Genteknik

Genteknik , den artificiella manipuleringen, modifieringen och rekombinationen av DNA eller andra nukleinsyramolekyler för att modifiera en organism eller population av organismer.

genteknik

genteknik En genetiskt konstruerad lax (överst) och en naturlig lax av samma ålder (botten). Förmågan att konstruera och redigera genomsättning av djur, även om det är potentiellt fördelaktigt, har väckt etiska frågor. Paul Darrow — The New York Times / Redux



Historisk utveckling

Lär dig om genteknik och hur den appliceras på mikrober för att genetiskt modifiera dem för användning i läkemedel, mat och bränsle

Lär dig om genteknik och hur den appliceras på mikrober för att genetiskt modifiera dem för användning i läkemedel, mat och bränsle. En översikt över genteknik, särskilt när det gäller mikrober. Open University (En Britannica Publishing Partner) Se alla videor för den här artikeln



vem är c. s. Lewis

Termen genteknik ursprungligen hänvisade till olika tekniker som används för modifiering eller manipulation av organismer genom ärftliga processer och fortplantning . Som sådan omfattade termen både artificiellt urval och alla interventioner inom biomedicinsk teknik, bland dem artificiell insemination, in vitro-fertilisering (t.ex. provrörspädbarn), kloning och genmanipulation. Under den senare delen av 1900-talet hänvisade termen emellertid mer specifikt till metoder för rekombinant DNA-teknik (eller genkloning), i vilken DNA-molekyler från två eller flera källor kombineras antingen i celler eller in vitro och sedan införs i värdorganismer i vilka de kan sprida .

Möjligheten för rekombinant DNA-teknik uppstod med upptäckten av restriktionsenzymer 1968 av den schweiziska mikrobiologen Werner Arber. Året därpå renade den amerikanska mikrobiologen Hamilton O.Smith så kallade typ II-restriktionsenzymer, vilka befanns vara väsentliga för genteknik för deras förmåga att klyva ett specifikt ställe inom DNA: t (i motsats till typ I-restriktionsenzymer, som klyver DNA på slumpmässiga ställen). Med utgångspunkt i Smiths arbete hjälpte den amerikanska molekylärbiologen Daniel Nathans att utveckla tekniken för DNA-rekombination 1970–71 och visade att typ II-enzymer kan vara användbara i genetiska studier. Genteknik baserad på rekombination var banbrytande 1973 av amerikanska biokemister Stanley N. Cohen och Herbert W. Boyer, som var bland de första att skära DNA i fragment, återansluta olika fragment och infoga de nya generna i E coli bakterier, som sedan reproducerades.



Process och tekniker

Den mest rekombinanta DNA-tekniken involverar insättning av främmande gener i plasmiderna i vanliga laboratoriestammar av bakterier. Plasmider är små ringar av DNA; de är inte en del av bakterien kromosom (huvudförvaret för organismens genetiska information). Ändå kan de styra proteinsyntesen, och liksom kromosomalt DNA reproduceras de och överförs till bakteriens avkomma. Genom att inkorporera främmande DNA (till exempel en däggdjursgen) i en bakterie kan forskare få ett nästan obegränsat antal kopior av den insatta genen. Vidare, om den insatta genen är operativ (dvs. om den styr proteinsyntesen) kommer den modifierade bakterien att producera det protein som specificeras av det främmande DNA: t.

Lär dig mer om CRISPR-teknik och hur den kan förändra medicin och samhälle

Lär dig mer om CRISPR-teknik och hur den kan omvandla medicin och samhälle Vad är CRISPR, och hur står det att omvandla medicin och samhälle? World Science Festival (en Britannica-publiceringspartner) Se alla videor för den här artikeln

var kom jättarna i Bibeln ifrån

En efterföljande generation av genteknik som uppstod i början av 2000-talet handlade om genredigering. Genredigering, baserad på en teknik som kallas CRISPR-Cas9, gör det möjligt för forskare att anpassa en levande organisms genetiska sekvens genom att göra mycket specifika förändringar i dess DNA. Genredigering har ett brett spektrum av applikationer som används för genetisk modifiering av gröda växter och boskap och av laboratoriemodellorganismer (t.ex. möss). Korrigering av genetiska fel i samband med sjukdom hos djur tyder på att genredigering har potentiella tillämpningar i genterapi för människor.



Applikationer

Genteknik har avancerat förståelsen för många teoretiska och praktiska aspekter av genfunktion och organisation. Genom rekombinanta DNA-tekniker har bakterier skapats som kan syntetisera människor insulin , humant tillväxthormon, alfa-interferon, a hepatit B vaccin och andra medicinskt användbara ämnen. Växter kan justeras genetiskt så att de kan fixera kväve, och genetiska sjukdomar kan eventuellt korrigeras genom att ersätta dysfunktionella gener med normalt fungerande gener. Ändå har särskild oro fokuserats på sådana prestationer av rädsla för att de kan leda till införandet av ogynnsamma och eventuellt farliga egenskaper i mikroorganismer som tidigare var fria från dem - t.ex. resistens mot antibiotika, produktion av toxiner eller en tendens att orsaka sjukdom . På samma sätt har tillämpningen av genredigering på människor ökat etisk oro, särskilt när det gäller dess potentiella användning för att förändra egenskaper som intelligens och skönhet.

genetiskt modifierad majs (majs)

genetiskt modifierad majs (majs) Genetisk manipulerad majs (majs). S74 / Shutterstock.com

Kontrovers

1980 ansågs de nya mikroorganismerna som skapades genom rekombinant DNA-forskning patenterbara, och 1986 godkände det amerikanska jordbruksdepartementet försäljningen av den första levande genetiskt förändrade organismen - ett virus som användes som ett pseudorabiesvaccin, från vilket en enda gen hade skurits . Sedan dess har flera hundra patent tilldelats för genetiskt förändrade bakterier och växter. Patent på genetiskt modifierade och genetiskt modifierade organismer, särskilt grödor och andra livsmedel, var dock ett omtvistad utgåva, och de förblev så under första delen av 2000-talet.