Apa GMOs lan Carane Padha Made?

Dasar-dasar Modifikasi Genetik

Apa GMO?

GMO cendhak kanggo "organisme sing diowahi sacara genetis." Modifikasi genetik wis watara dekade lan cara sing paling efektif lan cepet kanggo nggawe tetanduran utawa kewan kanthi ciri utawa karakteristik tartamtu. Iki nyebabake owah-owahan sing spesifik kanggo urutan DNA. Amarga DNA dhasaré ngemot cithak biru kanggo kabèh organisme, owah-owahan DNA kanggo ngganti fungsi organisme.

Ora ana cara liya kanggo nindakake iki kajaba kanthi nggunakake teknik sing dikembangake sajrone suwene 40 taun kanggo langsung ngolah DNA kasebut.

Apa sampeyan ngowahi organisme kanthi genetis? Bener, iki pitakonan sing cukup umum. Organisme bisa dadi tetanduran, kewan, jamur, utawa bakteri lan kabeh iki bisa, lan wis direkayasa sacara genetik nganti meh 40 taun. Organisme sing dirancang sacara genetis minangka bakteri ing awal taun 1970an . Wiwit kuwi, bakteri sing diowahi kanthi genetis wis dadi jaran ratusan ewu laboratorium sing ngowahi modifikasi genetik ing tetanduran lan kéwan. Sebagian besar panyimpenan lan modifikasi gen sing dirancang lan disusun nggunakake bakteri, utamane sawetara variasi E. coli , banjur ditransfer menyang organisme target.

Pendekatan umum kanggo ngowahi sacara genetis tetanduran, kewan, utawa mikrob padha mirip banget. Nanging, ana sawetara beda ing tèknik tartamtu amarga beda-beda ing antarane tetanduran lan kéwan.

Contone, sel tanduran duwe dinding sel lan sel kewan ora.

Alesan kanggo Modifikasi Genetik Tambang lan Hewan

Kewan-kewan umum sing digawe kanggo tujuan riset, asring minangka sistem biologi model sing digunakake kanggo pembangunan obat. Ana sawetara kewan gm sing dikembangake kanggo tujuan komersil liyane, kayata iwak neon minangka pets, lan nyamuk GM kanggo mbantu nyuda nyamuk mawa penyakit.

Nanging, aplikasi iki relatif terbatas ing njaban riset biologi dhasar. Supaya adoh, ora ana sato GM sing disetujoni minangka sumber pangan. Ora let suwe, sing bisa diganti karo AquaAdvantage Salmon sing nggawe cara liwat proses persetujuan.

Nanging kanthi tanduran, kahanan beda-beda. Nalika akèh tetanduran sing diowahi kanggo riset, tujuan paling modhifikasi genetika potong yaiku kanggo nggawe galur tanduran sing bisa diduweni sacara komersial utawa sosial. Contone, panenan bisa ditambahake yen tetanduran direkayasa kanthi ningkatake hama tumrap panyebab penyakit kaya Papaya Pelangi, utawa kemampuan kanggo tuwuh ing wilayah sing ora nyaman, sing luwih kerep banget. Woh sing luwih cepet, kayata Endless Summer Tomat, nyedhiyakake luwih akeh wektu kanggo wektu rak sawise harvest kanggo nggunakake. Uga, sipat sing ningkatake nilai nutrisi, kayata Golden Rice sing dirancang kanggo dadi sugih ing vitamin A, utawa sarana woh, kayata non-Browning Arctic Apples uga wis digawe.

Ateges, sifat apa wae sing bisa diwujudake karo tambahan utawa inhibisi gen spesifik, bisa diweruhi. Ciri-ciri sing mbutuhake macem-macem gen bisa uga dikelola, nanging iki mbutuhake proses sing luwih rumit sing durung entuk manfaat karo komersial.

Apa Gene?

Sadurunge njlentrehke manawa gene-gene anyar diselehake ing organisme, penting kanggo ngerti apa gene. Minangka akeh sing uga ngerti, gen digawe saka DNA, sing sebagéan dumadi saka papat dhasar sing diarani mung A, T, C, G. Urutan garis sing bedhil kasebut ing dhasar mudhun sebaran DNA saka gene bisa dianggep minangka kode kanggo protein tartamtu, kaya huruf ing baris kode teks kanggo ukara.

Protein yaiku molekul-molekul biologis gedhe sing digawe saka asam-asam amino sing disambung bebarengan ing pirang-pirang kombinasi. Nalika kombinasi asam amino tengen digandhengake, rantai asam amino nyelipake bebarengan dadi protein kanthi wangun tartamtu lan karakteristik kimia sing bener bebarengan kanggo ngaktifake fungsi utawa reaksi tartamtu. Protein sing dumadi saka protèin. Sawetara protein yaiku enzim sing ngkatalake reaksi kimia; Liyane bahan transportasi menyang sel lan sawetara tumindak minangka switch ngaktifake utawa ngilangake protèin liya utawa cascades protein.

Dadi, nalika gene anyar dienalake, sel menehi urutan kode supaya bisa nggawe protein anyar.

Carane Apa Sel Ngatur Genes?

Ing tetanduran lan sel-sel kéwan, meh kabeh DNA diurutaké ing sapérangan sithik dawa sing digulung dadi kromosom. Gen sing sejatine mung bagean cilik saka urutan panjang DNA sing nggawe kromosom. Saben sel ngringkes, kabeh kromosom direpake dhisik. Iki minangka set instruksi tengah kanggo sel, lan saben sel progeny nemu salinan. Dadi, kanggo nepungake gen anyar sing ngidinake sel kanggo nggawe protein anyar sing menehi sipat tartamtu, siji mung kudu nyisipake bit DNA menyang salah siji helai kromosom sing dawa. Sawise dilebokake, DNA bakal dilalekake menyang sel putri nalika lagi ngubengake sel kaya kabeh gen liyane.

Ing kasunyatan, jinis-jinis DNA tartamtu bisa dikelola ing sel sing kapisah saka kromosom lan gen bisa diweruhi nggunakake struktur kasebut supaya ora nggabungake menyang DNA kromosom. Nanging, kanthi pendekatan iki, wiwit DNA kromosomal sel kasebut diowahi biasane ora dikelola ing kabeh sel sawise sawetara replikasi. Kanggo modifikasi genetika sing permanen lan bisa ditindakake, kayata pangolahan sing digunakake kanggo rekayasa potong, modifikasi kromosom digunakake.

Carane Gene Anyar Dipasang?

Rekayasa genetika mung nuduhake kanggo nyisipaké urutan basa DNA anyar (biasane cocog karo gene kabèh) menyang DNA kromosom saka organisme. Iki bisa ditrapake sacara sampurna, nanging sacara teknis, bisa luwih rumit. Ana akeh detail teknis sing entuk urutan DNA sing tengen karo sinyal sing bener menyang kromosom ing konteks tengen sing mbisakake sel kanggo ngenali gene kasebut lan digunakake kanggo nggawe protein anyar.

Ana papat unsur kunci sing umum kanggo kabeh prosedur rékayasa genetika:

1. Pisanan, sampeyan butuh gene. Iki tegese sampeyan butuh molekul DNA fisik kanthi urutan basa sing spesifik. Cara tradisional, urutan kasebut ditemokake langsung saka organisme kanthi nggunakake teknik tèknik apa wae. Saiki, tinimbang ngekstrak DNA saka organisme, para ilmuwan biasane mung nyintesis saka dhasar A, T, C, G kimia. Sawise dijupuk, urutan kasebut bisa diselipake dadi bagéyan DNA bakterial sing kaya kromosom cilik (plasmid) lan, amarga bakteri niru kanthi cepet, kaya gèn sing diperlokaké.
2. Sawise sampeyan duwe gene, sampeyan kudu nyelehake ing sajroning DNA sing diubengi karo jejer DNA sing ana ing tengen kanggo ngidinake sel kanggo ngenali lan ngumumake. Prinsip, iki tegese sampeyan mbutuhake urutan DNA cilik sing disebut promoter sing ndandani sel kanggo ngandhani gene.
3. Saliyane gene utama sing bakal dilebokake, asring gen kapindho dibutuhake kanggo menehi marker utawa pilihan. Gen sing kapindho iki minangka alat kanggo ngenali sel sing ngandung gene.
4. Pungkasan, perlu kanggo menehi metode kanggo ngirim DNA anyar (yaiku promotor, gene anyar, lan marker pilihan) menyang sel organisme. Ana sawetara cara kanggo nindakake iki. Kanggo tetanduran, favoritku yaiku pendekatan geni gun sing nggunakake modifikasi 22 bedhil kanggo njupuk partikel tungsten utawa partikel emas menyang sel.

Kanthi sel hewan, ana sawetara reagen transfeksi sing jas utawa komplek DNA lan bisa ngliwati sel membran. Sampeyan uga umum kanggo DNA sing bakal disambung bebarengan karo DNA virus sing wis diowahi, sing bisa digunakake minangka vektor gene kanggo ngasilake gen ing sel kasebut. DNA virus sing diowahi bisa dienkapsulasi karo protèin virus normal kanggo ngasilaké pseudovirus sing bisa nginfèksi sel lan nglebokaké DNA mawa gen, nanging ora niru virus anyar.

Kanggo akeh tetanduran dicot, gene bisa diselehake ing varian sing dimodifikasi saka operator T-DNA saka bakteri Agrobacterium tumefaciens. Ana sawetara pendekatan liyane uga. Nanging, sing paling akèh, mung sel cilik sing njupuk sel sing nggawe sel sing direkayasa dadi bagéan kritis saka proses iki. Mulane gene pilihan utawa panandha biasane perlu.

Nanging, carane Sampeyan nggawe Mouse Engine utawa Tomat sacara Genetically Engineered?

A GMO minangka organisme kanthi jutaan sel lan teknik kasebut ing ndhuwur mung nggambarake carane nggawe insinyur gen sing tunggal. Nanging, prosès kanggo ngasilaké organisme kabèh kanthi dasaré migunakaké teknik-teknik rekayasa genetik kasebut ing sel kuman (yaiku sperma lan sel endhog). Sawise gene kunci disisipake, proses liyane ing dasare nggunakake teknik breeding genetika kanggo ngasilake tetanduran utawa kéwan sing ngandhut gen anyar ing kabeh sel ing awak. Teknik genetika pancen mung rampung kanggo sel. Biologi ora liyane.