GDO Nedir ve Nasıl Yapılır?

GDO, "genetik olarak değiştirilmiş organizma" nın kısaltmasıdır. Genetik modifikasyon onlarca yıldır var ve belirli bir özelliğe sahip bir bitki veya hayvan yaratmanın en etkili ve hızlı yoludur veya karakteristik. DNA sekansında kesin ve spesifik değişiklikler yapılmasını sağlar. DNA esas olarak tüm organizma için taslağı içerdiğinden, DNA'daki değişiklikler bir organizmanın ne olduğunu ve neler yapabileceğini değiştirir. DNA'yı manipüle etme teknikleri sadece son 40 yılda geliştirilmiştir.

Bir organizmayı genetik olarak nasıl değiştirirsiniz? Aslında bu oldukça geniş bir soru. Bir organizma bir bitki, hayvan, mantar veya bakteri olabilir ve bunların hepsi yaklaşık 40 yıldır genetik olarak tasarlanabilir ve üretilmiştir. Genetiği değiştirilmiş ilk organizmalar 1970'lerin başında bakteri. O zamandan beri, genetik olarak modifiye edilmiş bakteriler, hem bitkilerde hem de hayvanlarda genetik modifikasyonlar yapan yüz binlerce laboratuvarın başı haline geldi. Temel gen karıştırma ve modifikasyonlarının çoğu bakteriler kullanılarak tasarlanır ve hazırlanır.

Genetik olarak bitki, hayvan veya mikropları değiştirmek için genel yaklaşım kavramsal olarak oldukça benzerdir. Bununla birlikte, bitki ve hayvan hücreleri arasındaki genel farklılıklar nedeniyle spesifik tekniklerde bazı farklılıklar vardır. Örneğin, bitki hücreleri hücre duvarları ve hayvan hücreleri yoktur.

Genetiği değiştirilmiş hayvanlar öncelikle araştırma amaçlıdır, model biyolojik sistemler ilaç geliştirme için. Diğer ticari amaçlar için geliştirilmiş bazı genetik olarak değiştirilmiş hayvanlar olmuştur. floresan balık evcil hayvan olarak ve hastalık taşıyan sivrisineklerin kontrolüne yardımcı olmak için genetik olarak değiştirilmiş sivrisinekler. Bununla birlikte, bunlar temel biyolojik araştırmalar dışında nispeten sınırlı bir uygulamadır. Şimdiye kadar, genetik olarak değiştirilmiş hiçbir hayvan gıda kaynağı olarak onaylanmamıştır. Ancak yakında, onay sürecinden geçen AquaAdvantage Somonu ile bu durum değişebilir.

Bununla birlikte, bitkilerde durum farklıdır. Birçok bitki araştırma için modifiye edilmiş olsa da, çoğu ürün genetik modifikasyonunun amacı, ticari veya sosyal olarak faydalı bir bitki suşu yapmaktır. Örneğin, bitkiler gibi hastalıklara neden olan bir zararlıya karşı geliştirilmiş direnç ile üretilirse verimler arttırılabilir. Gökkuşağı Papayaveya soğuk, belki de daha soğuk bir bölgede büyüme yeteneği. Uzun süre olgun kalan meyveler, örneğin Sonsuz Yaz Domates, hasattan sonra kullanım için raf süresi için daha fazla zaman sağlar. Ayrıca, besin değerini artıran özellikler, örneğin Altın Pirinç A vitamini açısından zengin veya kahverengileşme gibi meyvenin faydası için tasarlanmıştır Arktik Elmalar Ayrıca yapılmıştır.

Esasen, spesifik bir genin eklenmesi veya inhibisyonu ile ortaya çıkabilen herhangi bir özellik eklenebilir. Birden fazla gen gerektiren özellikler de yönetilebilir, ancak bu, ticari ürünlerle henüz elde edilmemiş daha karmaşık bir süreç gerektirir.

Yeni genlerin organizmalara nasıl yerleştirildiğini açıklamadan önce, bir genin ne olduğunu anlamak önemlidir. Pek çok kişinin bildiği gibi, genler kısmen basitçe not edilen dört bazdan oluşan DNA'dan yapılmıştır A, T, C, G. Bu bazların, bir genin DNA zincirinden aşağıya doğru doğrusal sıralaması, bir cümle için metin kodunun bir satırındaki harfler gibi, belirli bir proteinin kodu olarak düşünülebilir.

Proteinler, çeşitli kombinasyonlarda birbirine bağlanan amino asitlerden yapılmış büyük biyolojik moleküllerdir. Amino asitlerin doğru kombinasyonu birbirine bağlandığında, amino asit zinciri birlikte bir proteine ​​katlanır belirli bir işlevi yerine getirmek için belirli bir şekil ve doğru kimyasal özelliklerle birlikte veya reaksiyon. Canlılar büyük ölçüde proteinlerden oluşur. Bazı proteinler kimyasal reaksiyonları katalize eden enzimlerdir; diğerleri hücreleri hücrelere taşır ve bazıları diğer proteinleri veya protein kaskadlarını aktive eden veya deaktive eden anahtarlar olarak işlev görür. Böylece, yeni bir gen eklendiğinde, hücreye yeni bir protein yapmasını sağlamak için kod dizisini verir.

Bitkilerde ve hayvan hücrelerinde, DNA'nın neredeyse tamamı kromozomlara sarılmış birkaç uzun iplikte sıralanır. Genler aslında bir kromozom oluşturan uzun DNA dizisinin sadece küçük bölümleridir. Bir hücre her kopyalandığında, önce tüm kromozomlar çoğaltılır. Bu, hücrenin merkezi talimatlar kümesidir ve her döl hücresi bir kopya alır. Bu nedenle, hücrenin belirli bir özellik veren yeni bir protein üretmesini sağlayan yeni bir gen sunmak için, kişinin uzun kromozom ipliklerinden birine biraz DNA eklemesi gerekir. Yerleştirildikten sonra DNA, diğer tüm genler gibi hücre çoğaldığında herhangi bir yavru hücreye geçirilecektir.

Aslında, kesin DNA türleri Kromozomlardan ayrı hücrelerde muhafaza edilebilir ve bu yapılar kullanılarak genler sokulabilir, böylece kromozomal DNA'ya entegre olmazlar. Bununla birlikte, bu yaklaşımla, hücrenin kromozomal DNA'sı değiştiği için, birkaç replikasyondan sonra genellikle tüm hücrelerde tutulmaz. Mahsul mühendisliği için kullanılan işlemler gibi kalıcı ve kalıtsal genetik modifikasyonlar için kromozomal modifikasyonlar kullanılır.

Genetik mühendisliği, organizmanın kromozomal DNA'sına yeni bir DNA baz sekansının (genellikle bir bütün gene karşılık gelen) sokulmasını ifade eder. Bu kavramsal olarak basit görünebilir, ancak teknik olarak biraz daha karmaşık hale gelir. Doğru DNA sekansını doğru sinyallerle elde etmek için birçok teknik detay vardır. doğru bağlamda kromozom, hücrelerin onu tanımasını ve yeni bir şey yapmak için kullanmasını sağlar protein.

Neredeyse tüm genetik mühendisliği prosedürlerinde ortak olan dört temel unsur vardır:

1. İlk olarak, bir gene ihtiyacınız var. Bu, belirli baz dizileri ile fiziksel DNA molekülüne ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Geleneksel olarak, bu diziler çeşitli zahmetli tekniklerin herhangi biri kullanılarak doğrudan bir organizmadan elde edilmiştir. Günümüzde, bilim adamları DNA'yı bir organizmadan çıkarmak yerine tipik olarak sadece temel A, T, C, G kimyasallarından sentezler. Elde edildikten sonra dizi, küçük bir kromozom (bir plazmid) gibi bir bakteriyel DNA parçasına sokulabilir ve bakteriler hızla çoğaldığından, gerektiği kadar gen yapılabilir.
2. Gen elde edildikten sonra, hücrenin onu tanımasını ve eksprese etmesini sağlamak için onu çevreleyen sağ DNA dizisi ile çevrili bir DNA dizisine yerleştirmeniz gerekir. Prensip olarak, bu, geni ifade etmek için hücreye sinyal gönderen promotör adı verilen küçük bir DNA dizisine ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
3. Eklenecek ana gene ek olarak, genellikle bir işaretleyici veya seçim sağlamak için ikinci bir gene ihtiyaç vardır. Bu ikinci gen, esasen geni içeren hücreleri tanımlamak için kullanılan bir araçtır.
4. Son olarak, yeni DNA'nın (yani promotör, yeni gen ve seçim markeri) organizmanın hücrelerine verilmesi için bir yönteme sahip olmak gerekir. Bunu yapmanın çeşitli yolları var. Bitkiler için benim favorim gen tabancası DNA kaplı tungsten veya altın parçacıklarını hücrelere çekmek için modifiye edilmiş 22 tüfek kullanan bir yaklaşım.

Hayvan hücrelerinde, transfeksiyon reaktifleri DNA'yı kaplayan veya kompleks yapan ve hücre zarlarından geçmesini sağlayan DNA'nın birlikte eklenmesi de yaygındır. modifiye viral DNA bunun, geni hücrelere taşımak için bir gen vektörü olarak kullanılabileceğini. Modifiye edilmiş viral DNA, hücreleri enfekte edebilen ve geni taşıyan DNA'yı sokabilen, ancak yeni virüs oluşturmak için çoğaltılamayan bir psödovirüs yapmak için normal viral proteinlerle kapsüllenebilir.

Birçok dikot bitkisi için, gen Agrobacterium tumefaciens bakterilerinin T-DNA taşıyıcısının modifiye edilmiş bir varyantına yerleştirilebilir. Birkaç yaklaşım daha var. Bununla birlikte, çoğu ile, sadece az sayıda hücre, tasarlanan hücrelerin seçimini bu sürecin kritik bir parçası haline getiren geni alır. Bu nedenle tipik olarak bir seçim veya işaretleyici gen gereklidir.

GDO, milyonlarca hücreye sahip bir organizmadır ve yukarıdaki teknik sadece tek hücrelerin genetik olarak nasıl mühendisleneceğini gerçekten açıklar. Bununla birlikte, bütün bir organizmayı üretme süreci esasen bu genetik mühendisliği tekniklerinin mikrop hücreleri (yani sperm ve yumurta hücreleri) üzerinde kullanılmasını içerir. Anahtar gen yerleştirildikten sonra, işlemin geri kalanı temel olarak genetik genleşme tekniklerini kullanarak vücutlarındaki tüm hücrelerde yeni geni içeren bitkileri veya hayvanları üretir. Genetik mühendisliği gerçekten sadece hücrelere yapılır. Biyoloji gerisini halleder.