Genų inžinerijos apibrėžimas, tipai, procesai, metodika ir poveikis

Genų inžinerijos apibrėžimas

Genų inžinerija yra biotechnologija, apimanti genetinę modifikaciją, manipuliavimą genais, DNR rekombinantai, technologijos, taip pat genų klonavimas ir šiuolaikinė genetika naudojant visas rūšis procedūrą. Tačiau kalbant apie genų inžineriją, plačiai apibūdinti manipuliavimą / perėjimą su genu naudojant: pagaminti tą rekombinantinę DNR įterpiant geną bandant gauti geresnį naują produktą arba viršesnis. Ši rekombinantinė DNR yra dviejų genetinių medžiagų iš 2 skirtingų organizmų sujungimo rezultatas norimų bruožų, savybių ar funkcijų, kad priimantis organizmas išreikštų bruožus ar funkcijas, kurios atitiktų tai, ko mes norime nori.

Genų inžinerijoje naudojami objektai yra beveik visos organizmų grupės, pradedant nuo paprasto iki sudėtingo lygio. Genetinės inžinerijos proceso metu pagaminti pranašesni organizmai vadinami transgeniniais organizmais.

Genų inžinerijos gimimas kilo iš pastangų sugebėti atskleisti genetinę medžiagą, kuri paveldima iš kartos į kartą. Kai žmonės žino, kad chromosomos yra genetinė medžiaga, pernešanti genus, tada atsiranda genų inžinerija.

---

Genų inžinerijos tipų klasifikacija

Genų inžinerija yra vienas iš reprodukcinių technologijų pokyčių, stengiantis pakeisti genus, kad vėliau būtų gaminami geresnės kokybės organizmai. Yra keletas genų inžinerijos tipų, įskaitant:

1. DNR rekombinacija

Ši DNR rekombinacija yra DNR atskyrimo ir sujungimo iš tos 1 rūšies technika su kitų rūšių DNR, kad būtų galima įgyti geresnių naujų požymių arba viršesnis. Žemiau yra keletas genų rekombinacijos gautų produktų.

• Insulino gamyba
  Šis insulinas gaminamas rekombinavus žmogaus ląstelių DNR su E. Coli bakterijų plazmide. Gaminamas insulinas yra grynesnis ir gerai priimtinas žmogaus organizmui, nes jame yra žmogaus baltymų, palyginti su insulinu, kuris yra sintetinamas iš gyvūnų kasos genų.
• Hepatito vakcinų gamyba
  Ši hepatito vakcina gaminama iš rekombinantinės žmogaus ląstelių DNR su Saccharomyces mielių ląstelėmis. Pagaminta vakcina yra susilpnėjusio viruso forma ir, suleista į žmogaus organizmą, susidarys antikūnai, kad jis būtų apsaugotas nuo hepatito priepuolių.

---

2. Ląstelių sintezė

Kitas ląstelių sintezės terminas yra žinomas kaip hibridomos technologija. Ši ląstelių sintezė yra 2 skirtingų ląstelių susiliejimas į 1 į baltymą, kuris labai gerai, kad jame taip pat yra originalių abiejų genų, kurie vadinami hibridoma. Ši hibridoma dažnai naudojama norint gauti antikūnų atliekant medicininius tyrimus ir gydymą. Pavyzdžiui, mes paimame žmogaus ląstelių susiliejimo su pelės ląstelėmis pavyzdį. Šios sintezės tikslas yra sukurti hibridomą antikūnų pavidalu, galinčių greitai dalytis. Ši savybė gaunama iš žmogaus ląstelių antikūnų pavidalu, kurie yra sulydomi su pelės vėžio ląstelėmis mielomos pavidalu, galinčiomis greitai dalytis.

---

3. Pagrindinis perdavimas (klonas)

Klonavimas yra dauginimosi procesas, turintis nelytinių savybių, kad būtų sukurta tiksli organizmo kopija. Taikant šią klonavimo metodą bus sukurta nauja rūšis, kuri genetiškai yra tokia pati kaip jos tėvų, kuri paprastai atliekama laboratorijoje. Gaminamos naujos rūšys yra žinomos kaip klonai. Šie klonai yra sukurti somatinių ląstelių branduolio perdavimo būdu. Šis somatinių ląstelių branduolio perdavimas yra procesas, susijęs su branduolio perkėlimu iš tos somatinės ląstelės į kiaušialąstę. Somatinės ląstelės yra visos kūno ląstelės, išskyrus mikrobus. Kalbant apie mechanizmą, šios somatinės ląstelės branduolys bus pašalintas ir įterptas į neapvaisintą kiaušinį, kurio branduolys buvo arba buvo pašalintas. Tuomet kiaušinis su šerdimi bus išsaugotas tol, kol jis taps embrionu. Tada šis embrionas bus dedamas į pakaitinę motiną ir vystysis pakaitinėje motinoje.

Klonavimo sėkmė - avių „Dolly“ klonavimas. "Dolly" avys dauginamos be avino pagalbos, tačiau yra sukurtos iš pieno liaukos, kuri taip pat yra paimta iš avies patelės. Tada Finndorset avių pieno liaukos buvo naudojamos kaip ląstelių branduolių donorai, o juodojo paviršiaus avių kiaušiniai - kaip recipientai. Sujungus dvi ląsteles naudojama 25 voltų elektros įtampa, kuri galiausiai suformuoja sintezę tarp juodojo paviršiaus avių kiaušinių ląstelių be branduolio ir Finndorsat avių pieno liaukų ląstelių. Mėgintuvėlyje susiliejimo rezultatai išsivystys į embrioną, kuris vėliau bus perkeltas į juodojo paviršiaus avių įsčias. Taigi, kad naujai gimusi rūšis yra tokia pati, kaip Finndorset avių savybės, rūšis.

---

Genų inžinerijos procesai ir technika

Paprasčiau tariant, šis genų inžinerijos procesas gali arba gali apimti šiuos etapus.

1. Nustatykite geną ir išskirkite dominantį geną,
2. Padarykite RNAd DNR / IR kopijas,
3. CDNR prijungimas prie plazmidės žiedo,
4. Rekombinantinės DNR įterpimas į kūną / bakterijų ląstelę,
5. Sukurkite bakterijų klonus, kuriuose yra rekombinantinės DNR,
6. Produktų nuėmimas.

Pirmiau minėtas genų inžinerijos procesas turi perimti toliau nurodytus inžinerijos technikos principus.

---

1. Genų klonavimas

Genų klonavimas yra pradinis genų inžinerijos etapas. Toliau pateikiami genų klonavimo žingsniai, įskaitant:

1. DNR suskaidymas į fragmentus, kurių dydis yra nuo kelių šimtų iki tūkstančių kb (kilobazės),
2. Tada fragmentas įterpiamas į bakterijų vektorių klonavimui.
3. Visų rūšių vektoriai yra skirti nešti skirtingo ilgio DNR.
4. Kiekviename vektoriuje yra tik viena DNR, kuri vėliau sustiprinama, kad susidarytų klonas bakterijos sienelėje.
5. Tada iš kiekvieno klono bus išskirti keli DNR fragmentai, kurie tada bus ekspresuoti. Ši vienos grandinės DNR DNR polimerazės pagalba bus paversta dviguba grandine.
6. Gauti DNR fragmentai buvo klonuojami į plazmides, kad gautų kDNR bankus.

---

2. DNR sekos nustatymas

Šis sekvenavimas yra DNR fragmento bazinės sekos nustatymo metodas, reikalaujantis ilgo proceso ir laiko. Šiuo metu šis procesas yra automatizuotas, o tai reiškia, kad seka atliekama pramoniniu mastu iki tūkstančių kilobazių per dieną.

---

3. Genų amplifikacija in vitro

Tai yra DNR amplifikacijos procesas, skirtas sintezuoti papildomus DNR fragmentus kuris prasideda nuo pradmens grandinės, žinomos kaip PCR (polimerazės grandinės) technika reakcija).

---

4. Genų konstravimas

Kiekvienas iš šių genų susideda iš promotoriaus (t. Y. Srities, atsakingos už genų transkripciją, besibaigiančią terminatoriaus sritimi), geno Šis žymeklis buvo pasirinktas (t. Y. Genas, turintis įtakos atsparumui antibiotikams, padedantis atskirti ląstelių pokyčius), taip pat Ačiū. Šioje geno konstrukcijoje yra bent jau promotoriaus sritis, transkripcijos sritis, taip pat terminatoriaus sritis. Todėl ši genų konstrukcija vadinama ekspresijos vektoriu.

Ši genų konstrukcija reiškia naudojimą tokiuose elementuose kaip nukleotidų sintezė cheminiu būdu, restrikcijos fermentai, kurie skaido DNR tam tikruose regionuose, DNR fragmentų amplifikacija in vitro, naudojant PGR metodą, taip pat sujungiant skirtingus DNR fragmentus su kovalentiniais ryšiais naudojant fermentus ligazė. Po to šie fragmentai pridedami prie plazmidės, kuri tada perkeliama į bakterijas, kad susidarytų bakterijų klonai. Tada šis bakterinis klonas bus parinktas ir sustiprintas. Elementų pridėjimas genų konstrukcijoje priklauso nuo eksperimento tikslo, ypač nuo ląstelių, kuri tada bus išreikšta, tipo.

---

5. Genų perkėlimas į ląsteles

Izoliuotą geną galima arba galima perrašyti in vitro, o jo mRNR taip pat galima perrašyti sistemoje be ląstelių. Norint efektyviai koduoti ir paversti baltymu, genas turi būti perkeltas į ląstelę kuris natūraliai gali arba gali turėti visus reikalingus transkripcijos veiksnius taip pat vertimas. Praktiškai šis genų perkėlimas susideda iš įvairių metodų, įskaitant ląstelių suliejimą, mikroinjekciją, elektroporaciją, cheminių junginių naudojimą, taip pat injekciją naudojant virusinius vektorius.

---

Genų inžinerijos privalumai

Genų inžinerijos plėtra teikia daug naudos žmonėms įvairiais gyvenimo aspektais. Genų inžinerijos nauda, ​​kai ji peržiūrima atsižvelgiant į jos aspektus, apima:

1. Pramonė Bidang

Pramonės srityje genų inžinerijos principas tada naudojamas bandant klonuoti bakterijas kelioms funkcijoms atlikti tam tikri pavyzdžiai, pavyzdžiui, cheminių žaliavų, tokių kaip etilenas, reikalingas plastikams gaminti, tirpinimas, gamyba metalai tiesiogiai iš žemės gamina chemikalus, kurie naudojami kaip saldiklis gaminant visų rūšių gėrimus, ir taip toliau.

---

2. Farmacijos sritis

Farmacijos srityje genų inžinerija naudojama baltymų, reikalingų sveikatai, gamyboje. Šis baltymas yra bakterijų klonuotas genas, kuris vaidina svarbų vaidmenį kontroliuojant vaistų, kurie natūraliai gaminant, būtų brangūs, sintezę.

---

3. Medicinos sritis

Genų inžinerijos gimimas teikia daug naudos plėtojant medicinos mokslą, įskaitant:

• Insulino gamyba
  Insulinas, kurį anksčiau sintetino žinduoliai, dabar gali būti gaminamas klonuojant bakterijas. Pagamintas insulinas taip pat yra daug geresnis ir priimtinesnis žmogaus organizmui, palyginti su iš gyvūnų sintetintu insulinu.
• Vakcinų nuo AIDS viruso gamyba
  Atsižvelgiant į tai, kad AIDS yra pavojingas virusas ir gali arba gali užpulti imuninę sistemą, reikėtų dėti prevencijos pastangas Šia liga mokslininkai pasitelkia genų inžineriją, norėdami apsisaugoti nuo AIDS viruso perdavimo.
• Genų terapija
  Genų inžinerija taip pat naudojama gydant genetinius sutrikimus, būtent: kelių genų dublikatų įterpimas tiesiai į žmogaus, turinčio nenormalumą, ląsteles genetinis.

---

4. Žemdirbystė

Žemės ūkyje genų inžinerija taip pat plačiai naudojama siekiant įdėti genus jį į augalų ląsteles, kad jis tada suteiktų daug privalumų, tokių kaip:

1. Norėdami padidinti fotosintezės efektyvumą, gaminkite augalus, kurie sugeba efektyviau užfiksuoti tą šviesą.
2. Gaminkite augalus, galinčius gaminti savo pesticidus.
3. Pakeisti brangių, bet taip pat plačiai naudojamų azoto trąšų naudojimą, būtent natūraliai fiksuojant azotą, pavyzdžiui, sodinant ryžius.
4. Galima arba galima naudoti norint gauti naujus augalus, kurie yra pelningesni persodinant genus, pavyzdžiui, Solanaceae grupėje.

---

5. Gyvulininkystė

Tai panašu į genų inžinerijos naudojimą žemės ūkyje, gyvulininkystės srityje Genai įterpiami ir į tam tikras gyvūnų ląsteles, taikant inžinerinius principus genetika. Plačiausiai naudojamas gyvūnas yra karvė. Inžinerija gyvulininkystės sektoriuje teikia daug privalumų, tokių kaip:

1. Gauta vakcina, kuri gali arba gali užkirsti kelią piktybiniam paršelių viduriavimui.
2. Gauta veiksminga vakcina nuo kanopų ir nagų ligos, kuri yra piktybinė liga, taip pat užkrečiama galvijams, avims, ožkoms, elniams ir kiaulėms.
3. Specifiniai augimo hormono tyrimai atliekami karvėms, kurios turėtų padidinti pieno gamybą.

---

Genų inžinerijos poveikis

Genų inžinerija vaidina svarbų vaidmenį plėtojant mokslą visose gyvenimo srityse. Tačiau naudojant genų inžineriją gaunama ne tik nauda, ​​bet ir tam tikras nepageidaujamas poveikis. Žemiau yra genų inžinerijos taikymo poveikis, įskaitant:

1. Tam tikri GMO augalai gali sukelti alergiją, maistinių skirtumų, toksiškumo ir sudėties, o ne - Taip pat yra galimybė, kad žmogaus organizme esanti bakterija taps atspari antibiotikams tam tikras.
2. Tuomet transgeniniai organizmai laukinėje gamtoje, jei be priežiūros, be abejo, jie taip pat gali gamintis biologinė tarša, kuri turi įtakos ekosistemos pažeidimams, taip pat vis didėjančiam ekologiniam užterštumui tam tikros ligos.
3. DNR ar kitų nesusijusių organizmų genų įterpimas bus laikomas gamtos dėsnių pažeidimu ir visuomenei vis dar sunku tai priimti. Todėl genų inžinerija, atlikta su žmonėmis, laikoma moraliniu nukrypimu ir etikos pažeidimu.

Taigi, genetinės inžinerijos, tipų, procesų, metodikos ir poveikio apibrėžimo paaiškinimas, tikiuosi, tai, kas aprašyta, gali būti naudingas jums. Ačiū