ძირითადი მასალა
დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია
კურსი: დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია > თემა 6
გაკვეთილი 3: ბიოტექნოლოგია- შესავალი გენურ ინჟინერიაში
- გელ-ელექტროფორეზი
- დნმ-ის კლონირება და რეკომბინანტული დნმ
- დნმ-ის სეკვენირება
- შეგვიძლია, გადაშენებული დინოზავრების კლონები შევქმნათ ნარჩენებში აღმოჩენილი დნმ-ის გამოყენებით?
- ბიოტექნოლოგიის მიმოხილვა
- ბიოტექნოლოგია
© 2023 Khan Academyგამოყენების პირობებიკონფიდენციალურობის პოლიტიკაშენიშვნა ქუქი-ჩანაწერებზე
ბიოტექნოლოგიის მიმოხილვა
საკვანძო ტერმინები
| ტერმინი | მნიშვნელობა |
|---|---|
| ბიოტექნოლოგია | ორგანიზმის, მისი კომპონენტის ან სხვა ბიოლოგიური სისტემის გამოყენება პროდუქციის მისაღებად ან რაიმე პროცესში. |
| დნმ-ტექნოლოგია | დნმ-ის სეკვენირება (თანმიმდევრობის გაშიფრვა), ანალიზი, ამოჭრა და ჩასმა |
| პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია | მეთოდი, რომლითაც დნმ-ის სპეციფიკური უბნის მრავალი ასლის დამზადება შეიძლება ინ ვიტრო (ანუ სინჯარაში და არა ცოცხალ ორგანიზმში) |
| გელ-ელექტროფორეზი | მეთოდი, რომლითაც დნმ-ის ფრაგმენტები ზომის მიხედვით შეიძლება განვაცალკევოთ |
| რეკომბინანტული დნმ | დნმ, რომელიც მრავალი სხვადასხვა წყაროდან მიღებული ფრაგმენტების შეწებებითაა აწყობილი |
| დნმ-ის კლონირება | მოლეკულური ბიოლოგიის მეთოდი, რომლითაც დნმ-ის უბნის, მაგ. გენის, მრავალი ასლი შეიძლება დამზადდეს |
| დნმ-ის სეკვენირება | ნუკლეოტიდების (ა, თ, ც და გ) თანმიმდევრობის განსაზღვრა დნმ-ის მონაკვეთში. |
ბიოტექნოლოგია
ბიოტექნოლოგია მოიცავს როგორც უახლეს ლაბორატორიულ, ასევე ტრადიციულ, ასობით წლების მანძილზე გამოყენებულ აგრიკულტურულ და კულინარიულ მეთოდებს.
ბიოტექნოლოგია გამოიყენება ისეთი ყოველდღიური პროდუქტების შესაქმნელად, როგორიცაა ალკოჰოლი და პენიცილინი. მისი მეშვეობით ასევე შესაძლებელია ახალი სამკურნალო საშუალებების, მაგ. გენური თერაპიის შექმნა.
ბიოტექნოლოგია ტრადიციულად გამოიყენება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა საკვები მრეწველობა და გარემოს დაბინძურების რემედიაცია (აღმოფხვრა).
დნმ-ტექნოლოგიები
თანამედროვე ბიოტექნოლოგიის მრავალი მეთოდი ეყრდნობა დნმ-ის უბნების ანალიზს, მანიპულაციას, ამოჭრასა და ჩასმას. დნმ-ტექნოლოგია მნიშვნელოვანია როგორც ბაზისურ, ასევე პრაქტიკულ ბიოლოგიაში.
დნმ-ტექნოლოგიების მაგალითები
- პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია გავრცელებული მეთოდია, რომელიც თანამედროვე ბიოლოგიის თითქმის ყველა დარგში გამოიყენება. პჯ რეაქციით დნმ-ის სამიზნე თანმიმდევრობის მრავალი ასლის მიღება შეიძლება ნიმუში დნმ-იდან. ამ მეთოდის მეშვეობით უმცირესი რაოდენობის დნმ-იც საკმარისია მის გასამრავლებლად (მაგ. დანაშაულის ადგილზე სისხლის წვეთიდან აღებული დნმ).
- გელ-ელექტროფორეზი მეთოდია, რომელიც დნმ-ის ფრაგმენტების ვიზუალიზაციისთის (დასანახად) გამოიყენება. მაგალითად, მკვლევარმა შეიძლება, პჯ რეაქციით მიღებული დნმ-ის მონაკვეთები ელექტროფორეზის მეშვეობით გააანალიზოს.გელ-ელექტროფორეზი დნმ-ის ფრაგმენტებს ზომის მიხედვით განაცალკევებს და შემდეგ ისინი საღებავით იღებება, რათა თვალით ხილვადი იყოს. შედეგები საშუალებას იძლევა, შევადაროთ, რამდენად მსგავსია დნმ-ის მონაკვეთები.
- დნმ-ის კლონირების დროს მკვლევარები დნმ-ის სამიზნე ფრაგმენტის, მაგ. გენის, მრავალ ასლს ამზადებენ. ხშირად ამისთვის სამიზნე გენი დნმ-ის წრიულ მოლეკულაში, ანუ პლაზმიდში, შეჰყავთ. ამისთვის გამოიყენება ფერმენტები, რომლებსაც დნმ-ის „ამოჭრა და ჩასმა" შეუძლიათ და საბოლოოდ რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულა მიიღება.
შემდგომ პლაზმიდის რეპლიკაცია შეიძლება ბაქტერიებში წარიმართოს და სამიზნე გენის მრავალი ასლი მივიღოთ. ზოგჯერ გენი თავად ბაქტერიებშიც ექსპრესირდება და ცილა წარმოიქმნება (მაგ. დიაბეტის სამკურნალო საშუალება ინსულინი).
- დნმ-ის სეკვენირება გულისხმობს მოლეკულის ნუკლეოტიდური (ა, თ, ც და გ-ების) თანმიმდევრობის დადგენას. ზოგჯერ ერთ ჯერზე დნმ-ის ერთი უბანი სეკვენირდება, ზოგჯერ კი მრავალი ერთად (მაგ. მთელი გენომი), ჯგუფურად.
ბიოეთიკა
ბიოტექნოლოგიას მრავალი სარგებლის მოტანა შეუძლია ადამიანებისა და საზოგადოებისთვის, მაგრამ მას უარყოფითი ან გაუთვალისწინებელი შედეგებიც შეიძლება ჰქონდეს.
მნიშვნელოვანია, ვიცოდეთ, რომ ბიოტექნოლოგიური ინოვაციები (სხვა ტექნოლოგიური სიახლეების მსგავსად) დიდი ყურადღებით მოწმდება და ანალიზდება, სანამ საყოველთაო გამოყენება გახდებოდეს შესაძლებელი. კლინიკური კვლევები და მთავრობის რეგულაციები უზრუნველჰყოფს, რომ ბაზარზე წარმოდგენილი ბიოტექნოლოგიური პროდუქტები უსაფრთხო და ეეფქტური იყოს.
მეტიც, ბიოტექნოლოგიური ინოვაციები წარმოშობს ახალ ეთიკურ კითხვებს იმასთან დაკავშირებით, თუ როგორ უნდა ან არ უნდა გამოვიყენოთ ინფორმაცია, მეთოდები და ცოდნა.
ბიოეთიკური საკითხების მაგალითები
- პირადი ცხოვრების ხელშეუხებლობა და არადისკრიმინაციულობა: მაგალითად, ჯანმრთელობის დაზღვევაში უფრო მეტი უნდა გადაიხადოთ, თუკი გენის ისეთი ვარიანტი გაქვთ, რომელიც თქვენში დაავადების გაჩენის ალბათობას ზრდის? როგორ იგრძნობდით თავს, თქვენს სკოლას ან დამსაქმებელს თქვენს გენომთან რომ ჰქონდეს წვდომა?
- ბიოტექნოლოგიის უსაფრთხოება, გავლენა ჯანმრთელობაზე და ეკოლოგიური ზემოქმედება: მაგალითად, მცენარე, რომელსაც გენური ინჟინერიის მეშვეობით საკუთარი ინსექტიციდის (მწერების მოსასპობი საშუალების) წარმოების უნარი აქვს, ამცირებს ქიმიური ნივთიერებების მასზე შეშხურების საჭიროებას. მაგრამ ეს აგრეთვე ზრდის საშიშროებას, რომ ეს მცენარე ველურ ბუნებაში, ადგილობრივ პოპულაციებთან შეჯვარდება და გაუთვალისწინებელი ეკოლოგიური შედეგები მიიღება.
- რთული დილემები ინდივიდებისთვის: მაგალითად, შეიძლება, წყვილმა პრენატალური ტესტირების მეშვეობით გაიგოს, რომ მათს ნაყოფს გენეტიკური დარღვევა აქვს. მსგავსად ამისა, ადამიანმა, რომელმაც ცნობისმოყვარეობის გამო საკუთარი გენომი გააშიფრვინა, შეიძლება აღმოაჩინოს, რომ მას ოდესმე განუკურნებელი, გვიანგამოვლენადი გენეტიკური დაავადება განუვითარდება (მაგალითად, ჰანტინგტონის დაავადება).
ხშირი შეცდომები და მცდარი წარმოდგენები
- მეცნიერები დამოუკიდებლად არ უნდა განსაზღვრავდნენ, როგორ უნდა ან არ უნდა გამოიყენებოდეს ბიოტექნოლოგია. ბიოტექნოლოგია ყოველთვის სახიფათო, გამოუკვლეველი ან წინასწარ განუსაზღველი შედეგების მქონე სულაც არაა. მეცნიერულმა კვლევებმა და წინსვლამ ახალი ინფორმაცია, მეთოდები და ცოდნა შეიძლება, მოგვაწოდოს. თუმცაღა, მნიშვნელოვანია, რომ საზოგადოების ყველა წევრის „ხმა ისმოდეს" დიალოგში ბიოტექნოლოგიურ სიახლეებსა და ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრების შემცვლელ პროდუქტებზე.
- კლონები მაშინვე არ მიიღება. არსებობს მცდარი წარმოდგენა, რომ კლონი შექმისთანავე თავდაპირველი ინდივიდის ასაკისაა. სინამდვილეში, ორგანიზმის კლონირებით მიღებული ემბრიონი ჯერ უნდა გაიზარდოს და ზრდასრულ ინდივიდად ჩამოყალიბდეს, როგორც ჩვეულებრივი ჩანასახის შემთხვევაში. რადგანაც კლონი დამოუკიდებლად იზრდება და თავისი ცხოვრება აქვს, იგი შეიძლება, საწყისი ინდივიდისგან სრულიად განსხვავებული იყოს, თუნდაც იდენტური გენეტიკური ინფორმაცია ჰქონდეს.ამასთანავე, ყველა კლონი ხელოვნურად არ იქმნება. კლონი უბრალოდ გენეტიკურად იდენტურ ორგანიზმს ნიშნავს და მრავალი სახეობა კლონირებით მრავლდება. მაგალითად, ბაქტერიები ბინარული დაყოფით მრავლდებიან, ანუ დნმ-ის ასლს ქმნიან და ორად იყოფიან.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
პოსტები ჯერ არ არის.