Генетикийн өөрчлөлт хийх үндэслэл
Генийн хувиргасан амьд организмд GMO богино байдаг. Генетикийн өөрчлөлт нь хэдэн арван жилийн туршид явагдаж ирсэн бөгөөд өвөрмөц шинж чанар бүхий ургамал, амьтныг бий болгох хамгийн үр дүнтэй, хурдан арга юм. Энэ нь ДНХ-ийн нуклеотидын дарааллын нарийн тодорхой өөрчлөлтүүдийг бий болгодог. ДНХ нь бүхэлдээ организмын бүтцийн зураглалаас бүрддэг учир ДНХ-ийн өөрчлөлт нь организмын үйл ажиллагааг өөрчилж чаддаг.
Сүүлийн 40 жилийн туршид ДНХ-ийг шууд удирдахын тулд техникийг ашиглахаас өөр арга байхгүй.
Организмыг яаж хувиргадаг вэ? Үнэндээ энэ бол өргөн хүрээний асуулт юм. Организм нь ургамал, амьтан, мөөгөнцөр, бактерийн байж болох ба эдгээр нь бүгд генетикийн хувьд 40 жилийн турш инженерчлэгдсэн байдаг. 1970-аад оны эхээр генетикийн инженерчилсэн организмууд нян байсан . Түүнээс хойш генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн бактери нь ургамал, амьтдын аль алинд нь генетикийн өөрчлөлтийг хийдэг хэдэн зуун лабораторийн хөдөлмөр болжээ. Ихэнх генийн стандартчилал, өөрчлөлтийн ихэнх нь бактерийг ашиглан, E. coli-ийн зарим хувилбараар боловсруулагдаж бэлтгэгдсэн байдаг ба дараа нь зорилтот организмд шилждэг.
Ургамал, амьтан, эсвэл бичил биетнийг генетикийн хувьд өөрчилдөг ерөнхий хандлага нь төстэй юм. Гэсэн хэдий ч ургамлын болон амьтны эсүүдийн хоорондын ерөнхий ялгаанаас шалтгаалан тодорхой арга техникүүд хоорондоо ялгаатай байдаг.
Жишээлбэл, ургамлын эсүүд нь эсийн хана, амьтны эсүүд байдаггүй.
Ургамлын болон амьтдын генетикийн өөрчлөлтүүд
Генийн ан амьтдыг гол төлөв судалгаа шинжилгээний зориулалтаар ашигладаг бөгөөд ихэнхдээ мансууруулах бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг биологийн системийн загвар байдаг. Өөр төрлийн арилжааны зориулалт бүхий гүрвэлийн тэжээмэл амьтад, гэрийн тэжээмэл амьтдын флюресцент загас, мөн GM шумуул өвчний шумуулыг хянахад тусалдаг.
Гэсэн хэдий ч эдгээр нь биологийн үндсэн судалгаанаас гадна харьцангуй хязгаарлагдмал хэрэглээ юм. Өнөөг хүртэл GM-ийн ямар ч амьтан хүнсний эх үүсвэрээр батлагдсангүй. Гэвч удалгүй AquaAdvantage Salmon компанитай батламжлах процессоо өөрчилж болох юм.
Гэсэн хэдий ч ургамал нь өөр өөр байдаг. Ихэнх ургамлууд судалгаа шинжилгээнд зориулж өөрчилсөн боловч ихэнх таримал генетикийн өөрчлөлтийг хийх зорилго нь арилжааны болон нийгмийн ач тустай ургамлын дарамтыг бий болгох явдал юм. Жишээ нь, ургамал нь Солонгийн өнгийн панда зэрэг өвчин үүсгэгч хортон шавьжтай тэмцэх чадвартай, эсвэл төвөгтэй, магадгүй хүйтэн бүс нутагт ургах чадвартай бол ургацыг нэмэгдүүлж болно. Төгсгөлгүй зуны улаан лооль зэрэг урт удаан хугацаанд хадгалагдаж буй жимс нь ургац хураалтын дараа хадгалах хугацаа өгдөг. Түүнчлэн, А аминдэмийн баялаг болгох Алтан будаа, эсвэл Арктикийн бус бөөрөлзгөнө зэрэг жимсний тэжээл зэрэг тэжээллэг чанарыг сайжруулах шинж чанаруудыг мөн боловсруулсан.
Үндсэндээ тодорхой генийг нэмж эсвэл дарангуйлахад илэрч болох аливаа шинж чанарыг нэвтрүүлж болно. Олон ген шаардагдах шинж чанарыг бас удирдан зохицуулах боломжтой боловч энэ нь арилжааны ургацын талаар хараахан хийгдээгүй илүү төвөгтэй процесс шаарддаг.
Ген гэж юу вэ?
Шинэ генүүд организмд хэрхэн ордогийг тайлбарлахаас өмнө ген гэж юу болохыг ойлгох нь чухал. Генүүд нь ДНХ-ээс бүтсэн бөгөөд энэ нь A, T, C, G гэж нэрлэгддэг дөрвөн суурьтай байдаг. Эдгээр сууриудын шугаман дарааллаар генийн ДНХ-ийн хэлхээс доош дараалан нэг өгүүлбэрт зориулсан текстийн кодын мөрөнд тусгай уургийн код гэж үздэг.
Уургууд нь амин хүчлээс бүрдэх биологийн олон тооны молекул юм. Амин хүчлийг зөв хослуулан холбох үед амин хүчлүүдийн гинж нь тусгай функцтэй, хамтдаа зөв физик шинж чанаруудтай хамт нэгдэж, тухайн үйл ажиллагаа эсвэл урвалыг гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Амьдардаг зүйлүүд нь ихэвчлэн уургуудаас бүрддэг. Зарим уургууд нь химийн урвалыг катализатор болгон ферментүүд юм. Бусад нь материал руу шилжиж, зарим нь уураг, уургийн катионыг идэвхжүүлж, идэвхгүй болгох үүрэгтэй байдаг.
Тиймээс шинэ генийг нэвтрүүлэх үед энэ нь уургийг шинэ болгох боломжийг кодын дарааллыг олгоно.
Тэдний эс яаж зохион байгуулдаг вэ?
Ургамал, амьтны эсийн хувьд бараг бүх ДНХ-ийг хэд хэдэн урт хромсомд хувиргасан байдаг. Ген нь үнэндээ хромосомын урт хугацааны дарааллын ДНХ-ийн жижиг хэсгүүд юм. Нэг эс давтагдах бүрт бүх хромосомыг анх удаа хуулбарладаг. Энэ нь эсийн зааврын төвийн багц бөгөөд үржих эс бүрээс хуулбар авдаг. Тиймээс шинэ эсийг шинэ шинж чанарыг бий болгодог шинэ генийг нэвтрүүлэхийн тулд урт хугацааны хромосомын нэг мөрөнд жаахан ДНХ оруулах хэрэгтэй. Оруулсан тохиолдолд ДНХ нь бусад бүх гентэй адил хуулбарлана.
Үнэн хэрэгтээ зарим төрлийн хромосомоос хромосомоос салангид эсүүд хадгалагдаж, эдгээр бүтцийг ашиглан хромосомаль ДНХ-тэй холбогддоггүй. Гэсэн хэдий ч, энэ аргаар эсийн хромосомын ДНХ өөрчлөгдөж байдаг тул хэд хэдэн хувилбарын дараа бүх эсэд хадгалагддаггүй. Газар тариалангийн инженерчлэлд ашигладаг процессууд гэх мэт байнгын болон өвлөн авсан генетикийн өөрчлөлтийг ашигласнаар хромосомын өөрчлөлтийг ашигладаг.
Шинэ генийг яаж оруулах вэ?
Генетикийн инженерчлэл гэдэг нь организмын хромосомын ДНХ руу шинэ ДНХ-ийн суурь дарааллыг (ихэвчлэн бүх гентэй харгалзах) оруулдаг гэсэн үг юм. Энэ нь ойлгомжтой, гэхдээ техникийн хувьд арай илүү төвөгтэй болдог. ДНХ-ийн нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын дарааллыг зөв шинжлэхэд зөв дохионуудтай холбогдож буй эсүүд нь генийг хүлээн зөвшөөрч, шинэ уургийг бий болгоход ашигладаг.
Генийн инженерийн бараг бүх үйл ажиллагаанд нийтлэг байдаг үндсэн дөрвөн элемент байдаг:
- Нэгдүгээрт танд ген хэрэгтэй. Энэ нь та тодорхой үндсэн дэс дараалал бүхий физик ДНХ-ийн молекул хэрэгтэй гэсэн үг юм. Уламжлал ёсоор эдгээр дарааллууд нь организмаас шууд хамааралтай хэд хэдэн аргуудыг хэрэглэсэн. Организмаас ДНХ-ийг ялгахаас илүүтэйгээр эрдэмтэд A, T, C, G-ийн химийн бодисуудаас нэгтгэн дүгнэдэг. Дахин авсан дарааллыг жижиг хромосом (плазмид), бактери хурдацтай давтаж, шаардлагатай үед генийн ихэнх хэсгийг хийж чаддаг бактерийн ДНХ-т оруулж болно.
- Хэрэв та гентэй бол үүнийг ДНХ-ийн нуклеотидын дараалалтай хүрээлсэн ДНХ-ийн хэлхээнд байрлуулж үүнийг таних, илэрхийлэх боломжийг олгоно. Ерөнхийдөө энэ нь таныг генийг илэрхийлэх үүрэнд дохио өгдөг жижиг ДНХ-ийн дараалал хэрэгтэй гэсэн үг юм.
- Оруулах гол генээс гадна голдуу хоёрдогч генийг тэмдэглэгээ эсвэл сонголтоор хангах шаардлагатай байдаг. Энэ хоёр ген нь генийг агуулсан эсийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг хэрэгсэл юм.
- Эцэст нь, шинэ ДНХ (өөрөөр хэлбэл, дэмжигч, шинэ ген, сонгон шалгаруулагч) нийлүүлэх аргыг организмын эсүүдэд хүргэх аргатай байх шаардлагатай. Үүнийг хийх хэд хэдэн арга бий. Ургамлын хувьд миний дуртай ген буу нь ДНХ-ийн бүрсэн гянт болд эсвэл алтан мөхлөгийг эс болгон хувиргахаар өөрчлөгдсөн 22 бууг ашигладаг.
Амьтны эсүүдтэй хамт хэд хэдэн трансформацийн урвалжууд нь дээл буюу ДНХ-ийн нарийн төвөгтэй бөгөөд эсийн мембранаар дамжих боломжийг олгодог. ДНХ нь вирусын шинэчилсэн ДНХ-ийн хамт генийг вектор болгон хувиргахад ашигладаг. Өөрчлөгдсөн вирусын ДНХ нь вирусийн ердийн уурагтай хавсарч болно. Энэ нь эсэд халдварлаж, генийг авч явдаг ДНХ-ийг хийдэг псевдовирус үүсгэх боловч шинэ вирүс хийхэд давтагддаггүй.
Ихэнх dicot ургамал нь генийг Agrobacterium tumefaciens бактерийн T-DNA ДНХ-ийн тээвэрлэгч өөрчилсөн хувилбарт байрлуулж болно. Мөн өөр хэд хэдэн аргууд байдаг. Гэсэн хэдий ч, ихэнх процессууд нь инженерчилсэн эсийн генийг сонгох цөөн тооны эсүүд л энэхүү процессийн чухал хэсэг болдог. Тийм болохоор сонгон шалгаруулагч буюу тэмдэглэгээ генийг ихэвчлэн шаардлагатай байдаг.
Гэхдээ, чи хэрхэн генетикийн инженерчилсэн хулгана, эсвэл улаан лооль хийх вэ?
GMO нь сая сая эсүүдтэй организм бөгөөд дээрх технологи нь ганц эсийг генетикийн инженерчлэлийн аргаар хэрхэн нарийвчлан тайлбарлахыг заана. Гэсэн хэдий ч бүх организм үүсгэх процесс нь генетикийн инженерчлэлийн арга техникийг үр хөврөлийн эс (ө.х., үрийн болон өндөгний эс) ашигладаг. Түлхүүр генийг оруулсны дараа үлдсэн хэсэг нь генетикийн үржлийн аргыг үндсэндээ бүхий л эсүүдэд шинэ генийг агуулдаг ургамал, амьтан үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Генетикийн инженерчлэл нь эсэд л хийдэг. Биологи үлдсэнийг нь хийдэг.