የአጠቃላይ ኤክስፖሮችን እና እንዴት ይሠራሉ?

የጄኔቲክ መለወጥ መሰረታዊ ነገሮች

GMO ምንድን ነው?

GMO አጭሩ "በጂናችን በተሻሻለው አካልነት" አጭበርባሪ ነው. የጄኔቲክ ማሻሻያ ለበርካታ አስርት ዓመታት ያህል ሲሠራበት ቆይቷል, እናም አንድ የተለየ ባህሪ ወይም ባህርይ ለመፍጠር በጣም ውጤታማ እና ፈጣን መንገድ ነው. በዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተል ላይ የተወሰኑ ለውጦችን ያመጣል. ዲ ኤን ኤ በመሠረቱ ለእያንዳንዱ ሕያው አካል ንድፍ አወጣጥ በመሆኑ ዲ.ኤን.ኤ. ላይ የሚለወጡ ለውጦች የስነ-ተጓዳኝ ችሎታዎችን ሊያስተካክላቸው ይችላል.

ዲ ኤን ኤ በቀጥታ ለመያዝ ባለፉት 40 ዓመታት የተገነቡትን ቴክኒኮችን በመጠቀም ብቻ ይህን ለማድረግ የሚቻልበት ሌላ መንገድ የለም.

አንድን ጂኦችን በዘር መንገድ እንዴት ማሻሻል ይችላሉ? በእርግጥ ይህ በጣም ትልቅ ጥያቄ ነው. አንድ ፍጡር ተክል, እንስሳ, ፈንገስ ወይም ባክቴሪያ ሊሆን ይችላል እና እነዚህ ሁሉ ሊሆኑ ይችላሉ, እና ለ 40 ዓመታት ያህል በዘመናዊ ምሕንድስና የተሰሩ ናቸው. በጄኔራል ዲዛይን የተሠሩ ነፍሳት በ 1970 ዎች መጀመሪያ ላይ ባክቴሪያዎች ነበሩ. ከዚያን ጊዜ ወዲህ, በጂን የተሻሻሉ ባክቴሪያዎች በሁለቱም በእንስሳትም ሆነ በእንስሳት ላይ የዘር ለውጦችን እያደረጉ በመቶ ሺዎች የሚቆጠሩ ላቦራቶሪዎች ሆኗል. አብዛኛው የጂን አወዛጋቢ እና ማሻሻያዎች ባክቴሪያዎችን በመጠቀም, በተለይም አንዳንድ የእፅዋት ዓይነቶች ኢ-ኮላይን በመቀየር ወደ ተፈላጊ አካላት ተላልፈዋል.

ለጂናዊ ተለዋዋጭ የአትክልቶች, የእንስሳት, እና ረቂቅ ተህዋሲያን አጠቃላይ አሰራር ጽንሰ-ሀሳብ በጣም ተመሳሳይ ነው. ይሁን እንጂ በተክሎች እና በእንስሳት ሴሎች መካከል በአጠቃላይ ልዩነቶች ምክንያት የተወሰኑ ልዩነቶች አሉ.

ለምሳሌ, ተክሎች ሕዋስ ሴሎች እና የእንስሳት ሴሎች የላቸውም.

የዕፅዋትና እንስሳት የጄኔቲካል ለውጥ ምክንያቶች

ለዕፅዋት መጠቀሚያነት የሚያገለግሉ ሞዴል ባዮሎጂካል ዘይቤዎች በዋነኝነት ለሜዳ ምርቶች የተሰሩት GM እንስሳት ናቸው. ለቢዝነስ ዓላማ ለምሳሌ እንደ ፍሎረሰንት (ኤ ፍ ሞንሴንትስ) አሳ እና የቤት እንስሳት (ዶሮ) የመሳሰሉት ለኤች.አይ.ቪ.

ይሁን እንጂ, እነዚህ ከመሠረታዊ ሥነ ምህዳር ምርምር ውጪ የሚደረጉ ጥቂቶች ናቸው. እስካሁን ድረስ, የ GM ፍጡራን እንደ ምግብ ምንጭ አልተፈቀዱም. ይሁን እንጂ ብዙም ሳይቆይ በማፅደቅ ሂደት ውስጥ እየተካሄደ ካለ AquaAdvantage Salmon ጋር ሊለዋወጥ ይችላል.

ይሁንና ዕፅዋት ግን ሁኔታው ​​የተለየ ነው. አብዛኛዎቹ ተክሎች ለምርምር ሲስተካከሉ አብዛኛው የዛፍ ተለዋዋጭ ለውጥ ለንግድ ወይም ለማህበራዊ ጠቀሜታ የሚሆን የተክል ተክሎችን ማምረት ነው. ለምሳሌ ያህል ተክሎች እንደ Rainbow Papaya ወይም እንደ እርጥበት አካባቢ ምናልባትም ቀዝቃዛ በሆነ ክልል ውስጥ የማደግ ችሎታ ካላቸው የተሻለ የመቋቋም ኃይል ከተሻሻለ ምርት ሊጨምር ይችላል. እንደ Endless Summer Tomatoes የመሳሰሉ የበሰለ ረዘም ያለ ፍሬ, ለጥሩ ምርት ከመኸር በኋላ ተጨማሪ የመጠባበቂያ ጊዜን ይሰጣል. በተጨማሪም እንደ ቪታሚን ኤ የበለጸጉ እንደ ወርቃማው ሩዝ (Raw Rice), ወይም እንደ ፍራፍሬ የአትክልት አፕል የመሳሰሉ ፍሬዎች ጥቅም ላይ የሚውሉ እንደ አትክልት ሩዝ ያሉ እምቅታዊ እሴቶችን የሚያሻሽሉ ባሕርያት ተሠርተዋል.

በመሠረቱ አንድ የተወሰነ ጂን በመጨመር ወይም በመከልከል ሊታተሙ የሚችሉ ባህርያትን ሊያመለክቱ ይችላሉ. ብዙ ጂኖችን የሚጠይቁ ጠባዮችም ሊተዳደሩ ይችላሉ ነገር ግን ይህ ደግሞ ይበልጥ የተወሳሰበ ሂደትን ከግብርና ምርቶች ጋር ገና ያልተሳካ መሆን ይጠይቃል.

ጂ ማለት ምንድን ነው?

አዲስ ዘረ-መል (ጅንስ) ወደ ተባይ ውስጥ እንዴት እንደሚገባ ከማብራራት በፊት, ጂን ምን እንደሆነ ማወቅ አስፈላጊ ነው. ብዙ ሰዎች እንደሚያውቁት ጂኖች ዲ ኤን ኤ (ዲ ኤን) የተሠሩ ናቸው. ይህ አካል በከፊል እንደ ኤ, ቲ, ሲ, ጂ. የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ቀጥታ ቅደም ተከተል በዲ ኤን ኤ ውስጥ አንድ የዲ ኤን ኤ ክፋይ ለየትኛው ፕሮቲን እንደ ኮድ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል.

ፕሮቲኖች በተለያዩ ጥምሮች ውስጥ ከአሚኖ አዶች ጋር የተያያዙ ትላልቅ ባዮሎጂካዊ ሞለኪዩሎች ናቸው. የአሚኖ አሲዶች ትክክለኛ ጥምረት አንድ ላይ ሲገናኝ የአሚኖ አሲድ ሰንሰለት በአንድ የተወሰነ ቅርጽ እና ትክክለኛ የኬሚካላዊ ገፅታዎች ላይ አንድ የተወሰነ ተግባር ወይም ምላሽ እንዲያከናውን ለማድረግ በአንድ ላይ ተወስዶ ይቀመጣል. ሕይወት ያላቸው ነገሮች በፕሮቲኖች የተጠቃ ነው. አንዳንድ ፕሮቲኖች የኬሚካላዊ ግኝቶችን የሚያውቁ ኢንዛይሞች ናቸው. ሌሎች ደግሞ ሴሎችን ወደ ሴሎች ያጓጉዛሉ, እንዲሁም አንዳንድ ተለዋጭ መተላለፊያዎች ሌሎች ፕሮቲኖችን ወይም የፕሮቲን ውስጣዊ እሴቶችን የሚያነቃቁ ወይም የሚያነቃቁ ናቸው.

ስለዚህ, አዲስ ዘረ-መል (ጅን) ሲገባ ለሴሉ አዳዲስ ፕሮቲን እንዲሰራ የኮዱ ቅደም ተከተል እንዲሰጠው ያደርጋል.

ሴሎች ጂኖቻቸውን ያደራጃሉ?

በእንስሳትና በእንስሳት ሴሎች ውስጥ ሁሉም ዲ ኤን ኤዎች ወደ ክሮሞሶም የሚገፉ በርከት ያሉ ረጅም ዘንግ ይደረድራሉ. ጂኖች በእርግጥ ረቂቅ የዲ ኤን ኤ ትንሽ ክሮሞዞም የሚመስሉ ትንሽ ክፍሎች ናቸው. አንድ ሴል ሲሰነጠቅ, ሁሉም ክሮሞሶምዎች እንደገና ይባዛሉ. ይህ ለሴል ማእከላዊ ማዕከሎች መመሪያ ነው, እና እያንዳንዱ ዘሩ ሕዋስ ቅጂ ያገኛል. ስለዚህም, ሴል አንድ ልዩ ፕሮቲን እንዲፈጥር የሚያስችለውን አዲስ ፕሮቲን ለማስተዋወቅ, በዲ ኤን ኤ ትንሽ ረጅም ዘመናዊ ክሮሞሶም እምብርት ውስጥ ማስገባት ያስፈልገዋል. አንድ ጊዜ ከተገጠመ በኋላ, ልክ እንደ ሌሎቹ ሁሉ ጂኖቹ እንደ ተባይ ሲሰራጭ ዲ ኤን ኤ ወደ ማናቸውም ሴሎች ሴሎች ይተላለፋል.

እንዲያውም, ከተወሰኑ ክሮሞሶም እና ጂኖች ውስጥ በተለየ ሴሎች ውስጥ አንዳንድ ዲ ኤን ኤዎች ሊታቀፉ ይችላሉ. እነዚህ ሞለኪውሎች በ chromosomal ዲ ኤን ኤ ውስጥ እንዳይዋሃዱ ይደረጋል. ይሁን እንጂ በዚህ አቀራረብ ምክንያት የሴል ክሮሞሶም ዲ ኤን ኤ ተለወጠ ብዙ ጊዜ ከተደጋጋሚ በኋላ በሁሉም ሴሎች ውስጥ አይቀመጥም. ለዘለቄታው እና ለዘር ወዘተ ጄኔቲካዊ ማሻሻያዎች, እንደ ሰብሎች ምህንድስና ጥቅም ላይ የሚውሉ ሂደቶች, የክሮሞሶም ለውጦች ጥቅም ላይ ይውላሉ.

አዲስ ጂን እንዴት ነው የተጣነው?

የጄኔቲክ ምህንድስና (ጄኔራል) ኢንጂነሪንግ (ኒው ኤን ኤንድ ኢንጂነሪንግ) በአዲሱ የዲ ኤን ኤ መነሻ መነሻ (በአብዛኛው ለጠቅላላው ጂን) በመገጣጠም የዝምኦክሶል ዲ.ኤን.ኤ (DNA) ውስጥ መጨመር ነው. ይህ ማለት ጽንሰ-ሐሳቡ ግልጽነት ባይመስልም በቴክኒካዊነት ግን ትንሽ ውስብስብ ይሆናል. ትክክለኛውን የዲኤንኤ ቅደም ተከተል በትክክለኛው ይዘት ወደ ክሮሞዞም በትክክለኛ ይዘት በመምጣቱ ህዋሳቱ እንዲገነዘቡ እና አዲስ ፕሮቲን ለመሥራት ይጠቀሙበታል.

በአብዛኛዎቹ ጀኔቲክ የምህንድስና ሂደቶች ላይ የተለመዱ አራት ቁልፍ ነገሮች አሉ-

1. በመጀመሪያ, ጂን ያስፈልግዎታል. ይህ ማለት የዲኤንኤ የዲኤን ሞለኪዩሉን በተለዩ ቅደም ተከተሎች አማካኝነት ያስፈልገዎታል ማለት ነው. በተለምዶ እነዚህ ቅደም ተከተሎች የተገኘነው ከተወሰኑ የሞጋተኝነት ቴክኒኮችን በመጠቀም ነው. በአሁኑ ጊዜ, የዲ ኤን ኤን ከኦርካንነት ከማውጣት ይልቅ ሳይንቲስቶች በአብዛኛው ከመሠረታዊ A, T, C, G ኬሚካሎች ይጠቀማሉ. አንድ ጊዜ ከተገኘው በኋላ ቅደም ተከተል ወደ ትናንሽ ክሮሞዞም (ፕሲሲዲየም) ትንሽ የባክቴሪያ ዲ ኤን ኤ ውስጥ ሊገባ ይችላል, እና ባክቴሪያዎች በፍጥነት እንዲባዙ ስለሚያስፈልግ, እንደአስፈላጊነቱ የጂን ያህል ሊሠራ ይችላል.
2. አንዴ ጂን ካገኙ በኋላ, በዲኤንኤይድ ክር እና በዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተላዊ ቅደም ተከተሎች አማካኝነት በዙሪያው የተከለው እና ሴቲቱን እንዲለዩ እና እንዲገልፁ ያስችልዎታል. በርእሱ, ይህ ማለት አንድ ሴትን የሚያስተዋውቅ ፕሮጄን የሚያመለክት ትንሽ የዲኤንኤ ቅደም ተከተል ያስፈልግዎታል.
3. ለማስገባት ከሚገባው ዋነኛ ጂን በተጨማሪ ጠቋሚ ወይም ምርጫን ለማቅረብ ሁለተኛውን ጂን ያስፈልጋል. ይህ ሁለተኛው ዘረ-መል (ጅንስ) ዋናው ነገር ጂን የያዙ ሴሎችን መለየት ነው.
4. በመጨረሻም አዲሱን የዲ ኤን ኤ (ማለትም, ማስተዋወቂያ, አዲስ ዘረ-መል (ጅን), እና የምርጫ ምልክት ማድረጊያ) ወደ ሟች ክፍሎች ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ነው. ይህን ለማድረግ ብዙ መንገዶች አሉ. ለዕፅዋቶች, የእኔ ተወዳጅ የዲኤንኤን-ቀለ-ድንግስተን ወይም የወርቅ ብናቶች ወደ ሴሎች ለመቁረጫ የተሻሻለ 22 ጠመንጃን ይጠቀማል.

በእንስሳት ሴሎች አማካኝነት ዲ ኤን ኤው የሚያስተካክለው ወይም ውስብስብ የሆኑ በርካታ የኬፕተር ተውኔቶች አሉ እና በሴል ሴሎች ውስጥ እንዲያልፍ ያስችላሉ. ይህ ዲ ኤን ኤ ከተሻሻለው የቫይረስ ዲ ኤን ኤ ጋር የተገናኘ ሲሆን ይህም በጂን ውስጥ የጂን (gene vector) ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. የተሻሻለው የቫይራል ዲ ኤን ኤ ከተለመደው የቫይራል ፕሮቲኖች ጋር ሊዋቀር ይችላል, ይህም ሴሎችን ሊተላለፍ እና ጂን የሚያመጣውን ዲ ኤን ኤ ውስጥ ማስገባት, ነገር ግን አዳዲስ ቫይረሶችን ለማባዛት አይሰራም.

ለበርካታ ዲክተስ ተክሎች (ጂን) ተመጣጣኝ በሆነ የቲ-ኤንኤ (T-DNA) ኦፕሬተሪቲየም tumefaciens ባክቴሪያ ውስጥ በተቀየረው ተለዋዋጭ ነው. ሌሎች ጥቂት መንገዶችም አሉ. ይሁን እንጂ በአብዛኛው, ጥቂት ቁጥር ያላቸው ሴሎች ብቻ የጄኔጅ ሴሎችን የምርጫውን ሂደት ወሳኝ ክፍል ይመርጣሉ. ለዚህ ነው የምርጥ ወይም ማርከር ጄኔቲም ብዙ ጊዜ አስፈላጊ ነው.

ግን, ዘረ-መል ምሕንድሴ ድኩስ ወይም ቲማቲን እንዴት ይንከባከባሉ?

አንድ GMO በሚሊዮኖች ከሚቆጠሩ ሴሎች ጋር የተያያዘ አካል ነው, እና ከላይ የተጠቀሰው ስልት ነጠላ ሕዋሶችን እንዴት በዘር መልበስ እንደሚቻል በትክክል ይገልጻል. ይሁን እንጂ አንድ ሙሉ አካልን ለማምረት የሚያስፈልገው ሂደት በእንስት ጀነቲካዊ ሴሎች (በዘር እንክብልና በእንስሳት ሴሎች) እነዚህን የጄኔቲክ የምህንድስና ዘዴዎችን መጠቀም ነው. አንዴ ቁልፍ ዘረ-መል (gene) ከተገባ በኋላ ቀሪው ሂደቱ በመሠረቱ በአካሎቻቸው ውስጥ ባሉ ሴሎች ውስጥ አዲሱን ጂን የያዘውን እፅዋትን ወይም እንስሳትን ለማርባት የጂን ማዳቀል ዘዴዎችን ይጠቀማል. የጄኔቲክ ኢንጂነሪንግ ለህፃዎች (ሴሎች) በትክክል ይሰራል. ባዮሎጂ ቀሪው ያደርገዋል.