Definicja inżynierii genetycznej, typy, procesy, techniki i oddziaływania

Definicja inżynierii genetycznej

Inżynieria genetyczna to biotechnologia, która obejmuje modyfikację genetyczną, manipulację genami, DNA rekombinanty, technologie a także klonowanie genów i nowoczesna genetyka z wykorzystaniem wszelkiego rodzaju procedura. Natomiast szeroko pojętym pojęciem inżynierii genetycznej jest opisanie manipulacji/transferu genu za pomocą: zrobić to zrekombinowane DNA, wstawiając gen w celu uzyskania lepszego nowego produktu lub lepszy. Ten zrekombinowany DNA jest wynikiem połączenia 2 materiału genetycznego z 2 różnych organizmów, a także posiada pożądane cechy, cechy lub funkcje, aby organizm przyjmujący wyrażał cechy lub funkcje, które są zgodne z tym, czego chcemy chcieć.

Obiekty używane w inżynierii genetycznej to na ogół prawie wszystkie grupy organizmów, od prostych do złożonych poziomów. Nadrzędne organizmy powstające w procesie inżynierii genetycznej nazywane są organizmami transgenicznymi.

Narodziny inżynierii genetycznej zrodziły się z wysiłku, aby móc ujawnić materiał genetyczny dziedziczony z pokolenia na pokolenie. Kiedy ludzie wiedzą, że chromosomy to materiał genetyczny, który przenosi geny, wtedy pojawia się inżynieria genetyczna.

---

Klasyfikacja rodzajów inżynierii genetycznej

Inżynieria genetyczna jest jednym z opracowań technologii reprodukcyjnej w celu zmiany genów tak, aby następnie powstały organizmy o lepszej jakości. Istnieje kilka rodzajów inżynierii genetycznej, w tym:

1. Rekombinacja DNA

Ta rekombinacja DNA jest techniką oddzielania, a także łączenia DNA z tego 1 gatunku z DNA innych gatunków w celu uzyskania lepszych nowych cech lub lepszy. Poniżej znajdują się niektóre produkty powstałe w wyniku rekombinacji genów.

• Produkcja insuliny
  Insulina ta jest wytwarzana w wyniku rekombinacji DNA komórek ludzkich z plazmidem bakteryjnym E. coli. Wytwarzana insulina jest czystsza, a także dobrze przyjęta przez organizm ludzki, ponieważ zawiera białko ludzkie w porównaniu z insuliną, która jest syntetyzowana z genów trzustki zwierzęcej.
• Produkcja szczepionek przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby
  Ta szczepionka przeciw zapaleniu wątroby jest wytwarzana z rekombinowanego DNA komórek ludzkich z komórkami drożdży Saccharomyces. Wyprodukowana szczepionka ma postać osłabionego wirusa i po wstrzyknięciu do organizmu ludzkiego będzie wytwarzać przeciwciała, dzięki czemu jest odporna na ataki zapalenia wątroby.

---

2. Fuzja komórek

Innym terminem na fuzję komórek jest technologia hybrydoma. Ta fuzja komórkowa to fuzja 2 różnych komórek w 1 w białko, które tak dobre, że zawiera również oryginalne geny obu, które są określane jako hybrydoma. Ta hybrydoma jest często wykorzystywana do uzyskania przeciwciał podczas badań lekarskich i leczenia. Weźmy na przykład przykład fuzji komórek ludzkich z komórkami mysimi. Celem tej fuzji jest wytworzenie hybrydomy w postaci przeciwciał zdolnych do szybkiego podziału. Cecha ta jest uzyskiwana z ludzkich komórek w postaci przeciwciał, które są połączone z mysimi komórkami nowotworowymi w postaci szpiczaka, które są zdolne do szybkiego podziału.

---

3. Transfer rdzenia (klon)

Klonowanie to proces rozrodczy, który ma właściwości bezpłciowe, aby stworzyć dokładną replikę organizmu. Ta technika klonowania wytworzy nowy gatunek, który jest genetycznie taki sam jak jego rodzic, co zwykle odbywa się w laboratorium. Nowe produkowane gatunki znane są jako klony. Klony te są tworzone w procesie znanym jako transfer jądra komórki somatycznej. Ten transfer jądra komórki somatycznej jest procesem, który odnosi się do przeniesienia jądra z tej komórki somatycznej do komórki jajowej. Komórki somatyczne to wszystkie komórki w ciele z wyjątkiem zarazków. Jeśli chodzi o mechanizm, jądro tej komórki somatycznej zostanie usunięte i wstawione do niezapłodnionego jaja, którego jądro zostało lub zostało usunięte. Jajo wraz z rdzeniem będzie wtedy zachowane, aż stanie się embrionem. Zarodek ten zostanie następnie umieszczony u matki zastępczej i rozwinie się u matki zastępczej.

Sukcesem klonowania jest sklonowanie owcy „Dolly”. Owce Dolly są rozmnażane bez pomocy barana, ale zamiast tego są tworzone z obecności gruczołu sutkowego, który jest również pobierany z samicy owcy. Gruczoły sutkowe owiec rasy Finndorset zostały następnie wykorzystane jako dawcy jąder komórkowych, a jaja owiec z zaskórnikami jako biorcy. Połączenie tych dwóch komórek wykorzystuje napięcie elektryczne 25 V, które ostatecznie tworzy fuzję między komórką jajową owcy o czarnej twarzy bez jądra a komórką gruczołu sutkowego owcy z Finndorsat. W probówce wyniki fuzji rozwiną się w embrion, który następnie zostanie przeniesiony do macicy owcy o czarnej twarzy. Aby nowo narodzony gatunek był gatunkiem o identycznych cechach jak owce Finndorset.

---

Procesy i techniki inżynierii genetycznej

W uproszczeniu ten proces inżynierii genetycznej może lub może obejmować następujące etapy.

1. Zidentyfikuj gen i wyizoluj interesujący gen,
2. Zrób kopie DNA/AND RNAd,
3. Przyłączenie cDNA do pierścienia plazmidowego,
4. Wprowadzenie rekombinowanego DNA do organizmu/komórki bakteryjnej,
5. Twórz klony bakterii zawierające zrekombinowane DNA,
6. Zbiór produktów.

Powyższy proces inżynierii genetycznej w praktyce polega na przyjęciu zasad poniższej techniki inżynierskiej.

---

1. Klonowanie genów

Klonowanie genów to początkowy etap inżynierii genetycznej. Poniżej znajdują się kroki w klonowaniu genów, w tym:

1. Pocięcie DNA na fragmenty o wielkości od kilkuset do tysięcy kb (kilobazy),
2. Następnie fragment wstawia się do wektora bakteryjnego w celu klonowania.
3. Wszystkie rodzaje wektorów są zaprojektowane do przenoszenia DNA o różnej długości.
4. Każdy wektor zawiera tylko jeden DNA, który jest następnie amplifikowany w celu utworzenia klonu w ścianie bakteryjnej.
5. Z każdego klonu zostanie wyizolowana pewna liczba fragmentów DNA, które następnie zostaną poddane ekspresji. Ten jednoniciowy DNA zostanie przekształcony w dwuniciowy DNA za pomocą polimerazy DNA.
6. Powstałe fragmenty DNA następnie wklonowano do plazmidów, aby następnie wytworzyć banki cDNA.

---

2. Sekwencjonowanie DNA

To sekwencjonowanie jest techniką określania sekwencji zasad fragmentu DNA, która wymaga długiego procesu i czasu. Obecnie proces ten jest zautomatyzowany, co oznacza, że ​​przeprowadzanie sekwencjonowania jest możliwe na skalę przemysłową do tysięcy kilobaz dziennie.

---

3. Amplifikacja genu in vitro

Jest to proces amplifikacji DNA w celu syntezy komplementarnych fragmentów DNA który zaczyna się od łańcucha starterów znanego jako technika PCR (Polymerase Chain) reakcja).

---

4. Budowa genów

Każdy z tych genów składa się z promotora (czyli regionu odpowiedzialnego za transkrypcję genu kończącego się regionem terminatora), genu Wybrano ten marker (tj. gen, który odgrywa rolę w antybiotykooporności, który pomaga w różnicowaniu zmian komórkowych), a także Dziękuję Ci. Ta konstrukcja genu zawiera co najmniej region promotora, region transkryptu, jak również region terminatora. Dlatego ta konstrukcja genu nazywana jest wektorem ekspresyjnym.

Ta konstrukcja genu implikuje zastosowanie w takich elementach, jak synteza nukleotydów przez chemicznie, enzymy restrykcyjne, które rozszczepiają DNA w określonych regionach, amplifikacja fragmentów DNA metodą in vitro techniką PCR, a także łączenie różnych fragmentów DNA wiązaniami kowalencyjnymi przy użyciu enzymów ligaza. Następnie te fragmenty są dodawane do plazmidu, który jest następnie przenoszony do bakterii w celu utworzenia klonów bakteryjnych. Ten klon bakteryjny zostanie następnie wyselekcjonowany i powielony. Dodanie elementów w konstrukcji genu zależy od celu eksperymentalnego, zwłaszcza od typu komórki, w której konstrukcja będzie następnie wyrażana.

---

5. Transfer genów do komórek

Wyizolowany gen może lub może podlegać transkrypcji in vitro, a jego mRNA może być również transkrybowane w systemie bezkomórkowym. Aby mógł zostać skutecznie zakodowany i przetłumaczony na białko, gen musi zostać przeniesiony do komórki które naturalnie mogą lub mogą zawierać wszystkie niezbędne czynniki w procesie transkrypcji, a także tłumaczenie. W praktyce na transfer genów składa się szereg technik, w tym fuzja komórkowa, mikroiniekcja, elektroporacja, zastosowanie związków chemicznych, a także wstrzykiwanie za pomocą wektorów wirusowych.

---

Korzyści z inżynierii genetycznej

Rozwój inżynierii genetycznej przynosi ludziom wiele korzyści w różnych aspektach życia. Korzyści płynące z inżynierii genetycznej, oceniane w oparciu o jej aspekty, obejmują:

1. Branża Bidang

W dziedzinie przemysłowej zasada inżynierii genetycznej jest następnie wykorzystywana w próbach klonowania bakterii dla kilku funkcji niektóre przykłady, takie jak produkcja surowców chemicznych, takich jak etylen, który jest potrzebny do produkcji tworzyw sztucznych, rozpuszczanie metale bezpośrednio z ziemi wytwarzają chemikalia, które są używane jako słodzik przy produkcji wszelkiego rodzaju napojów, i tak dalej.

---

2. Dziedzina farmaceutyczna

W dziedzinie farmacji inżynieria genetyczna jest wykorzystywana do wytwarzania białek potrzebnych dla zdrowia. Białko to jest sklonowanym genem bakteryjnym, który odgrywa rolę w kontrolowaniu syntezy leków, które wyprodukowane w sposób naturalny byłyby drogie.

---

3. Dziedzina medycyny

Narodziny inżynierii genetycznej niosą ze sobą wiele korzyści w rozwoju nauk medycznych, w tym:

• Produkcja insuliny
  Insulina, która wcześniej była syntetyzowana przez ssaki, może być teraz produkowana przez klonowanie bakterii. Wytwarzana insulina jest również znacznie lepsza i bardziej akceptowalna przez organizm ludzki w porównaniu z insuliną syntetyzowaną ze zwierząt.
• Robienie szczepionek przeciwko wirusowi AIDS
  Biorąc pod uwagę, że AIDS jest niebezpiecznym wirusem i może lub może zaatakować układ odpornościowy, należy podjąć działania zapobiegawcze W tej chorobie naukowcy opracowują szczepionkę przy użyciu inżynierii genetycznej, aby chronić się przed przenoszeniem wirusa AIDS.
• Terapia genowa
  Inżynieria genetyczna jest również wykorzystywana w wysiłku terapii zaburzeń genetycznych, a mianowicie poprzez: wprowadzenie kilku zduplikowanych genów bezpośrednio do komórek osoby, która ma nieprawidłowość genetyczny.

---

4. Rolnictwo

W rolnictwie inżynieria genetyczna jest również szeroko stosowana w działaniach na rzecz wprowadzania genów do komórek roślin, dzięki czemu zapewni wiele korzyści, takich jak:

1. Wyprodukuj rośliny, które są w stanie skuteczniej wychwytywać to światło, aby zwiększyć wydajność fotosyntezy.
2. Produkuj rośliny zdolne do produkcji własnych pestycydów.
3. Zastąpienie stosowania nawozów azotowych, które są drogie, ale również szeroko stosowane, polega na naturalnym wiązaniu azotu, na przykład w uprawie ryżu.
4. Może lub może być wykorzystany do uzyskania nowych roślin, które są bardziej opłacalne dzięki przeszczepianiu genów, na przykład w grupie Solanaceae.

---

5. Hodowla zwierząt

Jest to podobne do zastosowania inżynierii genetycznej w rolnictwie, w dziedzinie hodowli zwierząt Insercję genów przeprowadza się również do niektórych komórek zwierzęcych, stosując zasady inżynierii genetyka. Najczęściej używanym zwierzęciem jest krowa. Inżynieria w sektorze hodowlanym zapewnia wiele korzyści, takich jak:

1. Otrzymano szczepionkę, która może lub może zapobiegać złośliwej biegunce u prosiąt.
2. Uzyskano skuteczną szczepionkę przeciwko chorobie racic i jamy ustnej, która jest chorobą nowotworową i jest zaraźliwa również u bydła, owiec, kóz, jeleni i świń.
3. Przeprowadzane są specyficzne testy hormonu wzrostu dla krów, które mają zwiększyć produkcję mleka.

---

Wpływ inżynierii genetycznej

Inżynieria genetyczna odgrywa znaczącą rolę w rozwoju nauki we wszystkich dziedzinach życia. Jednak zastosowanie inżynierii genetycznej przynosi nie tylko korzyści, ale także pewne niepożądane efekty. Poniżej przedstawiamy skutki zastosowania inżynierii genetycznej, w tym:

1. Niektóre uprawy GMO mogą, ale nie muszą powodować alergie, różnice w wartościach odżywczych, toksyczność i skład oraz Istnieje również możliwość spowodowania, że ​​bakteria w ludzkim ciele stanie się oporna na antybiotyk pewny.
2. Wtedy transgeniczne organizmy na wolności, jeśli bez nadzoru, oczywiście mogą również produkować zanieczyszczenie biologiczne, które następnie ma wpływ na zakłócenie ekosystemu, a także na rosnącą częstość występowania niektóre choroby.
3. Wstawianie DNA lub genów innych organizmów, które nie są spokrewnione, będzie uważane za naruszenie praw naturalnych i nadal jest trudne do zaakceptowania przez społeczeństwo. Dlatego inżynieria genetyczna przeprowadzana na ludziach jest uważana za zboczenie moralne i naruszenie etyki.

Zatem wyjaśnienie definicji inżynierii genetycznej, typów, procesów, technik i wpływów, miejmy nadzieję, że to, co zostało opisane, może być dla ciebie przydatne. Dziękuję Ci