Il-Bażiċi tal-Modifika Ġenetika
GMO huwa qasir għal "organiżmu ġenetikament modifikat." Il-modifika ġenetika ilha għal għexieren ta 'snin u hija l-aktar mod effettiv u mgħaġġel biex tinħoloq pjanta jew annimal bi karatteristika jew karatteristika speċifika. Jippermetti bidliet speċifiċi preċiżi għas-sekwenza tad-DNA. Minħabba li d-DNA essenzjalment jinkludi l-blueprint għall-organiżmu kollu, il-bidliet fid-DNA jibdlu l-funzjonijiet li l-organiżmu jista 'jkollu.
M'hemm l-ebda mod ieħor biex isir dan ħlief bl-użu tat-tekniki żviluppati matul l-aħħar 40 sena biex jimmanipula direttament id-DNA.
Kif timmodifika ġenetikament organiżmu? Fil-fatt, din hija kwistjoni pjuttost wiesgħa. Organiżmu jista 'jkun pjanta, annimal, fungus jew batterji u dawn kollha jistgħu jkunu, u ġew, inġinerija ġenetika għal kważi 40 sena. L-ewwel organiżmi ta 'inġinerija ġenetika kienu batterji fil-bidu tas-sebgħinijiet . Minn dakinhar, il-batterji ġenetikament modifikati saru l-qofol ta 'mijiet ta' eluf ta 'laboratorji li jagħmlu modifiki ġenetiċi kemm fuq pjanti kif ukoll fuq annimali. Il-biċċa l-kbira tat-tibdil bażiku tal-ġeni u l-modifiki huma ddisinjati u ppreparati bl-użu ta 'batterji, prinċipalment xi varjazzjoni ta' E. coli , imbagħad trasferita għal organiżmi fil-mira.
L-approċċ ġenerali biex ibiddel ġenetikament pjanti, annimali, jew mikrobi huwa kunċettwalment pjuttost simili. Madankollu, hemm xi differenzi fit-tekniki speċifiċi minħabba d-differenzi ġenerali bejn iċ-ċelluli tal-pjanti u l-annimali.
Per eżempju, iċ-ċelloli tal-pjanti għandhom ħitan taċ-ċelluli u ċelloli tal-annimali ma
Raġunijiet għal Modifiki Ġenetiċi ta 'Pjanti u Annimali
Annimali MĠ huma primarjament magħmula għal skopijiet ta 'riċerka, ħafna drabi bħala sistemi bijoloġiċi mudell użati għall-iżvilupp tad-droga. Kien hemm xi annimali MĠ żviluppati għal skopijiet kummerċjali oħra, bħal ħut fluworexxenti bħala annimali domestiċi, u nemus GM biex jgħinu jikkontrollaw in-nemus li jġorru l-mard.
Madankollu, dawn huma applikazzjoni relattivament limitata barra mir-riċerka bijoloġika bażika. S'issa, l-ebda annimal MĠ ma ġie approvat bħala sors tal-ikel. Dalwaqt, għalkemm, dan jista 'jinbidel mas-Salamun AquaAdvantage li qed jagħmel il-mod tiegħu permezz tal-proċess ta' approvazzjoni.
Mal-pjanti, madankollu, is-sitwazzjoni hija differenti. Filwaqt li ħafna pjanti huma modifikati għar-riċerka, l-għan tal-biċċa l-kbira tal-modifikazzjoni ġenetika tal-uċuħ huwa li tagħmel tensjoni tal-pjanti li hija kummerċjalment jew soċjalment ta 'benefiċċju. Pereżempju, il-ħsad jista 'jiżdied jekk il-pjanti jiġu mmanifatturati b'reżistenza mtejba għal pesti li jikkawżaw il-mard bħall-Rainbow Papaya, jew il-kapaċità li jikbru f'reġjun inhospitable, forsi kesħin. Frott li jibqa 'aktar misjur, bħat-Tadam Endless tas-Sajf, jipprovdi aktar ħin għall-ħin ta' l-ixkaffa wara l-ħsad għall-użu. Barra minn hekk, saru wkoll karatteristiċi li jtejbu l-valur nutrittiv, bħal Golden Rice mfassla biex tkun rikka fl-vitamina A, jew l-utilità tal-frott, bħal ma huma t-Tuffieħ tal-Artiku li ma jlebx.
Essenzjalment, kwalunkwe karatteristika li tista 'tiġi manifestata biż-żieda jew l-inibizzjoni ta' ġene speċifiku, tista 'tiġi introdotta. Il-karatteristiċi li jirrikjedu ġeni multipli jistgħu wkoll jiġu ġestiti, iżda dan jirrikjedi proċess aktar ikkumplikat li għadu ma ntlaħaqx b'uċuħ kummerċjali.
X'inhu Gene?
Qabel ma tispjega kif ġeni ġodda jitqiegħdu f'organiżmi, huwa importanti li wieħed jifhem x'inhu ġene. Probabbilment ħafna jafu, il-ġeni huma magħmula minn DNA, li hija parzjalment magħmula minn erba 'bażijiet komunement innotati bħala sempliċiment A, T, C, G. L-ordni lineari ta 'dawn il-bażijiet fil-filliera ta' linja tad-DNA ta 'ġene jista' jitqies bħala kodiċi għal proteina speċifika, bħal ittri f'linja ta 'kodiċi ta' test għal sentenza.
Il-proteini huma molekoli bijoloġiċi kbar magħmula minn amino acids marbuta flimkien f'diversi kombinazzjonijiet. Meta l-kombinazzjoni t-tajba ta 'aċidi amminiċi hija marbuta flimkien, il-katina ta' l-aċidu amminiku tiġbor flimkien fi proteina b'forma speċifika u l-karatteristiċi kimiċi dritt flimkien biex jippermettulha twettaq funzjoni jew reazzjoni partikolari. L-affarijiet tal-ħajja huma magħmula l-aktar mill-proteini. Xi proteini huma enżimi li jikkatalizzaw reazzjonijiet kimiċi; oħrajn materjal tat-trasport fiċ-ċelloli u xi wħud jaġixxu bħala swiċċijiet li jattivaw jew jiddiżattivaw proteini oħra jew kaskati ta 'proteini.
Allura, meta jiġi introdott ġene ġdid, jagħti liċ-ċellula s-sekwenza tal-kodiċi biex tkun tista 'tagħmel il-proteina ġdida.
Kif jagħmlu ċelloli jorganizzaw il-ġeni tagħhom?
Fil-pjanti u ċ-ċelloli tal-annimali, kważi d-DNA kollu huwa ordnat f'diversi fergħat twal stralċjati fil-kromożomi. Il-ġeni fil-fatt huma biss taqsimiet żgħar tas-sekwenza twila ta 'DNA li tagħmel kromosoma. Kull darba li repliki ta 'ċellula, il-kromosomi kollha jiġu replikati l-ewwel. Dan huwa s-sett ċentrali ta 'struzzjonijiet għaċ-ċellula, u kull ċellula tal-proġenija tieħu kopja. Allura, biex tintroduċi ġene ġdid li jippermetti liċ-ċellula tagħmel proteina ġdida li tagħti karatteristika partikolari, wieħed sempliċement jeħtieġ li ddaħħal daqsxejn ta 'DNA f'waħda mill-fergħat tal-kromożomi twal. Ladarba tiddaħħal, id-DNA jiġi mgħoddi lil kull ċellula bint meta ċelloli jirreplikaw bħall-ġeni l-oħra kollha.
Fil-fatt, ċerti tipi ta 'DNA jistgħu jinżammu f'ċelloli separati mill-kromosomi u jistgħu jiġu introdotti ġeni bl-użu ta' dawn l-istrutturi sabiex ma jintegrawx fid-DNA kromosomali. Madankollu, ma 'dan l-approċċ, peress li d-DNA kromosomali taċ-ċellula jinbidel ġeneralment ma jinżammx fiċ-ċelluli kollha wara diversi replikazzjonijiet. Għal modifikazzjoni ġenetika permanenti u li tintiret, bħal dawk il-proċessi użati għall-inġinerija tal-għelejjel, jintużaw modifiki kromosomali.
Kif Jiddaħħal Gene Ġdid?
L-inġinerija ġenetika sempliċement tirreferi biex tiddaħħal sekwenza ġdida ta 'bażi tad-DNA (normalment tikkorrispondi għal ġene sħiħ) fid-DNA kromosomali ta' l-organiżmu. Dan jista 'jidher kunċettwalment sempliċi, iżda teknikament, jiġrilha xi ftit aktar kumplikat. Hemm ħafna dettalji tekniċi involuti fit-twassil tas-sekwenza tad-DNA korretta bis-sinjali t-tajba fil-kromożomi fil-kuntest it-tajjeb li jippermetti li ċ-ċelloli jirrikonoxxuh huwa ġene u jużah biex jagħmel proteina ġdida.
Hemm erba 'elementi ewlenin li huma komuni għal kważi l-proċeduri ta' l-inġinerija ġenetika kollha:
- L-ewwel, għandek bżonn ġene. Dan ifisser li għandek bżonn il-molekula fiżika tad-DNA bis-sekwenzi bażi partikolari. Tradizzjonalment, dawn is-sekwenzi nkisbu direttament minn organiżmu bl-użu ta 'diversi tekniki impenjattivi. Illum il-ġurnata, aktar milli l-estrazzjoni tad-DNA minn organiżmu, ix-xjentisti tipikament sintetizzaw biss mill-kimiċi bażiċi A, T, C, G. Ladarba jinkiseb, is-sekwenza tista 'tiddaħħal f'biċċa DNA tal-batterja li hija bħal kromosoma żgħira (plasmid) u, minħabba li l-batterji jirreplikaw malajr, kemm jista' jkun tal-ġene kif meħtieġ.
- Ladarba jkollok il-ġene, għandek bżonn tpoġġiha f'qawwa tad-DNA mdawra mas-sekwenza tad-DNA madwar id-DNA biex iċ-ċellula tkun tista 'tirrikonoxxiha u tesprimiha. Prinċipalment, dan ifisser li għandek bżonn ta 'sekwenza żgħira tad-DNA imsejħa promotur li tindika ċ-ċellola biex tesprimi l-ġene.
- Minbarra l-ġene ewlieni li għandu jiddaħħal, ta 'spiss tkun meħtieġa ġene ieħor biex jipprovdi indikatur jew għażla. Dan it-tieni ġene huwa essenzjalment għodda użata biex tidentifika ċ-ċelloli li fihom il-ġene.
- Finalment, huwa meħtieġ li jkun hemm metodu ta 'twassil tad-DNA ġdid (jiġifieri, promotur, ġene ġdid, u markatur tal-għażla) fiċ-ċelloli tal-organiżmu. Hemm numru ta 'modi biex tagħmel dan. Għall-pjanti, il-favorit tiegħi huwa l-approċċ ta 'gun tal-ġene li juża 22 xkubetta modifikata biex jispara tungstenu miksi bid-DNA jew partiċelli tad-deheb fiċ-ċelloli.
Maċ-ċelloli tal-annimali, hemm numru ta 'reaġenti ta' trasfezzjoni li jiksu jew jikkumplessaw id-DNA u jippermettulu li jgħaddi mill-membrani taċ-ċellola. Huwa komuni wkoll li d-DNA tkun imqabbda flimkien ma 'DNA virali modifikat li dak jista' jintuża bħala vettur tal-ġene biex iġorr il-ġene fiċ-ċelloli. Id-DNA virali modifikat jista 'jiġi inkapsulat mal-proteini virali normali biex jagħmel pseudovirus li jista' jinfetta ċ-ċelloli u daħħal id-DNA li jkun qed iġorr il-ġene, iżda ma jirreplikax biex jagħmel virus ġdid.
Għal ħafna pjanti ta 'dikot, il-ġene jista' jitqiegħed f'varjant modifikat tat-trasportatur T-DNA tal-batterja Agrobacterium tumefaciens. Hemm ukoll xi metodi oħra wkoll. Madankollu, bil-biċċa l-kbira, numru żgħir biss ta 'ċelloli jittellgħu l-ġene li jagħmel għażla taċ-ċelloli tal-inġinerija parti kritika ta' dan il-proċess. Dan huwa għaliex ġene ta 'għażla jew ta' markatur huwa tipikament meħtieġ.
Imma, Kif għandek Tagħmel Ġenetikament Magħmula Ġurdien jew Tadam?
GMO huwa organiżmu b'miljuni ta 'ċelloli u t-teknika ta' hawn fuq biss biss tiddeskrivi kif inġinerija ġenetika ta 'ċelloli singoli. Madankollu, il-proċess biex jiġi ġenerat organiżmu kollu essenzjalment jinvolvi l-użu ta 'dawn it-tekniki ta' inġinerija ġenetika fuq ċelloli tal-mikrobi (jiġifieri, ċelluli tal-isperma u tal-bajd). Ladarba jiddaħħal il-ġene ewlieni, il-bqija tal-proċess bażikament juża tekniki ta 'tgħammir ġenetiku biex jipproduċi pjanti jew annimali li fihom il-ġene l-ġdid fiċ-ċelloli kollha fil-ġisem tagħhom. L-inġinerija ġenetika hija verament magħmula biss għaċ-ċelloli. Il-bijoloġija tagħmel il-bqija.