Inligting

9: Oorsig Biotegnologie en Genetiese Ingenieurswese - Biologie

9: Oorsig Biotegnologie en Genetiese Ingenieurswese - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

9: Oorsig Biotegnologie en Genetiese Ingenieurswese

Biotegnologie

Ons redakteurs sal nagaan wat jy ingedien het en bepaal of die artikel hersien moet word.

Biotegnologie, die gebruik van biologie om probleme op te los en nuttige produkte te maak. Die mees prominente area van biotegnologie is die produksie van terapeutiese proteïene en ander middels deur genetiese ingenieurswese.

Wat is biotegnologie?

Biotegnologie is die gebruik van biologie om probleme op te los en nuttige produkte te maak. Die mees prominente benadering wat gebruik word, is genetiese ingenieurswese, wat wetenskaplikes in staat stel om 'n organisme se DNA na goeddunke aan te pas.

Hoekom is biotegnologie belangrik?

Biotegnologie is veral belangrik op die gebied van medisyne, waar dit die produksie van terapeutiese proteïene en ander middels vergemaklik. Sintetiese insulien en sintetiese groeihormoon en diagnostiese toetse om verskeie siektes op te spoor is net 'n paar voorbeelde van hoe biotegnologie medisyne beïnvloed. Biotegnologie het ook bewys dat dit nuttig is in die verfyning van industriële prosesse, in omgewingsopruiming en in landbouproduksie.

Wanneer het moderne biotegnologie ontstaan?

Die eerste molekulêre en sellulêre gereedskap van moderne biotegnologie het in die 1960's en '70's ​​ontstaan. 'n Jong "biotegnologie"-industrie het in die middel tot laat 1970's begin saamsmelt. Moderne biotegnologie staan ​​in kontras met ouer vorme van "biotegnologie", wat duisende jare gelede ontstaan ​​het, toe mense plante en diere begin mak het. Mense het ook lank reeds die biologiese prosesse van mikroörganismes gebruik om brood, alkoholiese drankies en kaas te maak.

Mense span al vir sowat 10 000 jaar biologiese prosesse in om hul lewenskwaliteit te verbeter, begin met die eerste landbougemeenskappe. Ongeveer 6 000 jaar gelede het mense begin om die biologiese prosesse van mikroörganismes te ontgin om brood, alkoholiese drankies en kaas te maak en suiwelprodukte te bewaar. Maar sulke prosesse is nie wat vandag bedoel word nie biotegnologie, 'n term wat die eerste keer wyd toegepas is op die molekulêre en sellulêre tegnologieë wat in die 1960's en '70's ​​begin ontstaan ​​het. 'n Jong "biotegnologie"-industrie het in die middel tot laat 1970's begin saamsmelt, gelei deur Genentech, 'n farmaseutiese maatskappy wat in 1976 deur Robert A. Swanson en Herbert W. Boyer gestig is om die rekombinante DNA-tegnologie te kommersialiseer wat deur Boyer, Paul Berg, baanbrekerswerk gemaak is. en Stanley N. Cohen. Vroeë maatskappye soos Genentech, Amgen, Biogen, Cetus en Genex het begin deur geneties gemanipuleerde stowwe te vervaardig, hoofsaaklik vir mediese en omgewingsgebruike.

Vir meer as 'n dekade is die biotegnologie-industrie oorheers deur rekombinante DNA-tegnologie, of genetiese ingenieurswese. Hierdie tegniek bestaan ​​uit die splitsing van die geen vir 'n nuttige proteïen (dikwels 'n menslike proteïen) in produksieselle—soos gis, bakterieë of soogdierselle in kultuur—wat dan die proteïen in volume begin produseer. In die proses om 'n geen in 'n produksiesel in te voeg, word 'n nuwe organisme geskep. Aanvanklik was biotegnologiebeleggers en navorsers onseker oor of die howe hulle tog sou toelaat om patente op organismes te verkry, patente is nie toegelaat op nuwe organismes wat toevallig in die natuur ontdek en geïdentifiseer is nie. Maar in 1980 het die Amerikaanse Hooggeregshof, in die geval van Diamant v. Chakrabarty, het die saak opgelos deur te beslis dat "'n lewende mensgemaakte mikro-organisme patenteerbare onderwerp is." Hierdie besluit het 'n golf van nuwe biotegnologie-firmas en die bababedryf se eerste beleggingsoplewing tot gevolg gehad. In 1982 het rekombinante insulien die eerste produk geword wat deur genetiese ingenieurswese gemaak is om goedkeuring van die Amerikaanse voedsel- en dwelmadministrasie (FDA) te verkry. Sedertdien is dosyne geneties gemanipuleerde proteïenmedikasie oor die hele wêreld gekommersialiseer, insluitend rekombinante weergawes van groeihormoon, stollingsfaktore, proteïene om die produksie van rooi en witbloedselle te stimuleer, interferone en klontoplosmiddels.

In die vroeë jare was die belangrikste prestasie van biotegnologie die vermoë om natuurlik voorkomende terapeutiese molekules in groter hoeveelhede te produseer as wat van konvensionele bronne soos plasma, diere-organe en menslike kadavers verkry kon word. Rekombinante proteïene is ook minder geneig om met patogene besmet te word of om allergiese reaksies uit te lok. Vandag poog biotegnologie-navorsers om die grondmolekulêre oorsake van siektes te ontdek en om presies op daardie vlak in te gryp. Soms beteken dit die vervaardiging van terapeutiese proteïene wat die liggaam se eie voorraad aanvul of wat genetiese tekortkominge vergoed, soos in die eerste generasie biotegnologie-medikasie. (Geenterapie—invoeging van gene wat kodeer vir ’n benodigde proteïen in ’n pasiënt se liggaam of selle—is ’n verwante benadering.) Maar die biotegnologiebedryf het ook sy navorsing uitgebrei na die ontwikkeling van tradisionele farmaseutiese middels en monoklonale teenliggaampies wat die vordering van ’n siekte stop. Sulke stappe word ontbloot deur noukeurige studie van gene (genomika), die proteïene wat hulle kodeer (proteomika), en die groter biologiese weë waarin hulle optree.

Benewens die gereedskap wat hierbo genoem is, behels biotegnologie ook die samesmelting van biologiese inligting met rekenaartegnologie (bioinformatika), die ondersoek van die gebruik van mikroskopiese toerusting wat die menslike liggaam kan binnedring (nanotegnologie), en moontlik die toepassing van tegnieke van stamselnavorsing en kloning om dooies te vervang. of gebrekkige selle en weefsels (regeneratiewe medisyne). Maatskappye en akademiese laboratoriums integreer hierdie uiteenlopende tegnologieë in 'n poging om afwaarts in molekules te analiseer en ook om opwaarts van molekulêre biologie na chemiese weë, weefsels en organe te sintetiseer.

Benewens dat dit in gesondheidsorg gebruik word, het biotegnologie nuttig getoon om industriële prosesse te verfyn deur die ontdekking en produksie van biologiese ensieme wat chemiese reaksies (katalisators) vir omgewingsopruiming veroorsaak, met ensieme wat kontaminante in onskadelike chemikalieë verteer en dan sterf nadat hulle die beskikbare “voedselvoorsiening” en in landbouproduksie deur genetiese ingenieurswese.

Landboutoepassings van biotegnologie was die mees omstrede. Sommige aktiviste en verbruikersgroepe het 'n beroep gedoen op 'n verbod op geneties gemodifiseerde organismes (GMO's) of vir etiketteringwette om verbruikers in te lig oor die groeiende teenwoordigheid van GMO's in die voedselvoorraad. In die Verenigde State het die bekendstelling van GMO's in die landbou in 1993 begin, toe die FDA beessomatotropien (BST) goedgekeur het, 'n groeihormoon wat melkproduksie by melkkoeie 'n hupstoot gee. Die volgende jaar het die FDA die eerste geneties gemodifiseerde hele voedsel goedgekeur, 'n tamatie wat ontwerp is vir 'n langer raklewe. Sedertdien is regulatoriese goedkeuring in die Verenigde State, Europa en elders verkry deur dosyne landbou-GMO's, insluitend gewasse wat hul eie plaagdoders produseer en gewasse wat die toediening van spesifieke onkruiddoders oorleef wat gebruik word om onkruid dood te maak. Studies deur die Verenigde Nasies, die Amerikaanse Nasionale Akademie van Wetenskappe, die Europese Unie, die Amerikaanse Mediese Vereniging, Amerikaanse regulatoriese agentskappe en ander organisasies het bevind dat GMO-voedsel veilig is, maar skeptici voer aan dat dit nog te vroeg is om te oordeel oor die lang -termyn gesondheid en ekologiese effekte van sulke gewasse. In die laat 20ste en vroeë 21ste eeue het die grondoppervlakte wat in geneties gemodifiseerde gewasse geplant is, dramaties toegeneem, van 1,7 miljoen hektaar (4,2 miljoen hektaar) in 1996 tot 160 miljoen hektaar (395 miljoen hektaar) teen 2011.

In die geheel het die inkomste van die Amerikaanse en Europese biotegnologie-industrieë rofweg verdubbel oor die vyfjaartydperk van 1996 tot 2000. Vinnige groei het voortgeduur tot in die 21ste eeu, aangevuur deur die bekendstelling van nuwe produkte, veral in gesondheidsorg.

Die redakteurs van Encyclopaedia Britannica Hierdie artikel is onlangs hersien en bygewerk deur Kara Rogers, senior redakteur.


Biotegnologie

Biotegnologie is die toepassing van biologie tot voordeel van die mensdom en die omgewing. Dit span lewende organismes in om voedsel en medisyne te verskaf, en vir take soos die skoonmaak van giftige afval of die opsporing van skadelike stowwe. Biotegnologie het wortels in voedsel en landbou en gebruik gis om bier en brood te maak, en melksuurbakterieë om kaas te maak. Moderne tegnologieë soos genetiese ingenieurswese maak biotegnologie 'n groot deel van Ierland se ekonomiese toekoms in biofarmaseutika, biomedisyne, landbou, die voedselindustrie en die omgewing.

Ons BSc Biotegnologie is 'n wetenskapsgerigte en nougementoreerde kursus met sterk loopbaangeleenthede en 'n internasionale uitkyk. Benewens kernkennis van moderne biologie, bied die BSc Biotegnologie-graad pasgemaakte opleiding in kommunikasie-, besigheids- en taalvaardighede. Studente voltooi individuele projekte in navorsingslaboratoriums op kampus in hul vierde jaar, en het die geleentheid om plasings in die industrie in Ierland, of navorsingslaboratoriums regoor Europa, te onderneem.


Leer oor genetiese ingenieurswese deur 'n paar vrae en antwoorde

Biotegnologie is die toepassing van biologiese kennis om nuwe tegnieke, materiale en verbindings vir farmaseutiese, mediese, landbou-, industriële en wetenskaplike gebruik te verkry, dit wil sê vir praktiese gebruik.

Die eerste velde van biotegnologie was landbou en die voedselindustrie. Deesdae gebruik baie ander praktiese velde die tegnieke daarvan.

Genetiese Ingenieurswese Definisie

Meer byt-grootte vrae soos hieronder

2. Wat is genetiese ingenieurswese?

Genetiese ingenieurswese is die gebruik van genetiese kennis om gene kunsmatig te manipuleer. Dit is een van die velde van biotegnologie.

3. Op die huidige vlak van vooruitgang van biotegnologie, wat is die hooftegnieke van genetiese ingenieurswese?

Die belangrikste genetiese ingenieurstegnieke wat vandag gebruik word, is: rekombinante DNA-tegnologie (ook genoem genetiese ingenieurswese), waarin stukke gene van 'n organisme in die genetiese materiaal van 'n ander organisme ingevoeg word om rekombinante organismes kernoorplantingstegnologie te produseer, algemeen bekend as "kloning" , waarin die kern van 'n sel ingeënt word in 'n ontkernde eiersel van dieselfde spesie om 'n genetiese kopie van die skenker (van die kern) individu te skep en DNA-amplifikasietegnologie, of PCR (polimerase kettingreaksie), wat dit moontlik maak om te produseer miljoene replikasies van die gekose fragmente van 'n DNA-molekule.

Rekombinante DNA-tegnologie word gebruik om transgeniese organismes te skep, soos mutante insulienproduserende bakterieë. Kernoorplantingstegnologie is in sy aanvanklike ontwikkeling, maar is byvoorbeeld die basis van die skepping van "Dolly" die skaap. PCR het talle praktiese gebruike, soos in mediese toetse om mikro-organismes op te spoor wat in bloed en weefsel voorkom, DNS-vingerafdrukke en die verkryging van DNS-monsters vir navorsing.

Kies 'n vraag om dit op FB of Twitter te deel

Kies net (of dubbelklik) op 'n vraag om te deel. Daag u Facebook- en Twitter -vriende uit.

Beperkingsensieme en Rekombinante਍NA Tegnologie

4. Wat is beperkingsensieme? Hoe neem hierdie ensieme deel aan rekombinante DNA-tegnologie?

Beperkingsensieme, of beperkingsendonukleases, is ensieme wat gespesialiseer is in die sny van DNS-fragmente, wat elk 'n effek op spesifieke plekke van die DNS-molekule het. Beperkingsensieme word in rekombinante DNS-tegnologie gebruik om met stukke DNS-molekules met presisie te verkry, wat later in ander DNS-molekules ingevoeg sal word wat deur dieselfde ensieme gesny word.

5. Wat is DNA-ligases? Hoe neem hierdie ensieme deel aan rekombinante DNA-tegnologie?

DNS-ligases is ensieme wat gespesialiseer is in die bind van die komplementêre DNS-kettings wat die DNS-dubbelheliks vorm. Hierdie ensieme word in rekombinante DNS-tegnologie gebruik om stukke DNS wat deur beperkingsensieme gesny is, in ander DNS-molekules in te voeg wat die effek van dieselfde endonukleases ondergaan.

6. Wat is plasmiede?

Plasmiede is sirkelvormige DNA-molekules wat in die genetiese materiaal van sommige bakterieë voorkom. Hulle kan die gene bevat wat verantwoordelik is vir bakteriese weerstand teen sommige antibiotika sowel as die gene vir die vervaardiging van proteïene wat virulensie (patogeniese vyandigheid) veroorsaak. 

7. Hoe word genetiese ingenieurswese gebruik om bakterieë te skep wat in staat is om menslike insulien te produseer?

In die produksie van menslike insulien deur bakterieë word die menslike insuliengeen in die genetiese materiaal van hierdie mikroörganismes opgeneem. Die mutante bakterieë vermeerder en vorm afstammelinge van insulienproduserende bakterieë.

Bakterieë bevat sirkelvormige stringe DNA wat plasmiede genoem word, wat mini-chromosome is wat as 'n bykomstigheid tot die primêre DNA optree. Om mutante bakterieë te skep wat in staat is om insulien te produseer, word 'n plasmied onderwerp aan die effek van beperkingsensieme (beperkingsendonukleases) wat gespesialiseer is in die sny van DNA-fragmente. Die eens sirkelvormige plasmied word deur die restriksie-ensiem oopgemaak. Dieselfde ensiem word gebruik om 'n menslike DNA-molekule wat die insuliengeen bevat, te sny. Die stukkie menslike DNS wat die insuliengeen bevat, word dan deur middel van DNS-ligases aan die plasmied aan sy punte gebind. Die rekombinante plasmied wat die menslike insuliengeen bevat, word dan in die bakterieë geplaas.

Nog 'n menslike hormoon wat reeds deur rekombinante bakterieë geproduseer word, is GH (somatotropien, of groeihormoon).

Die invoeging van DNA-molekules in die selle van 'n individu word ook gebruik in geenterapie, 'n belowende behandeling vir genetiese siektes. In geenterapie ontvang selle van 'n organisme wat 'n tekort aan die produksie van 'n gegewe proteïen het (deur middel van vektore, soos virus) stukkies DNS wat die proteïengeen bevat en begin dan om die proteïen te sintetiseer.

Genetiese kloning

8. Wat is kloning?

Kloning is die produksie van 'n organisme wat geneties identies is aan 'n ander deur middel van genetiese ingenieurswese.

Die basis van kloning is kernoorplantingstegnologie. 'n Kern uit 'n sel word onttrek, gewoonlik uit 'n embrioniese (ongedifferensieerde) sel en hierdie kern word in 'n voorheen ontkernde voortplantingsel (in die algemeen 'n eiersel) geplaas. Die eiersel word dan in die orgaan ingeplant waar die embrioniese ontwikkeling sal plaasvind. Indien embrioniese ontwikkeling plaasvind, sal die nuwe organisme 'n identiese genetiese inhoud hê as die organisme wie se selkern in die oorplanting gebruik is.

Polimerase kettingreaksie

9. Wat is PCR? Hoe werk PCR?

PCR, polimerase kettingreaksie, is 'n metode om baie kopieë van spesifieke streke van 'n DNA-molekule bekend as teikenstreke te sintetiseer. Die uitvinder daarvan, Kary Mullis, het in 1993 die Nobelprys vir Chemie gewen.

Eerstens word die DNS wat getoets moet word verhit om die dubbelheliks te laat breek en die polinukleotiedkettings bloot te stel. Dan word klein sintetiese volgordes van DNA bekend as primers en wat nukleotiedvolgordes bevat soortgelyk aan die volgordes van die ledemate van die streek wat bestudeer moet word (byvoorbeeld 'n gebied wat 'n bekende geen bevat eksklusief vir 'n gegewe organisme) bygevoeg. Die primers word gepaard met die oorspronklike DNA aan die punte van die geen wat geamplifiseer moet word. Ensieme bekend as polimerases, wat DNA-replikasie en nukleotiedvoorsiening kataliseer, word bygevoeg. Die primers word dan voltooi en die gekose streek word herhaal. In die teenwoordigheid van meer primers en meer nukleotiede word miljoene kopieë van daardie spesifieke streek gegenereer. (PCR is baie sensitief, selfs wanneer 'n minimale hoeveelheid DNA gebruik word).

DNA-vingerafdrukke

10. Watter molekulêre biologie-beginsel is die basis vir DNS-vingerafdrukke?

DNS-vingerafdrukke, die metode om individue met behulp van DNS te identifiseer, is gebaseer op die feit dat die DNS van elke individu (behalwe vir identiese tweelinge en individuele klone) nukleotiedvolgordes bevat wat eksklusief vir elke individu is.

Alhoewel normale individue van dieselfde spesie dieselfde gene in hul chromosome het, het elke individu verskillende allele en selfs in die onaktiewe gedeeltes van die chromosome (heterochromatien), is daar verskille in nukleotiedvolgordes tussen individue.

Genetiese Ingenieurswese Gevare en Etiek

11. Waarom is rekombinante DNA-tegnologie en kernoorplantingstegnologie steeds gevaarlik?

Rekombinante DNS-tegnologie en kernoorplantingstegnologie (kloning) is uiters gevaarlik aangesien hulle in 'n baie kort tyd die ekologiese balans kan verander wat evolusie miljoene jare geneem het om op die planeet te skep. Tydens die evolusionêre proses, onder die stadige en geleidelike effek van mutasies, genetiese herkombinasies en natuurlike seleksie, het spesies ontstaan, is gemodifiseer en genetiese erfenisse is gevorm. Met genetiese ingenieurswese kan mense egter gene meng en verander, veranderinge aanbring met onvoorspelbare langtermyngevolge, wat die skepping van nuwe plant- of dieresiektes, nuwe soorte kankers en nuwe siekte-uitbrake in gevaar stel. Dit is 'n veld so potensieel gevaarlik soos die manipulasie van kernenergie.

12. Wat is die belangrikste morele probleem met betrekking tot die kloning van menslike individue?

Benewens die biologiese gevare, behels 'n baie ernstige morele probleem kernoorplantingstegnologie rakende mense: die individuele regte van 'n mens word geskend wanneer 'n man of vrou as 'n kopie van 'n ander gemaak word.

Aangesien dit onmoontlik is om eers te vra of die persoon wat gekloon word 'n genetiese kopie van 'n ander persoon wil wees of nie, is dit duidelik dat die belangrikste mensereg geskend word wanneer een mens as 'n kopie van 'n ander gemaak word: die reg om individuele vryheid. Dit is 'n gevaar vir die demokrasie, wie se mees basiese beginsel die respek van individuele vryheid is.

Noudat jy Genetiese Ingenieurswese voltooi het, is hierdie jou opsies:


EFSA se rol

EFSA beoordeel die veiligheid van GMO's met betrekking tot menslike en dieregesondheid, en die omgewing in Europa. Die wetenskaplike advies daarvan word deur risikobestuurders soos die Europese Kommissie en EU-lidstate gebruik om oor hul moontlike magtiging te besluit.

Beleidmakers en risikobestuurders in die EU wil gereed wees vir die moontlike bemarking van produkte wat die mark kan betree as gevolg van die nuwe vooruitgang in biotegnologie. Om beter voorbereid te wees vir die toekoms en moontlike opkomende risiko's, beoordeel EFSA of sy riglyne geskik is vir die doel vir die veiligheidsbeoordeling van sulke produkte.


BIBLIOGRAFIE

Bud, Robert. Die gebruike van lewe: 'n geskiedenis van biotegnologie. New York: Cambridge University Press, 1993.

Fiechter, A., ed. Geskiedenis van moderne biotegnologie. 2 vols. Berlyn: Springer Verlag, 2000.

Rifkin, Jeremy. The Biotech Century: Benut die geen en herskep die wêreld. New York: Putnam, 1998.

Shannon, Thomas A., ed. Genetiese Ingenieurswese: 'n Dokumentêre Geskiedenis. Westport, Connecticut: Greenwood Press, 1999.

Von Wartburg, Walter P., en Julian Liew. Genetegnologie en sosiale aanvaarding. Lanham, Md.: University Press of America, 1999.


Kyk die video: Overview of the blaser bbf 95 (September 2022).