مهندسی ژنتیک چیست؟
مهندسی ژنتیک یکی از امیدوارکننده‌ترین، چالش برانگیزترین و پیش روترین زمینه‌ها در رشته زیست فناوری است. در این مقاله اطلاعاتی در مورد مراحل انجام این روش و مزایای مختلف آن ارائه شده است.
مهندسی ژنتیک تقریباً در تمام زمینه‌های مرتبط با زیست فناوری، که ژنوم ارگانیسم در آن دخیل است، کاربردهای گسترده‌ای دارد. فرآیند انتقال مواد ژنتیکی از یک ارگانیسم به ارگانیسم دیگر با استفاده از یک حامل، به عنوان تراریخت (یا تبدیل صورت) شناخته می‌شود. تمام آزمایشات برای تولید یک ترکیب درمانی یا یک ارگانیسم بر روی باکتری‌ها، محصولات زراعی و بسیاری از حیوانات و بیشتر موش انجام شده است، زیرا آزمایش روی انسان به دلایل آشکار امکان پذیر نیست.
روش‌های مستقیم تراریخت
میکروتزریق، ماکروتزریق، تکنیک‌های بمباران / تکنیک‌های زیست شناسی، الکتروپورِیشن، انتقال واسطه لیپوزوم و تبدیل با استفاده از مواد شیمیایی مانند الیاف کاربید سیلیکون.روش‌های غیرمستقیم تراریخت
تراریخت مبتنی بر حامل؛ حامل‌ها (یا بردارها) شامل پلاسمیدهای باکتریایی (انتقال با واسطه آگروباکتریوم)، لامبا فاژ و باکتریوفاژ (ذرات فاژ در تراریخت بسیار کارآمد هستند).مهندسی ژنتیک در انسان
در انسان، این تکنیک یکسان است اما ژن‌های انسانی را برای تغییر فنوتیپ موجود درگیر می‌کند. دستکاری ژنتیکی برای اصلاح برخی ژن‌های کد کننده جهش زا یا بیماری زا، برای درمان برخی از اختلالات ژنتیکی، جدا از تولید دارو و واکسن انجام شده است. همچنین از این ماده برای افزایش طول عمر و ایمنی یک ارگانیسم و به طور دقیق‌تر برای بررسی بیان ژن استفاده شده است. دستکاری مواد ژنتیکی انسان از دو نوع است. جسمی، جایی که سلول‌های سوماتیک (جسمی یا بدنی) تغییر می‌یابند و جوانه‌ای یا جنینی که در آن تراریخت در تخمک یا سلول اسپرم انجام می‌شود.از آن جا که در روش قبلی، تراریخت در سلول‌های سوماتیک بدن صورت می‌گیرد، ارثی نیست. اولین آزمایش تقریباً موفقیت آمیز دستکاری ژنتیکی در سال 1990 بر روی افراد مبتلا به نقص شدید ایمنی ترکیبی (SCID) انجام شد. این آزمایش نتایج مثبتی را نشان داد زیرا به مردم ایمنی عملکردی می‌داد که در گذشته از آن محروم بودند. سایر تغییرات در ژنتیک بشر از آن جا که میزان موفقیت مشکوک بوده است در اولویت کمتری است.
مراحل درگیر
جداسازی ژن
انتخاب ژن مورد نظر و جداسازی آن پیش شرط لازم برای شروع فرایند است. ژن مورد نظر با استفاده از تکنیک PCR (واکنش زنجیره ای پلیمراز) جدا شده و تکثیر می‌شود. به گونه‌ای دیگر، ممکن است بخشی از کتابخانه ژنومی (کتابخانه های حاوی قطعات DNA از یک ژنوم خاص) باشد، که از آن می‌تواند کپی شود، سنتز شود و سپس در DNA قرار داده شود.سازه‌ها
ژن جدا شده باید برای بیان بررسی شود. از این رو، هر ژن از یک پیش برنده، ژن نشانگر قابل انتخاب، و پایان دهنده تشکیل شده است. منطقه پیش برنده وظیفه رونویسی ژن را بر عهده دارد و با رسیدن به ناحیه پایان دهنده خاتمه می‌یابد. ژن نشانگر قابل انتخاب مقاومت آنتی بیوتیکی را به کل ساختار ارائه می‌دهد، که به تشخیص سلول‌های تراریخته از سلول‌های غیر تراریخته کمک می‌کند. مهندسی ژنتیک دستکاری یا تغییر در ترکیب ژنتیکی یک ارگانیسم برای انتقال صفت‌های خاص به آن است. با این حال، ژن نمی‌تواند به تنهایی وارد میزبان شود، بنابراین باید با یک بردار یا حامل ترکیب شود. این فرآیند با استفاده از آنزیم‌های هضم محدود کننده، آنزیم‌های انعقاد و کلونینگ مولکولی با استفاده از پلیمرازها انجام می‌شود.تراریخت
باکتری‌ها به نحوی گسترده برای به دست آوردن ژن یا DNA خارجی با کمک روش‌های تراریخت فوق الذکر مورد استفاده قرار گرفته‌اند. پس از ادغام، ژن یا DNA با استفاده از سیستم تکثیر میزبان همانند سازی می‌شود و نسخه‌های زیادی از خود را تولید می‌کند.انتخاب و تأیید
با رشد دادن آنها در حضور آنتی بیوتیک کد گذاری شده توسط ژن نشانگر قابل انتخاب، می‌توان سلول‌های تراریخته را از سلول‌های غیر تراریخته متمایز کرد. روش دیگر استفاده از پروب DNA مکمل ژن درج شده است که به طور اختصاصی به ژن مورد نظر متصل می‌شود و با استفاده از نقشه برداریDNA ، تکنیک‌های الکتروفورزی مانند بلات جنوبی و بیواسازها می توان آن را ردیابی و تأیید کرد.فواید مهندسی ژنتیک در زمینه‌های کشاورزی، محیط زیست و تولید مواد غذایی مشهود است. گفته شده است که از آن جا که زمینه‌ای است که تحقیقات زیادی را در بر می‌گیرد، واضح است که سهمی در اثرات منفی داشته باشد.
جوانب مثبت
* بسیاری از اختلالات ژنتیکی، عوارضی مانند دیابت، فیبروز کیستیک و غیره با این روش درمان شده‌اند. این شامل حذف ژن معیوب و اصلاح سلول برای تولید صفت مورد نظر با ژن درمانی است. انسولین و هورمون‌های رشد انسانی بهترین نمونه‌های مولکول‌های به دست آمده توسط دستکاری ژنتیکی هستند. در این جا کد نویسی ژن برای این هورمون‌ها در سلول‌های باکتریایی در مقیاس بزرگ برای افزایش تولید هورمون تغییر می‌کند.* کلون سازی و تراریخت حیوانات به طور انحصاری بر روی موش‌ها انجام شده است. اولین حیوانی که با موفقیت تراریخت شد دالی، یک گوسفند کلون شده بود. با این وجود، مباحث اخلاقی در مورد تحقیقات مانع اساسی بوده است.
*از مهندسی ژنتیک برای تولید گیاهان مقاوم به آفات و بیماری استفاده شده است. همچنین از این تکنیک برای افزایش ارزش غذایی گیاهان استفاده می‌شود. بهترین نمونه گیاهان پنبه Bt است که در آن از Bacillus thureingiensis (یک باکتری) برای قرار دادن ژن‌های مختلف آفت و مقاوم به بیماری در محصولات زراعی استفاده شده است.
* غذاهای اصلاح شده از نظر ژنتیکی به افرادی که مقادیر زیادی نیاز تغذیه‌ای دارند کمک کرده است. برنج طلایی و گوجه فرنگی طعم دهنده بهترین نمونه‌های چنین غذاهایی هستند.
جوانب منفی
* از آن جایی که مهندسی ژنتیک آزمایشات شدیدی را انجام می‌دهد، ژن‌های زیادی برای تولید جهش‌ها و صفات نامطلوب منتهی به آلرژی در محصولات زراعی که مانع از ارزش غذایی آنها می‌شود، وجود دارند. صفات حاصل ممکن است پاتوژن‌های جدیدی ایجاد کند که برای کل اکوسیستم مضر باشد.* این تکنیک نیاز برای قرار دادن ژن مورد نظر در محل دقیق نیاز به مهارت لازم دارد، به ویژه هنگامی که عوامل خطرناک زیادی را درگیر می‌کند. همچنین، تراریخت یک ژن واحد دشوار است، زیرا کد، چندین صفت را کد گذاری می کند.
* مهندسی ژنتیک یک روش گرانقیمت برای انجام است. به نیروی انسانی ماهر، دستگاه‌ها و مواد شیمیایی عالی و دقیق و آزمایشگاه‌های بسیار پیشرفته احتیاج دارد.
* آخر این که، نمی‌توان اخلاق و مباحث قابل بحث را که در استفاده از حیوانات و گیاهان برای دستکاری دخیل است، نادیده گرفت.
این زمینه به تحقیقات بیشماری که از مدت‌ها پیش شروع شده است کمک می‌کند، اما تا زمانی که زیست فناوری وجود داشته باشد، ادامه خواهد یافت و همیشه ادامه خواهد داشت.
منبع: Mrunmayi Deo
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}