Biogenetiikan historia, mitkä tutkimukset, peruskäsitteet

Se Biogenetiikka Se on biologian ja genetiikan tutkimuskenttä. Se merkitsee minkä tahansa ilmiön tutkimusta, joka vaikuttaa eläviin olentoihin, analysoidaan molemmista näkökulmista, ja tapa käsitellä tätä ilmiötä.

Termiä biogenetiikkaa on käytetty myös elävien olentojen modifioinnin määrittelemiseen joidenkin "valkoisten" organismeista. Tietohaara, joka keskittyy, kattaa tai mahdollistaa kahteen aikaisempaan määritelmään liittyvät päät, tunnetaan myös nimellä geenitekniikka.

Agrobacterium Swimfaciens -maaperän bakteeri mahdollistaa minkä tahansa kloonatun geenin kaikille kasville, joita haluamme muokata. Se on rekombinantti -DNA -tekniikan pääreiti kasvien parantamiseksi. Nämä bakteerien muokkaamat lehtipalat sallivat uudistaa täydellisen, normaalin ja parannetun siirtogeenisen kasvin.(Lähde: SEB951.Wikipedia/CC BY-SA (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/) Wikimedia Commonsin kautta)

Tieteen maailmassa biogeneettisen sanan (a) käyttö adjektiivina kuin biogenetiikan nimi, koska erillisen tieteen nimi on laajempi. Todennäköisesti halutaan käyttää tällaista substantiivia (biogenetiikka), geenitekniikka todella mainitaan.

Päinvastoin, biogeneettinen adjektiivi (a) viittaa pikemminkin kaikkeen biogeneesi (biologinen alkuperä) jonkin molekyylin, rakenteen, kudoksen, elimen tai biologisen kokonaisuuden.

Geenitekniikka kokoaa yhteen menetelmät, strategiat, tekniikat ja käytännön sovellukset, jotka ovat tarpeen elävän olennon muuttamiseksi tarkoituksella ja suunniteltu.

Siksi noudattaa muutoksen valkoisen yksilön biologista tietoa (jota haluaa muuttaa) ja tällaisen muutoksen havaittu tarve. Eli se on tiede, joka on omistettu tutkimukselle, kuinka muuttaa yksilöiden geenejä ja genomeja.

[TOC]

Historia

Lajien kodistaminen, tutkimusristit (kuten Mendel aloitti) ja vihannesten parantaminen tavanomaisella risteyksellä eivät ole biogenetiikkaa, ts. Ne eivät ole geenitekniikan tapauksia. Yksi käyttää keinotekoista valintaa ja hallittua hedelmöitystä saadaksesi jotain tietämättä miten tai miksi.

Voi palvella sinua: Kolmiot: Historia, elementit, luokittelu, ominaisuudet

Biogenetiikka puolestaan ​​syntyi, kun pystyimme ottamaan organismin tietty DNA, kloonata se ja levittää sen ja/tai ilmaista sitä toisessa. Toisin sanoen biogenetiikka syntyi yhdistelmä -DNA -tekniikan ansiosta 1970 -luvun alkupuolella (1970).

Tämän tiedon haaran määrittelemä aktiivisuus on "molekyylikloonia". Kun meillä on restriktioentsyymejä (molekyylisaksioita) ja DNA -liigat (liitä kumi), voimme leikata ja lyödä mukavuutta.

DNA -rakenteen löytäminen oli yksi 2000 -luvun tärkeimmistä havainnoista

Näin voisimme rakentaa uudelleen Novo autonominen DNA -molekyyli (joka voidaan toistaa vain solussa), kuten plasmidi. Sitten pystyimme leikkaamaan tunnetun funktion tiettyjen ihmisten geenin ja lyömään sen ekspression plasmidiin.

Kun otettiin se bakteeriin, pystyimme myöhemmin tuottamaan ihmisen proteiineja bakteereissa käyttöä ja kulutusta varten. Siten esimerkiksi kun tuotimme rekombinantti ihmisen insuliinia.

Voimme tällä hetkellä tehdä geenitekniikkaa (biogenetiikkaa) paitsi bakteerien, myös sienten, kasvien ja eläinten lisäksi: nämä ovat niin nimettyjä "geneettisesti modifioituja organismeja" (OGM) (OGM).

Tässä organismiryhmässä meillä on niin kutsuttuja siirtogeenisiä, jotka eivät ole muita, joita OGM on muokattu integroimalla geenit muista lajeista.

Mikä tutkii biogenetiikkaa? Sovellukset

Geenimuutos

Biogenetiikka tutkii, kuinka muuttaa geneettisen manipulaation valkoisten organismien geeniä tai genomeja. Toisaalta biogenetiikka voi lähestyä mitä tahansa biologista prosessia ja määrittää, kuinka organismin modifiointi voi johtaa ongelmanratkaisuun.

Esimerkiksi biogenetiikan käyttämien tekniikoiden avulla tutkija voi määrittää geenin tai geeniryhmän toiminnan. Se voi tuottaa myös tietyn biomolekyylin toisessa organismissa tai jopa monimutkaisessa erityisessä biokemian reitissä.

Se voi palvella sinua: mikä on matematiikan merkitys sähkömagneettisten ilmiöiden tutkimuksessa?

Organismien parantaminen

Biogenetiikan kautta organismeja voidaan parantaa siten, että ne kykenevät vastustamaan taudinaiheuttajien ja aiheuttamia sairauksia.

Voit myös muokata eläviä organismeja, jotta ne voivat käsitellä vedenvajeesta, maaperän pilaantumisesta jne. Jotkut kasvit ovat parantuneet biogenetiikan avulla, jotta ne olisivat kestäviä tuholaisille, ja myös jotkut eläimet, jotta ne kasvavat nopeammin.

Rekombinantit bakteerit voivat tuottaa monenlaisia ​​erilaisia ​​hyödyllisiä yhdisteitä elintarvikkeissa ja juomassa, lääke- ja eläinten terveysteollisuudessa muun muassa muun muassa muun muassa.

Mutaatioiden korjaus

Lopuksi, nykyisten genooman muokkaustekniikoiden avulla meillä on kyky korjata mutaatiot ja estää siten geneettisten emäksen sairauksien kehittymistä, lisätä geenin ilmentymistä ja modifioida genotyyppejä (ja siten fenotyyppejä) käytännössä mitä tahansa organismia.

Biogenetiikan peruskäsitteet

Molekyyliklooni

Molekyyliklooni on eristetyn DNA: n erottuvan alueen massan eteneminen sen genomisesta ympäristöstä. Tämä fragmentti kloonataan (kiinnittynyt) kloonaus- ja/tai lausekevektoriin.

Tämän saavuttamiseksi käytetään restriktioentsyymejä, jotka leikataan nukleotidien kanssa, ja liigat, jotka yhdistävät ADN: t, jotka halutaan liittää.

Melkein kaikissa tapauksissa molekyylin kloonin perusvaiheet suoritetaan bakteereissa. Näissä kloonattu DNA etenee ja rekombinantti -DNA -molekyyli syntyy, mikä voidaan sitten siirtää muihin monimutkaisempiin organismeihin. Biogenetiikassa voit käyttää myös viruksia, kuten ajoneuvoja eri tarkoituksiin.

PCR -monistus

Tärkeä etu spesifisten DNA -molekyylien massatuotannossa oli monistumisen toteuttaminen polymeraasiketjureaktiolla (PCR, englanti Polymeraasiketjureaktio-A.

Voi palvella sinua: James Chadwick: Biography, Atomic -malli, kokeet

Tämä on massiivinen DNA -synteesitekniikka In vitro. Täällä, käyttämällä termosyktoria, pientä DNA -molekyyliä, sanotaan esimerkiksi 1 500 nukleotidigeeninä, antaa tuottaa 235 kopiota siitä hyvin muutamassa tunnissa.

Thermocyler: Yksinkertainen kone, joka sallii minkä tahansa DNA: n vahvistumisen hyvin muutamassa tunnissa (lähde: Samsara, Wikimedia Commons)

Termosykleri mahdollistaa kolmen tärkeän lämpötilan automatisoidun silmukoiden suorittamisen missä tahansa DNA: n monistusprotokollassa PCR: llä. Nämä ovat:

• denaturointi (DNA: n avaaminen)
• Soitto (valkoisen geenin kokous) ja
• Synteesi (polymerointi)

DNA: n monistus PCR: llä on välttämätön biogeneettinen tekniikka kaikilla modernin biologian ja lääketieteen aloilla.

Sekvensointi ja muokkaaminen

DNA -sekvensointi yhdistää laajan tekniikan joukon, jonka avulla voimme tietää jollain tarkkuudella, kun nukleotideja löytyy tietyssä DNA -molekyylissä. Tämän avulla voimme "lukea" genomissamme kodifioidut tiedot.

Lopuksi on otettu käyttöön DNA: n muokkausmenetelmiä, jotka sallivat perintömolekyylin "biologisen tekstin" muuttaa.

Tällä tavoin emme vain pysty “lukemaan” DNA: ta geenien ja genomien sekvensoinnin kautta, vaan voimme korjata tekstin tai muuttaa sen kertomaan toisen tarinan.

Toisin sanoen biogenetiikan (sopivimmin geenitekniikan) avulla voimme kloonigeenien, lisätä niitä monistamalla PCR: llä, lukea ne sekvensoimalla ja muuttamalla tekstiä painos.

Viitteet

1. Alberts B et ai. (2017) Solun molekyylibiologia, 6. painos. Garland Science, New York City. 1464 pp.
2. Vihreä MR, Sambrook J (2012) Kloonausmolekyyli: Manuaalinen laboratorio, Neljäs painos. Kolme äänenvoimakkuutta. Cold Spring Harbor, USA. 2028 pp.
3. Pepper MS (2019) Solu- ja Geeniterapialle omistettu SAMJ: n erityispainos. S afred j. 109 (8b): 12719.
4. Salsman J, Dellaire G (2017) Tarkkuusgenomin editointi CRISPR: ssä. Biokemikennon bioli. 95 (2): 187-201.
5. Singh RR (2020) Seuraavan sukupolven kuivaus kasvaimissa olevien mutaatioiden suuressa havaitsemisessa: haasteet, edistykset ja sovellukset. J Mol Diagnia. S1525-1578 (20) 30330-5.