Genetski inženjering

Genetski inženjering , umjetna manipulacija, modifikacija i rekombinacija DNA ili drugih molekula nukleinske kiseline kako bi se modificirao organizam ili populacija organizama.

genetski inženjering

genetski inženjering Genetski inženjerski losos (gore) i prirodni losos iste dobi (dolje). Sposobnost inženjerstva i preciznog uređivanja genoma životinja, iako potencijalno korisna, pokrenula je etička pitanja. Paul Darrow - The New York Times / Redux



Povijesni razvoj

Saznajte o genetskom inženjeringu i kako se primjenjuje na mikrobe kako bi ih genetski modificirali za upotrebu u lijekovima, hrani i gorivu

Doznajte o genetskom inženjeringu i kako se primjenjuje na mikrobe kako bi se genetski modificirali za upotrebu u lijekovima, hrani i gorivu. Pregled genetskog inženjeringa, posebno što se primjenjuje na mikrobe. Otvoreno sveučilište (izdavački partner Britannice) Pogledajte sve videozapise za ovaj članak



koliko odbojkaša u ekipi

Uvjet genetski inženjering u početku se referirao na razne tehnike korištene za modificiranje ili manipulaciju organizmima kroz procese nasljedstva i reprodukcija . Kao takav, pojam je obuhvaćao i umjetnu selekciju i sve intervencije biomedicinskih tehnika, među njima i umjetnu oplodnju, in vitro oplodnja (npr. bebe iz epruveta), kloniranje i manipulacija genima. Međutim, u drugom dijelu 20. stoljeća pojam se preciznije odnosi na metode tehnologija rekombinantne DNA (ili kloniranje gena), u kojem se molekule DNA iz dva ili više izvora kombiniraju ili unutar stanica ili in vitro, a zatim se ubacuju u organizme domaćina u kojima su sposobne propagirati .

Mogućnost tehnologije rekombinantne DNA pojavila se otkrićem restrikcijski enzimi 1968. švicarski mikrobiolog Werner Arber. Sljedeće godine američki mikrobiolog Hamilton O. Smith pročistio je takozvane restrikcijske enzime tipa II, za koje je utvrđeno da su bitni za genetski inženjering zbog njihove sposobnosti da rascijepiti određeno mjesto unutar DNA (za razliku od restrikcijskih enzima tipa I, koji cijepaju DNA na slučajnim mjestima). Oslanjajući se na Smithov rad, američki molekularni biolog Daniel Nathans pomogao je unaprijediti tehniku ​​rekombinacije DNA u 1970–71. I pokazao da enzimi tipa II mogu biti korisni u genetskim studijama. Genetski inženjering zasnovan na rekombinaciji pioniri su 1973. godine američki biokemičari Stanley N. Cohen i Herbert W. Boyer, koji su među prvima razrezali DNA na fragmente, ponovno se pridružili različitim fragmentima i umetnuli nove gene u E coli bakterija, koje su se potom razmnožile.



Proces i tehnike

Većina rekombinantne DNA tehnologije uključuje umetanje stranih gena u plazmide uobičajenih laboratorijskih sojeva bakterija. Plazmidi su mali prstenovi DNA; nisu dio bakterije kromosom (glavno spremište genetskih informacija organizma). Unatoč tome, sposobni su usmjeravati sintezu bjelančevina, te se poput kromosomske DNA reproduciraju i prenose na potomstvo bakterije. Tako, ugrađujući stranu DNA (na primjer, gen sisavaca) u bakteriju, istraživači mogu dobiti gotovo neograničen broj kopija umetnutog gena. Nadalje, ako je umetnuti gen operativan (tj. Ako usmjerava sintezu proteina), modificirana bakterija će proizvesti protein specificiran stranom DNA.

Saznajte više o CRISPR tehnologiji i kako ona može transformirati medicinu i društvo

Saznajte o CRISPR tehnologiji i kako ona može transformirati medicinu i društvo Što je CRISPR i kako stoji transformirati medicinu i društvo? Svjetski festival znanosti (izdavački partner Britannice) Pogledajte sve videozapise za ovaj članak

kako je giuseppe garibaldi pridonio ujedinjenju Talijana

Sljedeća generacija tehnika genetskog inženjeringa koja se pojavila početkom 21. stoljeća usredotočila se na uređivanje gena. Uređivanje gena, temeljeno na tehnologiji poznatoj kao CRISPR-Cas9, omogućuje istraživačima da prilagode genetski slijed živog organizma uvođenjem vrlo specifičnih promjena u njegovu DNK. Uređivanje gena ima širok spektar primjena, a koristi se za genetsku modifikaciju biljaka i stoke usjeva i laboratorijskih organizama (npr. Miševa). Ispravljanje genetskih pogrešaka povezanih s bolestima kod životinja sugerira da uređivanje gena ima potencijalnu primjenu u genskoj terapiji za ljude.



Prijave

Genetski inženjering unaprijedio je razumijevanje mnogih teorijskih i praktičnih aspekata funkcije i organizacije gena. Kroz tehnike rekombinantne DNA stvorene su bakterije koje su sposobne sintetizirati čovjeka inzulin , ljudski hormon rasta, alfa interferon, a hepatitis B cjepivo i druge medicinski korisne tvari. Biljke se mogu genetski prilagoditi kako bi im se omogućilo da fiksiraju dušik, a genetske bolesti mogu se ispraviti zamjenom disfunkcionalnih gena s normalno funkcionirajućim genima. Ipak, posebna briga bila je usmjerena na takva postignuća iz straha da bi mogla rezultirati unošenjem nepovoljnih i moguće opasnih svojstava u mikroorganizme koji su prethodno bili oslobođeni od njih - npr. Rezistencija na antibiotike, proizvodnja toksina ili tendencija izazivanja bolesti . Isto tako, povećala se primjena uređivanja gena u ljudi etički zabrinjava, posebno u pogledu njegove potencijalne upotrebe za izmjenu osobina poput inteligencije i ljepote.

kukuruz genetski modificiran (kukuruz)

genetski modificirani kukuruz (kukuruz) Genetski modificirani kukuruz (kukuruz). S74 / Shutterstock.com

Polemika

Godine 1980. novi mikroorganizmi stvoreni istraživanjem rekombinantne DNK smatrani su patentibilnima, a 1986. Ministarstvo poljoprivrede SAD-a odobrilo je prodaju prvog živog genetski izmijenjenog organizma - virusa, koji se koristio kao cjepivo protiv pseudorabija, iz kojeg je izrezan jedan gen . Od tada je dodijeljeno nekoliko stotina patenata za genetski promijenjene bakterije i biljke. Patenti na genetski modificirane i genetski modificirane organizme, osobito usjeve i drugu hranu, bili su sporan izdanje, a takvi su ostali i u prvom dijelu 21. stoljeća.