Gēnu inženierijas definīcija, veidi, procesi, paņēmieni un ietekme

Gēnu inženierijas definīcija

Gēnu inženierija ir biotehnoloģija, kas ietver ģenētisko modifikāciju, manipulācijas ar gēniem, DNS rekombinanti, tehnoloģija, kā arī gēnu klonēšana un mūsdienu ģenētika, izmantojot visu veidu procedūru. Tomēr attiecībā uz gēnu inženierijas terminu plaši ir jāapraksta manipulācijas ar gēnu: padarīt šo rekombinanto DNS, ievietojot gēnu, mēģinot iegūt labāku jaunu produktu vai pārāks. Šī rekombinantā DNS ir radusies, apvienojot 2 ģenētiskos materiālus no 2 dažādiem organismiem un arī tiem ir vēlamās pazīmes, īpašības vai funkcijas, lai uztverošais organisms paustu iezīmes vai funkcijas, kas ir saskaņā ar to, ko mēs vēlamies gribu.

Gēnu inženierijā izmantotie objekti parasti ir gandrīz visas organismu grupas, sākot no vienkāršiem līdz sarežģītiem līmeņiem. Gēnu inženierijas procesā radītos augstākos organismus sauc par transgēniem organismiem.

Gēnu inženierijas dzimšana radās no centieniem atklāt ģenētisko materiālu, kas tiek mantots no paaudzes paaudzē. Kad cilvēki zina, ka hromosomas ir ģenētiskais materiāls, kas nes gēnus, tad parādās gēnu inženierija.

---

Gēnu inženierijas veidu klasifikācija

Gēnu inženierija ir viens no reproduktīvās tehnoloģijas sasniegumiem, cenšoties mainīt gēnus, lai pēc tam iegūtu labākas kvalitātes organismus. Ir vairāki gēnu inženierijas veidi, tostarp:

1. DNS rekombinācija

Šī DNS rekombinācija ir paņēmiens, kā atdalīt un arī apvienot DNS no šīs 1 sugas ar citu sugu DNS ar mērķi iegūt labākas jaunas pazīmes vai pārāks. Zemāk ir daži produkti, kas rodas gēnu rekombinācijas rezultātā.

• Insulīna ražošana
  Šis insulīns tiek iegūts no cilvēka šūnu DNS rekombinācijas ar baktēriju E. Coli plazmīdu. Izgatavotais insulīns ir tīrāks un arī cilvēka ķermenis to labi pieņem, jo ​​tas satur cilvēka olbaltumvielas salīdzinājumā ar insulīnu, kas sintezēts no dzīvnieku aizkuņģa dziedzera gēniem.
• Hepatīta vakcīnu ražošana
  Šo hepatīta vakcīnu ražo no rekombinantas cilvēka šūnu DNS ar Saccharomyces rauga šūnām. Izgatavotā vakcīna ir novājināta vīrusa formā, un, ievadot to cilvēka ķermenī, veidojas antivielas, lai tā būtu imūna pret hepatīta uzbrukumiem.

---

2. Šūnu saplūšana

Vēl viens šūnu saplūšanas termins ir pazīstams kā hibridomas tehnoloģija. Šī šūnu saplūšana ir 2 dažādu šūnu saplūšana vienā proteīnā, kas ļoti tik labi, ka tajā ir arī abu oriģinālie gēni, kas tiek saukti par hibridoma. Šo hibridomu bieži izmanto, lai medicīniskajās pārbaudēs un ārstēšanā varētu iegūt antivielas. Piemēram, mēs ņemam piemēru par cilvēka šūnu saplūšanu ar peles šūnām. Šīs saplūšanas mērķis ir radīt hibridomu antivielu formā, kas spēj ātri sadalīties. Šo īpašību iegūst no cilvēka šūnām antivielu veidā, kas saplūst ar peles vēža šūnām mielomas formā, kas spēj ātri sadalīties.

---

3. Kodola pārsūtīšana (klons)

Klonēšana ir reproduktīvs process, kam piemīt aseksuālas īpašības, lai izveidotu precīzu organisma kopiju. Šis klonēšanas paņēmiens radīs jaunu sugu, kas ģenētiski ir tāda pati kā tās vecākiem, un to parasti veic laboratorijā. Jaunās saražotās sugas ir pazīstamas kā kloni. Šie kloni tiek izveidoti procesā, kas pazīstams kā somatisko šūnu kodola pārnese. Šī somatisko šūnu kodola pārnese ir process, kas attiecas uz kodola pārvietošanu no šīs somatiskās šūnas uz olšūnu. Somatiskās šūnas ir visas ķermeņa šūnas, izņemot baktērijas. Kas attiecas uz mehānismu, šīs somatiskās šūnas kodols tiks noņemts un ievietots neapaugļotā olšūnā, kurai ir vai ir noņemts kodols. Tad ola ar tās serdi tiks saglabāta, līdz tā kļūst par embriju. Tad šis embrijs tiks ievietots surogātmātē un attīstīsies aizstājējmātē.

Klonēšanas panākumi ir aitas "Dolly" klonēšana. Dolly aitas tiek pavairotas bez auna palīdzības, bet tās tiek radītas no piena dziedzera klātbūtnes, kas tiek ņemta arī no aitas mātītes. Pēc tam Finndorsetas aitu piena dziedzeri tika izmantoti kā šūnu kodolu donori un melnās aitas olšūnas kā recipienti. Apvienojot abas šūnas, tiek izmantots 25 voltu elektriskais spriegums, kas galu galā veido saplūšanu starp melnās aitas olu šūnu bez kodola un Finndorsat aitu piena dziedzeru šūnu. Mēģenē saplūšanas rezultāti tiks pārveidoti par embriju, kas pēc tam tiks pārnests uz melnās aitas dzemdēm. Tā, ka dzimusī jaunā suga ir suga ar identiskām īpašībām kā Finndorsetas aitām.

---

Gēnu inženierijas procesi un paņēmieni

Vienkārši sakot, šis gēnu inženierijas process var ietvert vai var ietvert šādus posmus.

1. Identificējiet gēnu un izolējiet interesējošo gēnu,
2. Izveidojiet RNAd DNS / UN kopijas,
3. CDNS pievienošana plazmīda gredzenam,
4. Rekombinantās DNS ievietošana ķermenī / baktēriju šūnā,
5. Izveidojiet baktēriju klonus, kas satur rekombinanto DNS,
6. Produktu novākšana.

Gēnu inženierijas procesā, kas iepriekš minēts, praksē ir jāpieņem zemāk minētie inženiertehnikas principi.

---

1. Gēnu klonēšana

Gēnu klonēšana ir gēnu inženierijas sākumposms. Zemāk ir gēnu klonēšanas darbības, tostarp:

1. DNS sagriešana fragmentos ar lielumu no vairākiem simtiem līdz tūkstošiem kb (kilobāze),
2. Tad fragments tiek ievietots baktēriju vektorā klonēšanai.
3. Visu veidu vektori ir paredzēti dažāda garuma DNS pārvadāšanai.
4. Katrs vektors satur tikai vienu DNS, kuru pēc tam pastiprina, veidojot klonu baktēriju sieniņā.
5. Pēc tam no katra klona tiks izolēti vairāki DNS fragmenti, kas pēc tam tiks ekspresēti. Šī vienpavediena DNS ar DNS polimerāzes palīdzību tiks pārveidota par divkāršu DNS.
6. Iegūtie DNS fragmenti pēc tam tika klonēti plazmīdās, lai pēc tam ražotu cDNS bankas.

---

2. DNS secība

Šī secība ir metode, lai noteiktu DNS fragmenta bāzes secību, kurai nepieciešams ilgs process un laiks. Pašlaik šis process ir automatizēts, kas nozīmē, ka veiktā secība ir iespējama rūpnieciskā mērogā līdz pat tūkstošiem kilobāzu dienā.

---

3. In vitro gēnu amplifikācija

Tas ir DNS amplifikācijas process, lai sintezētu komplementārus DNS fragmentus kas sākas no gruntsķēdes, kas pazīstama kā PCR (polimerāzes ķēdes) tehnika reakcija).

---

4. Gēnu konstruēšana

Katrs no šiem gēniem sastāv no promotora (tas ir, reģions, kas atbild par gēnu transkripciju, kas beidzas ar terminatora reģionu), gēna Šis marķieris tika izvēlēts (t.i., gēns, kam ir nozīme antibiotiku rezistencē, kas palīdz diferencēt šūnu izmaiņas), kā arī Paldies. Šajā gēnu konstrukcijā ir vismaz promotera reģions, transkripta reģions, kā arī terminatora reģions. Tādēļ šo gēnu konstrukciju sauc par ekspresijas vektoru.

Šī gēnu konstrukcija nozīmē izmantošanu tādos elementos kā nukleotīdu sintēze ķīmiski, restrikcijas enzīmi, kas sašķeļ DNS noteiktos reģionos, DNS fragmentu amplifikācija in vitro, izmantojot PCR tehniku, kā arī dažādu DNS fragmentu savienošana ar kovalentām saitēm, izmantojot enzīmus ligāze. Pēc tam šos fragmentus pievieno plazmīdai, kas pēc tam tiek pārnesta uz baktērijām, lai izveidotu baktēriju klonus. Pēc tam šis baktēriju klons tiks atlasīts un pastiprināts. Elementu pievienošana gēnu konstrukcijā ir atkarīga no eksperimenta mērķa, īpaši no šūnas veida, pēc kuras konstrukcija tiks izteikta.

---

5. Gēnu pārnese šūnās

Izolētu gēnu var vai var pārrakstīt in vitro, un tā mRNS var pārrakstīt arī bezšūnu sistēmā. Lai efektīvi kodētu un pārveidotu olbaltumvielās, gēns jāpārnes šūnā kas dabiski var vai var saturēt visus nepieciešamos faktorus transkripcijas procesā, kā arī tulkojums. Praksē šī gēnu pārnešana sastāv no dažādām metodēm, ieskaitot šūnu saplūšanu, mikroinjekciju, elektroporāciju, ķīmisko savienojumu izmantošanu, kā arī injekciju, izmantojot vīrusu vektorus.

---

Gēnu inženierijas priekšrocības

Gēnu inženierijas attīstība cilvēkiem sniedz daudz priekšrocību dažādos dzīves aspektos. Gēnu inženierijas priekšrocības, pārskatot, pamatojoties uz tās aspektiem, ir šādas:

1. Nozare Bidang

Rūpniecības jomā ģenētiskās inženierijas princips tiek izmantots, mēģinot klonēt baktērijas vairākām funkcijām daži piemēri, piemēram, ķīmisko izejvielu, piemēram, etilēna ražošana, kas nepieciešama plastmasas ražošanai, izšķīdināšana metāli tieši no zemes ražo ķīmiskas vielas, ko izmanto kā saldinātājus visu veidu dzērienu ražošanā, un tā tālāk.

---

2. Farmācijas joma

Farmācijas jomā gēnu inženieriju izmanto veselībai nepieciešamo olbaltumvielu ražošanā. Šis proteīns ir baktēriju klonēts gēns, kam ir nozīme tādu zāļu sintēzes kontrolē, kuru dabiska ražošana būtu dārga.

---

3. Medicīnas joma

Gēnu inženierijas dzimšana sniedz daudz priekšrocību medicīnas zinātnes attīstībā, tostarp šādas:

• Insulīna ražošana
  Insulīnu, ko agrāk sintezēja zīdītāji, tagad var ražot, klonējot baktērijas. Ražotais insulīns ir arī daudz labāks un cilvēka ķermenim pieņemamāks, salīdzinot ar insulīnu, kas sintezēts no dzīvniekiem.
• Vakcīnu izgatavošana pret AIDS vīrusu
  Ņemot vērā, ka AIDS ir bīstams vīruss un var vai var uzbrukt imūnsistēmai, jāpieliek profilakses pasākumi Šajā slimībā pētnieki izgatavo vakcīnu, izmantojot gēnu inženieriju, cenšoties pasargāt sevi no AIDS vīrusa pārnešanas.
• Gēnu terapija
  Gēnu inženieriju izmanto arī ģenētisko traucējumu terapijas laikā, proti: vairāku dublētu gēnu ievietošana tieši tādas personas šūnās, kurai ir novirze ģenētiskā.

---

4. Lauksaimniecība

Lauksaimniecībā gēnu inženieriju plaši izmanto arī gēnu ievietošanas centienos to augu šūnās, lai pēc tam tas sniegtu daudzas priekšrocības, piemēram:

1. Ražojiet augus, kas spēj efektīvāk uztvert šo gaismu, lai palielinātu fotosintēzes efektivitāti.
2. Ražo augus, kas spēj paši ražot pesticīdus.
3. Slāpekļa mēslošanas līdzekļu, kas ir dārgi, bet arī plaši izmantoti, aizstāšana ir dabiska slāpekļa fiksācija, piemēram, rīsu audzēšanā.
4. Var vai var izmantot, lai iegūtu jaunus augus, kas ir izdevīgāki, veicot gēnu transplantāciju, piemēram, Solanaceae grupā.

---

5. Lopkopību

Tas ir līdzīgi gēnu inženierijas izmantošanai lauksaimniecībā, lopkopības jomā Gēnu ievietošana tiek veikta arī noteiktās dzīvnieku šūnās, piemērojot inženierijas principus ģenētika. Visplašāk izmantotais dzīvnieks ir govs. Inženierzinātnes lopkopības nozarē sniedz daudzas priekšrocības, piemēram:

1. Iegūta vakcīna, kas var vai var novērst ļaundabīgu caureju sivēniem.
2. Tika iegūta efektīva vakcīna pret nagu un mutes slimībām, kas ir ļaundabīga slimība un ir lipīga arī liellopiem, aitām, kazām, briežiem un cūkām.
3. Specifiskas augšanas hormona pārbaudes tiek veiktas govīm, kuras, domājams, palielinās piena ražošanu.

---

Gēnu inženierijas ietekme

Gēnu inženierijai ir dio loma zinātnes attīstībā visu veidu dzīves jomās. Tomēr gēnu inženierijas izmantošana sniedz ne tikai ieguvumus, bet arī noteiktus nevēlamus efektus. Zemāk ir gēnu inženierijas piemērošanas ietekme, tostarp:

1. Dažas ĢMO kultūras var izraisīt alerģijas, uzturvērtības atšķirības, toksiskumu un sastāvu un var arī neizraisīt Pastāv arī iespēja izraisīt cilvēka ķermeņa baktērijas izturību pret antibiotikām noteikti.
2. Tad transgēnie organismi savvaļā, ja bez uzraudzības, protams, tie var arī ražot bioloģiskais piesārņojums, kas pēc tam ietekmē ekosistēmas darbības traucējumus, kā arī pieaugošo bioloģisko piesārņojumu noteiktas slimības.
3. DNS vai citu organismu, kas nav saistīti, gēnu ievietošana tiks uzskatīta par dabas likumu pārkāpumu, un sabiedrībai to joprojām ir grūti pieņemt. Tāpēc cilvēku veiktā gēnu inženierija tiek uzskatīta par morālu novirzi un ētikas pārkāpumu.

Tādējādi, cerams, aprakstītais var būt noderīgs gēnu inženierijas definīcijas, tipu, procesu, metožu un ietekmes definīcijas skaidrojums. Paldies