Bioteknik är ett livsvetenskapsområde som använder levande organismer och biologiska system för att skapa modifierade eller nya organismer eller användbara produkter. En viktig komponent i bioteknik är genteknik Det populära begreppet bioteknik är ett av experiment som sker i laboratorier och banbrytande industriella framsteg, men bioteknik är mycket mer integrerad i de flesta människors vardag lever än det verkar. Vaccinerna du får, sojasås, ost och bröd du köper i mataffären, plasten i din dagliga miljö, dina rynkebeständiga bomullskläder, saneringen efter nyheter om olja spill och mer är alla exempel på bioteknik. De "anställer" alla levande mikrober för att skapa en produkt. Till och med ett blodprov av Lyme-sjukdom, en kemoterapibehandling av bröstcancer eller en insulininjektion kan vara resultatet av bioteknik. TL; DR (För länge; läste inte) Bioteknologi förlitar sig på området genteknik, som modifierar DNA för att förändra funktionen eller andra egenskaper hos levande organismer. Tidiga exempel på detta är selektiva avel av växter och djur för tusentals år sedan. Idag redigerar eller överför forskare DNA från en art till en annan. Bioteknologi utnyttjar dessa processer för en mängd olika industrier, inklusive medicin, livsmedel och jordbruk, tillverkning och biobränslen. Bioteknologi skulle inte vara möjligt utan genteknik. I moderna termer manipulerar den här processen cellernas genetisk information med hjälp av laboratorietekniker för att förändra egenskaper hos levande organismer. Forskare kan använda genteknik för att ändra hur en organisme ser ut, uppför sig, fungerar eller interagerar med specifika material eller stimuli i sin miljö. Genteknik är möjlig i alla levande celler; detta inkluderar mikroorganismer som bakterier och enskilda celler i flercelliga organismer, såsom växter och djur. Till och med det mänskliga genomet kan redigeras med hjälp av dessa tekniker. Ibland förändrar forskare genetisk information i en cell genom att direkt förändra dess gener. I andra fall implanteras bitar av DNA från en organisme i cellerna i en annan organisme. De nya hybridcellerna kallas transgen Genetik kan verka som en ultramodern teknisk framsteg, men den har använts i decennier , i många fält. Faktum är att modern genteknik har sina rötter i forntida mänskliga metoder som först definierades av Charles Darwin som konstgjord selektion. Konstgjord selektion, som också kallas selektiv avel Även om konstgjord urval inte kräver mikroskopi eller annan avancerad laboratorieutrustning, är det är en effektiv form för genteknik. Även om det började som en gammal teknik använder människor det fortfarande idag. Vanliga exempel inkluderar: Det första kända exemplet på människor som arbetar med det konstgjorda val av en organism är ökningen av Canis lupus familiaris Forskare tror att det är mest troligt att människor bara tillät de fogliga vargarna som inte var ett hot att leva. På detta sätt började förgreningen av hundar från vargar med självval, eftersom individerna med den egenskapen som tillät dem att tolerera människors närvaro blev de husdda följeslagare till jägare-samlarna. Så småningom, människor började medvetet tämja och sedan avla generationer av hundar för önskade egenskaper, särskilt foglighet. Hundar blev lojala och skyddande följeslagare för människor. Under tusentals år avlade människor dem selektivt för specifika egenskaper som pälslängd och färg, ögonstorlek och noslängd, kroppsstorlek, disposition och mer. De vilda vargarna i Östasien för 32 000 år sedan som delade sig för 32 000 år sedan till hundar utgörs nästan 350 olika hundraser. De tidiga hundarna är närmast genetiskt besläktade med de moderna hundarna som kallas kinesiska infödda hundar. Konstgjord urval manifesteras också på andra sätt i forntida mänskliga kulturer. När människor rörde sig mot jordbrukssamhällen, använde de konstgjord urval med ett ökande antal växter och djurarter. De tämjade djur genom att föda upp dem generation efter generation, endast parade avkomman som visade önskade egenskaper. Dessa egenskaper berodde på djurets syfte. Till exempel används moderna tamhästar ofta i många kulturer som transport och som förpackningsdjur, en del av en grupp djur som vanligtvis kallas besättningsdjur. Därför kan drag som hästförädlare kan har letat efter är foglighet och styrka, liksom robusthet i kyla eller värme, och en förmåga att föda upp i fångenskap. Forntida samhällen använde genteknik på andra sätt än konstgjord urval. För 6 000 år sedan använde egyptierna jäst för att sura bröd och jästjäst för att tillverka vin och öl. Modern genteknik sker i ett laboratorium istället för genom selektiv avel, eftersom gener kopieras och flyttas från en bit DNA till en annan, eller från en organisms cell till en annan organisms DNA. Detta förlitar sig på en ring av DNA som kallas en plasmid Plasmider finns i bakterie- och jästceller och är separerade från kromosomer. Även om båda innehåller DNA är plasmider vanligtvis inte nödvändiga för att cellen ska överleva. Medan bakteriekromosomer innehåller tusentals gener, innehåller plasmider bara lika många gener som du skulle räkna på en hand. Detta gör dem mycket enklare att manipulera och analysera. Upptäckten på 1960-talet av restriktionsendonukleaser, även känd som restriktionsenzymer, ledde till ett genombrott i genredigeringen. . Dessa enzymer skär DNA på specifika platser i kedjan av baspar Baspar är de bundna nukleotiderna som bildar DNA-strängen. Beroende på bakteriens art kommer restriktionsenzym att specialiseras för att känna igen och skära olika sekvenser av baspar. Relaterat innehåll: Definitionen av molekylärbiologi Forskare upptäckte att de kunde använda restriktionsenzymerna för att skära ut bitar av plasmidringarna. De kunde sedan införa DNA från en annan källa. Ett annat enzym som heter DNA-ligas och fäster det främmande DNA: t till den ursprungliga plasmiden i det tomma gapet som lämnats av den saknade DNA-sekvensen. Slutresultatet av denna process är en plasmid med ett främmande gensegment, som kallas en vektor Om DNA-källan var en annan art, kallas den nya plasmiden rekombinant DNA-eller en chimera Om målet är att införa det nya DNA i cellen i en organisme som inte är bakterier, olika tekniker krävs. En av dessa är en genpistol, som spränger mycket små partiklar av tungmetallelement belagda med det rekombinanta DNA på växt- eller djurvävnad. Två andra tekniker kräver utnyttjande av infektiös kraft sjukdomsprocesser. En bakteriestam som heter Agrobacterium tumefaciens och infekterar växter och får tumörer att växa i växten. Forskare tar bort de sjukdomsframkallande generna från plasmiden som är ansvarig för tumörerna, kallad Ti Relaterat innehåll: Cellbiologi: En översikt över prokaryota och eukaryota celler Virus invaderar ofta andra celler, från bakterier till mänskliga celler, och sätter in sitt eget DNA. En viral vektor Den första instansen av modern genetisk modifiering var 1973 , när Herbert Boyer och Stanley Cohen överförde en gen från en bakteriestam till en annan. Genen kodade för antibiotikaresistens. Året efter skapade forskare den första instansen av ett genetiskt modifierat djur, när Rudolf Jaenisch och Beatrice Mintz framgångsrikt satte in främmande DNA i musembryon. Forskare började tillämpa genteknik på ett brett fält av organismer för ett växande antal nya tekniker. Till exempel utvecklade de växter med herbicidbeständighet så att bönderna kunde spruta för ogräs utan att skada deras grödor. De modifierade också livsmedel, särskilt grönsaker och frukter, så att de skulle växa mycket större och hålla längre än deras omodifierade kusiner. Genetik är grunden för bioteknik, eftersom bioteknikindustrin, i allmän mening, är ett stort område som innebär att använda andra levande arter för människor. "behov. Dina förfäder från tusentals år sedan som selektivt avlade hundar eller vissa grödor använde bioteknik. Även dagens jordbrukare och hundavelare är, och det är alla bagerier eller vingårdar. Relaterat innehåll: Hur man kontaktar din representant om klimatförändringar Industriell bioteknik används för bränslekällor; " härstammar. Mikroorganismer konsumerar fetter och förvandlar dem till etanol, som är en förbrukningsbar bränslekälla. Enzymer används för att producera kemikalier med mindre avfall och kostnad än traditionella metoder, eller för att rensa upp tillverkningsprocesser genom att bryta ned kemiska biprodukter . Från stamcellsbehandlingar till förbättrade blodprover till en mängd läkemedel har ansiktet av hälso-och sjukvård förändrats av bioteknik. Medicinska bioteknologiföretag använder mikrober för att skapa nya mediciner, till exempel monoklonala antikroppar En betydande medicinsk framsteg var utvecklingen av en process för att skapa syntetiskt insulin med hjälp av genteknik och mikrober. DNA för humant insulin sätts in i bakterier, som replikerar och odlar och producerar insulinet, tills insulinet kan samlas upp och rensas. 1991 använde Ingo Potrykus jordbruksbioteknisk forskning för att utveckla ett slags ris som är förstärkt med betakaroten, som kroppen konverterar till vitamin A, och som är idealiskt att odlas i asiatiska länder, där barndomsblindhet från A-vitaminbrist är ett särskilt problem. Misskommunikationen mellan vetenskapssamhället och allmänheten har lett till stora kontroverser om genetiskt modifierade organismer, eller GMO. Det fanns en sådan rädsla och skrik över en genetiskt modifierad livsmedelsprodukt som Golden Rice, som det kallas, att trots att växterna är redo för distribution till asiatiska jordbrukare 1999 har distributionen ännu inte skett.
.
Genetik för att förändra en organisme.
. Konstgjord urval var den tidigaste gentekniken.
, är en metod för att medvetet välja parpar för växter, djur eller andra organismer baserat på önskade egenskaper. Anledningen till detta är att skapa avkommor med dessa drag och att upprepa processen med framtida generationer för att gradvis stärka egenskaperna i befolkningen.
< li> Avelsdjur, såsom gnagare eller primater, med specifika önskade egenskaper som mottaglighet för sjukdomar för forskningsstudier.
Den första genetiskt konstruerade organismen -
, eller som den är mer känd, hunden. För ungefär 32 000 år sedan bodde människor i ett område i Östasien som nu är Kina, i jägare-samlargrupper. Vilda vargar följde de mänskliga grupperna och rensade på slaktkroppar som jägare lämnade efter sig.
Andra antika former av genteknik |
Modern genteknik |
.
.
.
. När plasmiden åter introducerats i bakteriecellen uttrycks de nya generna som om bakterien alltid hade haft den genetiska sammansättningen. När bakterien replikeras och multipliceras kommer genen också att kopieras.
Kombinera DNA från två arter |
, eller tumörframkallande plasmid. De ersätter dessa gener med oavsett gener de vill överföra till växten så att växten blir "infekterad" med det önskvärda DNA.
används av forskare för att överföra DNA till en växt- eller djurcell. De sjukdomsframkallande generna tas bort och ersätts med de önskade generna, som kan inkludera markörgen för att signalera att överföringen inträffade.
Modern History of Genetic Engineering
Förbindelsen mellan genteknik och bioteknik |
Industriell bioteknik och bränslen
Medicinska bioteknologiska och farmaceutiska företag
(dessa läkemedel används för att behandla olika tillstånd, inklusive cancer), antibiotika, vacciner och hormoner.
Bioteknologi och bakslag |
