერწყმის შედეგი და ასევე აქვს სასურველი თვისებები, მახასიათებლები ან ფუნქციები ისე, რომ მიმღებმა ორგანიზმმა გამოხატოს თვისებები ან ფუნქციები, რომლებიც შეესაბამება ჩვენს სურვილს მინდა
გენეტიკური ინჟინერიაში გამოყენებული ობიექტები ზოგადად ორგანიზმების თითქმის ყველა ჯგუფია, დაწყებული მარტივიდან რთულ დონეზე. გენეტიკური ინჟინერიის პროცესში წარმოქმნილი უმაღლესი ორგანიზმები მოიხსენიებიან, როგორც ტრანსგენული ორგანიზმები.
გენეტიკური ინჟინერიის დაბადებამ წარმოშვა იმის მცდელობა, რომ შესაძლებელი იყო გენეტიკური მასალის გამოვლენა, რომელიც მემკვიდრეობით გადაეცემა ერთი თაობიდან მეორე თაობას. როდესაც ადამიანებმა იციან, რომ ქრომოსომები არის გენეტიკური მასალა, რომელიც გენებს ატარებს, სწორედ მაშინ ჩნდება გენეტიკური ინჟინერია.
გენეტიკური ინჟინერიის ტიპების კლასიფიკაცია
გენეტიკური ინჟინერია არის რეპროდუქციული ტექნოლოგიის ერთ-ერთი განვითარება, რომლის მიზანია გენების შეცვლა, რათა შემდგომში წარმოიქმნას უკეთესი ხარისხის ორგანიზმები. არსებობს რამდენიმე სახის გენეტიკური ინჟინერია, მათ შორის:
1. დნმ რეკომბინაცია
ეს დნმ რეკომბინაცია არის ამ 1 სახეობის დნმ-ის გამოყოფის და ასევე შერწყმის ტექნიკა სხვა სახეობების დნმ-ით, რათა შეძლონ უკეთესი ახალი თვისებების მიღება ან უმაღლესი. ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე პროდუქტი, რომლებიც წარმოიქმნება გენების რეკომბინაციის შედეგად.
-
ინსულინის წარმოება
ეს ინსულინი წარმოიქმნება ადამიანის უჯრედის დნმ-ის რეკომბინაციით E. Coli ბაქტერიულ პლაზმიდთან. წარმოებული ინსულინი უფრო სუფთაა და ასევე კარგად არის მიღებული ადამიანის ორგანიზმის მიერ, რადგან იგი შეიცავს ადამიანის ცილებს ინსულინთან შედარებით, რომელიც სინთეზირდება ცხოველის პანკრეასის გენებიდან. -
ვაქცინის ჰეპატიტის წარმოება
ეს ჰეპატიტის ვაქცინა წარმოიქმნება ადამიანის უჯრედების რეკომბინანტული დნმ-ისგან, საკარომიკის საფუარის უჯრედებთან. წარმოებული ვაქცინა არის დასუსტებული ვირუსის სახით და ადამიანის ორგანიზმში შეყვანისას წარმოიქმნება ანტისხეულები, რომ იგი იმუნური იყოს ჰეპატიტის შეტევებისგან.
2. უჯრედების შერწყმა
უჯრედების შერწყმის კიდევ ერთი ტერმინი ცნობილია როგორც ჰიბრიდომა ტექნოლოგია. ეს უჯრედის შერწყმა არის 2 განსხვავებული უჯრედის შერწყმა 1 – ად და ცილად ძალიან კარგია, რომ იგი შეიცავს ორიგინალ გენებსაც, რომლებსაც მოიხსენიებენ ჰიბრიდომა. ამ ჰიბრიდომას ხშირად იყენებენ იმისთვის, რომ ანტისხეულები მიიღონ სამედიცინო გამოკვლევებსა და მკურნალობაში. მაგალითად, ავიღოთ ადამიანის უჯრედების შერწყმა თაგვის უჯრედებთან. ამ შერწყმის მიზანია ჰიბრიდომის წარმოება ანტისხეულების სახით, რომლებიც სწრაფად იყოფა. ეს თვისება მიიღება ადამიანის უჯრედებიდან ანტისხეულების სახით, რომლებიც შერწყმულია თაგვის კიბოს უჯრედებთან მიელომის სახით, რომლებსაც სწრაფი გაყოფა აქვთ.
3. ძირითადი გადაცემა (კლონი)
კლონირება არის რეპროდუქციული პროცესი, რომელსაც აქვს არაექსუალური თვისებები, რომ შექმნას ორგანიზმის ზუსტი რეპლიკა. კლონირების ეს ტექნიკა წარმოქმნის ახალ სახეობას, რომელიც გენეტიკურად იგივეა, რაც მისი მშობელი, რომელიც ჩვეულებრივ ხდება ლაბორატორიაში. წარმოებული ახალი სახეობები კლონების სახელითაა ცნობილი. ეს კლონები იქმნება პროცესით, რომელიც ცნობილია როგორც სომატური უჯრედის ბირთვული გადაცემა. ეს სომატური უჯრედის ბირთვული გადაცემა არის პროცესი, რომელიც ეხება ბირთვის გადატანას ამ სომატური უჯრედიდან კვერცხუჯრედში. სომატური უჯრედები არის სხეულის ყველა უჯრედი, გარდა მიკრობებისა. რაც შეეხება მექანიზმს, ამ სომატური უჯრედის ბირთვს ამოიღებენ და ჩაუშვებენ განაყოფიერებულ კვერცხუჯრედში, რომელსაც აქვს ან ამოღებული ბირთვი. შემდეგ კვერცხუჯრედი ინახება მანამ, სანამ ემბრიონი არ გახდება. შემდეგ ეს ემბრიონი მოთავსდება სუროგატ დედში და განვითარდება სუროგატ დედში.
კლონირების წარმატებაა ცხვარი "დოლის" კლონირება. Dolly ცხვარი მრავლდება ვერძის დახმარების გარეშე, მაგრამ ამის ნაცვლად იქმნება სარძევე ჯირკვლების არსებობისგან, რომლებიც ასევე აღებულია ქალი ცხვრისგან. შემდეგ ფინდორსეტის ცხვრის სარძევე ჯირკვლები გამოიყენეს უჯრედის ბირთვების დონორებად, ხოლო შავი ფერის ცხვრის კვერცხუჯრედები - მიმღებად. ორი უჯრედის შერწყმა იყენებს 25 ვოლტის ელექტრულ ძაბვას, რაც საბოლოოდ ქმნის შერწყმას შავი ფერის ცხვრის კვერცხუჯრედს ბირთვის გარეშე და ფინდორსატის ცხვრის სარძევე ჯირკვლის უჯრედს შორის. სინჯარაში შერწყმის შედეგები გადაიქცევა ემბრიონად, რომელიც შემდეგ გადაეცემა შავი ფერის ცხვრის საშვილოსნოში. ასე რომ, ახალი სახეობა დაიბადა ფინდორსეთის ცხვრის იდენტური მახასიათებლების მქონე სახეობას.
გენეტიკური ინჟინერიის პროცესები და ტექნიკა
მარტივად რომ ვთქვათ, ეს გენეტიკური ინჟინერიის პროცესი შეიძლება მოიცავს შემდეგ ეტაპებს.
- იდენტიფიცირება გენი და იზოლირება ინტერესი გენი,
- გააკეთეთ RNAd– ის დნმ / და ასლები,
- CDNA- ს მიმაგრება პლაზმურ რგოლზე,
- რეკომბინანტული დნმ-ის შეტანა სხეულში / ბაქტერიულ უჯრედში,
- რეკომბინანტული დნმ შემცველი ბაქტერიული კლონების შექმნა,
- პროდუქტის მოსავლის აღება.
ზემოთ მოცემული გენეტიკური ინჟინერიის პროცესში მოცემულია ქვემოთ მოცემული საინჟინრო ტექნიკის პრინციპები.
1. გენების კლონირება
გენური კლონირება არის გენეტიკური ინჟინერიის საწყისი ეტაპი. ქვემოთ მოცემულია გენის კლონირების ნაბიჯები, მათ შორის:
- დნმ-ის ფრაგმენტებად მოჭრა რამდენიმე ასეულიდან ათასობით კბ (kilobase),
- შემდეგ ფრაგმენტი შეჰყავთ ბაქტერიულ ვექტორში კლონირებისთვის.
- ყველა სახის ვექტორი შექმნილია სხვადასხვა სიგრძის დნმ-ის გადასაზიდად.
- თითოეული ვექტორი შეიცავს მხოლოდ ერთ დნმ-ს, რომელიც შემდეგ მრავლდება ბაქტერიულ კედელში კლონის წარმოქმნით.
- თითოეული კლონიდან შემდეგ იზოლირდება დნმ – ის ფრაგმენტები, რომლებიც შემდეგ გამოიხატება. ეს ერთჯაჭვიანი დნმ დნმ პოლიმერაზას დახმარებით გადაიქცევა ორჯაჭვიან დნმ-ში.
- შემდეგ მიღებული დნმ – ის ფრაგმენტები გადაიყვანეს პლაზმებში, შემდეგ კი cDNA– ს ბანკები წარმოქმნეს.
2. დნმ თანმიმდევრობა
ეს თანმიმდევრობა არის დნმ-ის ფრაგმენტის ფუძის თანმიმდევრობის განსაზღვრის ტექნიკა, რომელიც მოითხოვს ხანგრძლივ პროცესსა და დროს. ამჟამად ამ პროცესს უკვე აქვს ავტომატური ხასიათი, რაც ნიშნავს, რომ შესრულებული თანმიმდევრობა შესაძლებელია სამრეწველო მასშტაბით დღეში ათასობით კიბობაზამდე.
3. ინ-ვიტრო გენის ამპლიფიკაცია
ეს არის დნმ-ის გაძლიერების პროცესი, დნმ-ის დამატებითი ფრაგმენტების სინთეზისთვის რომელიც იწყება პრაიმერის ჯაჭვიდან, რომელიც ცნობილია PCR (პოლიმერაზული ჯაჭვის) ტექნიკის სახელით რეაქცია).
4. გენის კონსტრუქცია
თითოეული ეს გენი შედგება პრომოუტერისაგან (ეს არის ის რეგიონი, რომელიც პასუხისმგებელია გენის ტრანსკრიფციაზე, რომელიც მთავრდება ტერმინატორის რეგიონში), გენი ეს მარკერი შეირჩა (ე.ი. გენი, რომელსაც აქვს როლი ანტიბიოტიკულ რეზისტენტობაში, რომელიც ხელს უწყობს უჯრედული ცვლილებების დიფერენცირებას) და ასევე გმადლობთ. ეს გენის კონსტრუქცია შეიცავს მინიმუმ პრომოუტერ რეგიონს, ტრანსკრიფციის რეგიონს, აგრეთვე ტერმინატორის რეგიონს. ამიტომ, ამ გენის კონსტრუქციას გამოხატვის ვექტორს უწოდებენ.
ეს გენის კონსტრუქცია გულისხმობს ისეთი ელემენტების გამოყენებას, როგორიცაა ნუკლეოტიდის სინთეზი ქიმიურად, შემზღუდველი ფერმენტების მიერ, რომლებიც ანადგურებენ დნმ-ს კონკრეტულ რეგიონებში, დნმ ფრაგმენტების გამრავლება in vitro PCR ტექნიკის გამოყენებით, აგრეთვე დნმ – ის სხვადასხვა ფრაგმენტების შეერთება კოვალენტურ კავშირებთან ფერმენტების გამოყენებით ლიგაზა. ამის შემდეგ, ამ ფრაგმენტებს ემატება პლაზმიდი, რომელიც შემდეგ გადაეცემა ბაქტერიებს და ქმნის ბაქტერიულ კლონებს. შემდეგ შეირჩევა და გამრავლდება ეს ბაქტერიული კლონი. ელემენტების დამატება გენის კონსტრუქციაში დამოკიდებულია ექსპერიმენტულ მიზანზე, განსაკუთრებით უჯრედის ტიპზე, რომლის მშენებლობა შემდეგში გამოიხატება.
5. გენის უჯრედებში გადატანა
იზოლირებული გენი შეიძლება გადაწერილი იყოს in vitro და მისი mRNA შეიძლება ტრანსკრიბირდეს უჯრედულ სისტემაში. იმისათვის, რომ ეფექტური იყოს მისი კოდირება და ცილად გადათარგმნა, გენი უნდა გადაიტანოს უჯრედში რომელსაც ბუნებრივად შეუძლია ან შეიცავს ყველა საჭირო ფაქტორს ტრანსკრიფციის პროცესში, ასევე თარგმანი პრაქტიკაში, ეს გენების გადაცემა შედგება სხვადასხვა ტექნიკისგან, მათ შორის უჯრედის შერწყმა, მიკროინექცია, ელექტროპორაცია, ქიმიური ნაერთების გამოყენება, აგრეთვე ინექცია ვირუსული ვექტორების გამოყენებით.
გენეტიკური ინჟინერიის უპირატესობები
გენეტიკური ინჟინერიის განვითარება მრავალ სარგებელს ანიჭებს ადამიანს ცხოვრების სხვადასხვა ასპექტში. გენეტიკური ინჟინერიის სარგებლობა მისი ასპექტების საფუძველზე განხილვისას მოიცავს შემდეგს:
1. მრეწველობა Bidang
სამრეწველო სფეროში, გენეტიკური ინჟინერიის პრინციპი გამოიყენება ბაქტერიების კლონირების მიზნით რამდენიმე ფუნქციისთვის გარკვეული მაგალითები, როგორიცაა ქიმიური ნედლეულის წარმოება, მაგალითად, ეთილენი, რომელიც საჭიროა პლასტმასის წარმოებისთვის, დაშლა ლითონები დედამიწიდან, აწარმოებენ ქიმიკატებს, რომლებიც გამოიყენება დამატკბობად ყველა სახის სასმელის წარმოებაში, და ასე შემდეგ.
2. ფარმაცევტული დარგი
ფარმაცევტულ სფეროში გენეტიკური ინჟინერია გამოიყენება ჯანმრთელობისთვის საჭირო ცილების წარმოების საქმეში. ეს ცილა არის ბაქტერიული კლონირებული გენი, რომელსაც აქვს როლი წამლების სინთეზის კონტროლში, რომლებიც ბუნებრივად წარმოების შემთხვევაში ძვირი ჯდება.
3. სამედიცინო სფერო
გენეტიკური ინჟინერიის დაბადება მრავალ სარგებელს იძლევა სამედიცინო მეცნიერების განვითარებაში, მათ შორის შემდეგი:
-
ინსულინის წარმოება
ინსულინი, რომელიც ადრე სინთეზირებული იყო ძუძუმწოვრების მიერ, ახლა შეიძლება წარმოიქმნას ბაქტერიების კლონირებით. წარმოებული ინსულინი ასევე ბევრად უკეთესია და უფრო მისაღებია ადამიანის სხეულისთვის, ვიდრე ცხოველებისგან სინთეზირებულ ინსულინთან შედარებით. -
ვაქცინების დამზადება შიდსის ვირუსის საწინააღმდეგოდ
იმის გათვალისწინებით, რომ შიდსი საშიში ვირუსია და შეუძლია ან შეიძლება შეუტიოს იმუნურ სისტემას, უნდა გაკეთდეს პრევენციის მცდელობები ამ დაავადების დროს მკვლევარები აკეთებენ ვაქცინას გენური ინჟინერიის გამოყენებით, რათა დაიცვან თავი შიდსის ვირუსის გადაცემისგან. -
Გენური თერაპია
გენეტიკური ინჟინერია ასევე გამოიყენება გენეტიკური დარღვევების თერაპიის დროს, კერძოდ: რამდენიმე დუბლირებული გენის შეყვანა პირდაპირ ადამიანის უჯრედებში, რომელსაც აქვს ანომალია გენეტიკური.
4. სოფლის მეურნეობა
სოფლის მეურნეობაში, გენური ინჟინერია ასევე ფართოდ გამოიყენება გენების ჩასმის მცდელობებში იგი მცენარეთა უჯრედებში შეიტანება, რათა შემდეგ ის ბევრ უპირატესობას მოგვცემს, როგორიცაა:
- აწარმოეთ მცენარეები, რომლებსაც შეუძლიათ ამ სინათლის უფრო ეფექტურად აღება, ფოტოსინთეტიკური ეფექტურობის ასამაღლებლად.
- აწარმოეთ მცენარეები, რომლებსაც აქვთ საკუთარი პესტიციდების წარმოება.
- ძვირადღირებული, მაგრამ ასევე ფართოდ გამოყენებადი აზოტის სასუქების გამოყენების ჩანაცვლება, კერძოდ აზოტის ფიქსაციის გზით, მაგალითად ბრინჯის დარგვა.
- შეიძლება ან შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალი მცენარეების მისაღებად, რომლებიც უფრო მომგებიანია გენების გადანერგვით, მაგალითად, Solanaceae ჯგუფში.
5. მეცხოველეობა
ეს ჰგავს გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენებას სოფლის მეურნეობაში, მეცხოველეობის დარგში გენის შეყვანა ასევე ხორციელდება ცხოველთა გარკვეულ უჯრედებში, საინჟინრო პრინციპების გამოყენებით გენეტიკა. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ცხოველია ძროხა. მეცხოველეობის სექტორის ინჟინერია გთავაზობთ ბევრ სარგებელს, როგორიცაა:
- მიღებულია ვაქცინა, რომელსაც შეუძლია ან შეიძლება ხელი შეუშალოს გოჭებში ავთვისებიანი დიარეას.
- მიღებული იქნა ეფექტური ვაქცინა ჩლიქისა და პირის ღრუს დაავადების საწინააღმდეგოდ, რომელიც ავთვისებიანი დაავადებაა და ასევე გადამდებია მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვის, ცხვრის, თხის, ირემისა და ღორის დროს.
- ტარდება გარკვეული ზრდის ჰორმონების ტესტირება ძროხებზე, რომლებიც სავარაუდოდ გაზრდის რძის წარმოებას.
გენეტიკური ინჟინერიის გავლენა
გენურ ინჟინერიას აქვს დიო როლი მეცნიერების განვითარებაში ცხოვრების ყველა სახის დარგისთვის. ამასთან, გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენება არ იძლევა მხოლოდ სარგებელს, არამედ გარკვეულ არასასურველ ეფექტებს. ქვემოთ მოცემულია გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენების შედეგები, მათ შორის:
- გარკვეულმა გმო კულტურებმა შეიძლება გამოიწვიოს ან არ გამოიწვიოს ალერგია, კვების განსხვავებები, ტოქსიკურობა და შემადგენლობა და ასევე არსებობს შესაძლებლობა გამოიწვიოს ადამიანის სხეულში ბაქტერია გახდეს ანტიბიოტიკის მიმართ რეზისტენტული გარკვეული
- შემდეგ ტრანსგენული ორგანიზმები ველურ ბუნებაში, თუ ზედამხედველობის გარეშე, მათ, რა თქმა უნდა, წარმოებაც შეუძლიათ ბიოლოგიური დაბინძურება, რაც შემდეგ გავლენას ახდენს ეკოსისტემის მოშლაზე და ასევე გავრცელების ზრდაზე გარკვეული დაავადებები.
- დნმ-ის ან სხვა ორგანიზმების გენების, რომლებიც არ არიან დაკავშირებული, ჩასმა ჩაითვლება ბუნებრივი კანონების დარღვევად და საზოგადოების მიერ ჯერ კიდევ ძნელი მისაღებია. ამიტომ, ადამიანებზე ჩატარებული გენეტიკური ინჟინერია მორალურ გადახრად და ეთიკურ დარღვევად ითვლება.
ამრიგად, გენეტიკური ინჟინერიის განმარტების განმარტება, ტიპები, პროცესები, ტექნიკა და გავლენა, იმედია აღწერილი შეიძლება თქვენთვის სასარგებლო იყოს. გმადლობთ
Იხილეთ ასევებიოტექნოლოგიის გაგება
Იხილეთ ასევედისკრიმინაციის განმარტება
Იხილეთ ასევეზოოლოგიის განმარტება