Ինչ են ԳՄՕ-ները եւ ինչպես են դրանք կատարվում:

Գենետիկ փոփոխության հիմունքները

Ինչ է ԳՄՕ-ն:

ԳՄՕ-ն կարճ է «գենետիկորեն ձեւափոխված օրգանիզմի» համար: Գենետիկ փոփոխությունը տասնամյակներ շարունակ եղել է եւ գործուն կամ արագ ձեւ է, որը ստեղծում է բույս ​​կամ կենդանատեսակ, հատուկ հատկանիշով կամ բնորոշմամբ: Այն հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ հատուկ փոփոխություններ կատարել ԴՆԹ-ի հաջորդականության մեջ: Քանի որ ԴՆԹ-ն հիմնականում բաղկացած է ամբողջ օրգանիզմի նախագիծից, ԴՆԹ-ի փոփոխությունները փոխում են օրգանիզմը գործառույթները:

Չկա այլ կերպ, քան դա անել, բացի վերջին 40 տարիների ընթացքում մշակված տեխնիկան օգտագործելով `ուղղակիորեն շահարկել ԴՆԹ-ն:

Ինչպես եք գենետիկորեն փոխում օրգանիզմը: Իրականում սա բավականին մեծ հարց է: Օրգանիզմը կարող է լինել բույս, կենդանիներ, բորբոսներ կամ մանրէներ, եւ այդ ամենը կարող է լինել եւ եղել է գենետիկորեն մոտ 40 տարի: Առաջին գենետիկորեն մշակված օրգանիզմները 1970-ականների սկզբին բակտերիաներ էին: Այդ ժամանակից ի վեր գենետիկորեն ձեւափոխված բակտերիաները դարձան հարյուր հազարավոր լաբորատորիաներ, որոնք անում են գենետիկ փոփոխությունները բույսերի եւ կենդանիների վրա: Հիմնական գենային խառնուրդների եւ փոփոխությունների մեծ մասը մշակված եւ պատրաստված են մանրէներ օգտագործելով, հիմնականում E. coli- ի որոշ փոփոխություններ, ապա փոխանցվում թիրախային օրգանիզմներին:

Ընդհանուր մոտեցումը գենետիկորեն փոխարինող բույսեր, կենդանիներ կամ մանրէներ, հասկանալիորեն շատ նման են: Սակայն բույսերի եւ կենդանիների բջիջների միջեւ ընդհանուր տարբերությունների պատճառով որոշակի տարբերություններ կան որոշակի տեխնիկաներում:

Օրինակ, բույսերի բջիջները ունեն բջիջներ եւ կենդանական բջիջներ:

Բույսերի եւ կենդանիների գենետիկական փոփոխությունների պատճառները

GM կենդանիները հիմնականում պատրաստվում են հետազոտական ​​նպատակների համար, հաճախ որպես թմրամիջոցների զարգացման համար օգտագործվող մոդելային կենսաբանական համակարգեր: Գոյություն ունեն մի շարք կենդանիների կենդանիներ, որոնք մշակվել են այլ առեւտրային նպատակներով, ինչպիսիք են ֆլուուեսցենտ ձուկը, ինչպես նաեւ կենդանիները եւ GM մոծակները, որոնք օգնում են վերահսկել հիվանդության մկանները:

Այնուամենայնիվ, դրանք հիմնականում կենսաբանական հետազոտություններից դուրս համեմատաբար սահմանափակ կիրառություն են: Առայժմ ոչ մի GM կենդանի չի հաստատվել որպես սննդի աղբյուր: Շուտով, այն կարող է փոխվել AquaAdvantage Salmon- ի հետ, որը հաստատում է հաստատման գործընթացը:

Բույսերով, սակայն, իրավիճակն այլ է: Թեեւ շատ բույսերի փոփոխություններ են կատարվում հետազոտության համար, բերքի գենետիկական փոփոխության հիմնական նպատակը բույսերի լարվածությունն է, որը առեւտրային կամ սոցիալապես օգտակար է: Օրինակ, եկամտաբերությունը կարող է աճել, եթե բույսերը նախագծված լինեն բարելավված դիմադրություն հիվանդության պատճառած վնասատուին, ինչպիսին է Rainbow Papaya, կամ աճող անհարմար, թերեւս ցուրտ տարածաշրջանում: Պտուղը, որը մնում է ավելի երկար, ինչպիսիք են Endless Summer Pomace- ն, ավելի շատ ժամանակ է տրամադրում օգտագործման համար բերքահավաքից հետո: Բացի այդ, այն հատկանիշները, որոնք նպաստում են սննդային արժեքի ավելացմանը, ինչպիսիք են Ոսկե Ռայսը, որը պատրաստված է հարուստ է վիտամին A- ի կամ պտղաբուծության օգտակար հատկություններով, ինչպես նաեւ արգենտինական խնձորներ չկան:

Իրականում, կարող են ներկայացվել ցանկացած գիծ, ​​որը կարող է հայտնվել կոնկրետ գենի ավելացման կամ արգելման հետ: Հնարավորությունները, որոնք պահանջում են բազմակի գեների, կարելի է նաեւ կառավարել, բայց դա պահանջում է ավելի բարդ գործընթաց, որը դեռ չի հասել առեւտրային մշակաբույսերի հետ:

Ինչ է գենը:

Նախքան բացատրելով, թե ինչպես են նոր գեներները դնում օրգանիզմների մեջ, կարեւոր է հասկանալ, թե ինչ է գենը: Քանի որ շատերը գիտեն, գենները պատրաստվում են ԴՆԹ-ից, որը մասնակիորեն բաղկացած է չորս հիմքերից, որոնք պարզապես նշում են որպես Ա, Տ, Կ, Գ: Այս հիմքերի գրաֆիկական կարգը գենային ԴՆԹ-ի տողերի շարքում կարելի է համարել որպես որոշակի սպիտակուցի կոդը, ինչպես տառերի տեքստի տառերը նախադասության համար:

Սպիտակուցներ են խոշոր կենսաբանական մոլեկուլներ, որոնք պատրաստված են ամինաթթուներից, որոնք կապված են տարբեր կոմպլեքսների հետ միասին: Երբ ամինաթթուների ճիշտ համադրությունը միավորում է, ամինաթթուների շղթան միասին ձեւավորվում է սպիտակուցի մեջ `հատուկ ձեւով եւ ճիշտ քիմիական առանձնահատկություններով, որպեսզի այն կատարի որոշակի գործառույթ կամ ռեակցիա: Կենդանի բաները հիմնականում կազմում են սպիտակուցները: Որոշ սպիտակուցներ են ֆերմենտներ, որոնք կատալիզացնում են քիմիական ռեակցիաները: մյուսը `տրանսպորտային նյութը բջիջների մեջ, իսկ ոմանք էլ գործում են որպես այլ սպիտակուցներ կամ սպիտակուցային կասկադների ակտիվացում կամ դեֆակտացիա:

Այսպիսով, երբ նոր գեն է ներմուծվում, այն տալիս է բջիջի կոդը հաջորդականությունը, որպեսզի այն նոր սպիտակուց դառնա:

Ինչպես են բջիջները կազմակերպում իրենց գեները

Բույսերի եւ կենդանիների բջիջներում, գրեթե բոլոր ԴՆԹ-ն պատվիրված է մի քանի երկար գծերում, որոնք վերածվում են քրոմոսոմների: Գեները, ըստ էության, ընդամենը փոքր հատվածներ են ԴՆԹ-ի երկարատեւ հաջորդականության, որը կազմում է քրոմոսոմ: Ամեն անգամ, երբ բջիջները կրկնվում են, բոլոր քրոմոսոմները առաջինը կրկնվում են: Սա բջիջների համար նախատեսված հրահանգների հիմնական կետն է, եւ յուրաքանչյուր ծագող բջիջը ստանում է պատճեն: Այսպիսով, նոր գեն ներկայացնելը, որը թույլ է տալիս բջիջը ստեղծել նոր սպիտակուցներ, որոնք տալիս են որոշակի առանձնահատկություն, պարզապես պետք է մի քիչ ԴՆԹ-ն ներդնել երկար քրոմոսոմային շերտերից մեկի մեջ: Տեղադրվելուց հետո ԴՆԹ-ն կփոխանցվի ցանկացած դուստրային բջիջներին, երբ նրանք բջիջները կրկնօրինակում են ինչպես մյուս բոլոր գեների նման:

Իրականում, որոշակի ԴՆԹ-ի տեսակները կարող են պահպանվել բջիջներում, որոնք առանձնացված են քրոմոսոմներից եւ գեները կարող են ներկայացվել այդ կառույցների միջոցով, որպեսզի նրանք չեն ինտեգրվում քրոմոսոմային ԴՆԹ-ին: Սակայն, այս մոտեցմամբ, քանի որ բջիջի քրոմոսոմային ԴՆԹ-ն փոխվել է, սովորաբար չի պահպանվում բոլոր բջիջներում մի քանի կրկնություններից հետո: Մշտական ​​եւ ժառանգական գենետիկական փոփոխությունների համար, ինչպիսիք են մշակաբույսերի համար կիրառվող գործընթացները, օգտագործվում են քրոմոսոմային փոփոխությունները:

Ինչպես է նոր գեն հայտնաբերվել:

Գենետիկական ճարտարագիտությունը պարզապես վերաբերում է օրգանիզմի քրոմոսոմային ԴՆԹ-ներին նոր ԴՆԹ-ի բազային հաջորդականության (սովորաբար ամբողջ գենին համապատասխան) ​​տեղադրում: Սա կարող է թվալ, թե ինչպես կարելի է հասկանալիորեն հասկանալ, բայց տեխնիկապես, դա մի փոքր ավելի բարդ է: Կան բազմաթիվ տեխնիկական մանրամասներ, որոնք վերաբերում են ճիշտ դՆԹ-ի հաջորդականությունը ստանալու ճիշտ ազդանշանների մեջ, ճիշտ կոնտեքստում, որը թույլ է տալիս բջիջներին ճանաչել այն գեն եւ օգտագործել այն նոր սպիտակուցներ:

Գոյություն ունեն չորս հիմնական տարրեր, որոնք ընդհանուր են գրեթե բոլոր գենետիկական ինժեներական ընթացակարգերի համար.

1. Նախ, անհրաժեշտ է գեն: Սա նշանակում է, որ ձեզ հարկավոր է ֆիզիկական ԴՆԹ մոլեկուլ `որոշակի բազային հաջորդականությամբ: Ավանդաբար, այս հաջորդականությունները ուղղակիորեն ձեռք են բերվել օրգանիզմից, օգտագործելով մի քանի աշխատասիրտ մեթոդներ: Այսօր, այլ ոչ թե օրգանիզմից ԴՆԹ հայտնաբերելու փոխարեն, գիտնականները սովորաբար սինթեզավորում են հիմնական A, T, C, G քիմիկատները: Երբ ստացվում է, հաջորդականությունը կարող է տեղադրվել մի բարդ մանրէային ԴՆԹ-ի մեջ, որը նման է փոքրիկ քրոմոսոմին (մի պլազմիդ) եւ քանի որ բակտերիաները արագորեն արտացոլում են, որքան անհրաժեշտ է, որքան անհրաժեշտ է գենը:
2. Երբ դուք ունեք գեն, դուք պետք է տեղադրել այն ԴՆԹ ծածկված շրջապատված է աջ շրջապատող ԴՆԹ հաջորդականությամբ, որպեսզի թույլ տա, որ բջիջը ճանաչի եւ արտահայտի: Սկզբունքորեն, սա նշանակում է, որ ձեզ անհրաժեշտ է մի փոքրիկ ԴՆԹ հաջորդականություն, որը կոչվում է խթանող, որը ազդանշան է տալիս բջիջը արտահայտելու գենը:
3. Բացի հիմնական գենից, որը պետք է տեղադրվի, հաճախ անհրաժեշտ է երկրորդ գեն, որը մատնանշի կամ ընտրության համար: Այս երկրորդ գենը հիմնականում օգտագործվում է գեն հայտնաբերող բջիջները հայտնաբերելու համար:
4. Վերջիվերջո, անհրաժեշտ է ունենալ նոր ԴՆԹ-ի (այսինքն, խթանող, նոր գեն եւ ընտրության մարկեր) հանձնելու մեթոդ, օրգանիզմի բջիջներում: Կան մի շարք եղանակներ դա անել: Բույսերի համար իմ սիրածը գենային ատրճանակի մոտեցումն է, որն օգտագործվում է փոփոխված 22 հրացանով, որպեսզի նկարահանել ԴՆԹ-ներով վոլֆրամի կամ ոսկու մասնիկները բջիջների մեջ:

Կենդանական բջիջներով կան մի շարք փոխներարկման ռեակտիվներ, որոնք ներկ կամ բարդացնում են ԴՆԹ-ն եւ թույլ են տալիս անցնել բջջային թաղանթների միջոցով: Այն նաեւ տարածված է ԴՆԹ-ի համար, որը կցված է փոփոխված վիրուսային ԴՆԹ-ի հետ, որը կարող է օգտագործվել որպես գեների վեկտոր `գենի բջիջները ներթափանցելու համար: Փոփոխված վիրուսային ԴՆԹը կարող է encapsulated հետ նորմալ վիրուսային սպիտակուցներ, որպեսզի pseudovirus, որը կարող է վարակել բջիջները եւ տեղադրեք DNA կրող գեն, բայց ոչ թե կրկնօրինակեք, որպեսզի նոր վիրուսը:

Շատ դիկոտի բույսերի համար գենը կարող է տեղադրվել Agrobacterium tumefaciens բակտերիաների T-DNA կրիչի փոփոխված տարբերակով: Կան մի քանի այլ մոտեցումներ: Սակայն, մեծ մասամբ, միայն փոքր քանակությամբ բջիջներ են վերցնում գենը, որը ստեղծում է ճարտարագիտական ​​բջիջների ընտրությունը այս գործընթացի կարեւորագույն մասը: Սա է պատճառը, որ սովորաբար անհրաժեշտ է ընտրություն կամ մարկեր գեն:

Սակայն, ինչպես եք գենետիկորեն մշակված մկնիկ կամ լոլիկ:

ԳՄՕ-ն միլիոնավոր բջիջներով օրգանիզմ է, եւ վերը նշված տեխնիկան միայն իրականում նկարագրում է, թե ինչպես գենետիկորեն մեկ բջիջների ճարտարագիտությունը: Այնուամենայնիվ, ամբողջ օրգանիզմի առաջացման գործընթացը հիմնականում ներառում է գենետիկական ինդիկատիվ մեթոդների օգտագործումը մանրէների բջիջներում (այսինքն `սերմնաբջջի եւ ձվի բջիջների): Երբ հիմնական գենը տեղադրվում է, մնացած գործընթացը հիմնականում օգտագործում է գենետիկ բուծման մեթոդներ, բույսեր կամ կենդանիներ արտադրելու համար, որոնք պարունակում են նոր գեն իրենց մարմնի բոլոր բջիջներում: Գենետիկ ճարտարագիտությունը իսկապես արվում է բջիջների համար: Կենսաբանությունը մնացածն է անում: