Zgodovina biogenetike, kakšne študije, osnovni koncepti

The Biogenetika To je kombinirano področje preučevanja biologije in genetike. Pomeni preučevanje vsakega pojava, ki vpliva na živa bitja, analizirana z obeh perspektiv, in na način za reševanje tega pojava.

Izraz biogenetika je bila uporabljena tudi za opredelitev modifikacije živih bitij iz nekaterih "belih" organizmov. Veja znanja, ki se osredotoča, zajema ali omogoča konce, povezane z obema prejšnjima definicijama, je znana tudi kot genetski inženiring.

Bakterijska bakterija Agrobacterium Swimfaciens omogoča kateri koli klonirani gen v kateri koli rastlini, ki jo želimo spremeniti. To je glavna pot izboljšanja rastlin z rekombinantno tehnologijo DNK. Ti koščki listov, ki jih spreminjajo bakterije, bodo omogočili, da obnovijo popolno, normalno in izboljšano transgeno rastlino.(Vir: SEB951 v IN.Wikipedia/CC BY-SA (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/) prek Wikimedia Commons)

Vendar je v svetu znanosti uporaba biogenetske besede (a) kot pridevnika kot biogenetika, saj je ime ločene znanosti bolj razširjeno. Najverjetneje je, če želimo uporabiti tak samostalnik (biogenetika), genetski inženiring res omenjen.

Nasprotno, biogenetski pridevnik (a) se nanaša na vse, kar je povezano z biogeneza (Biološki izvor) neke molekule, strukture, tkiva, organov ali biološke entitete.

Genetski inženiring združuje nabor metod, strategij, tehnik in praktičnih aplikacij, potrebnih za spreminjanje življenja namerno in načrtovano.

Zato upošteva biološko znanje belega posameznika modifikacije (tistega, ki se želi spremeniti) in zaznane potrebe po takšnih spremembah. To pomeni, da je znanost, namenjena preučevanju, kako spremeniti gene in genome posameznikov.

[TOC]

Zgodovina

Udomačitev vrst, raziskovalnih križev (kot se je začel Mendel) in izboljšanje zelenjave s konvencionalnim prehodom nista biogenetika, to je, da niso primeri genskega inženiringa. Eden uporablja umetno izbiro in nadzorovano oploditev, da dobi nekaj, ne da bi vedel, kako ali zakaj.

Vam lahko služi: Triangles: Zgodovina, elementi, klasifikacija, lastnosti

Biogenetika se je po drugi strani rodila, ko smo lahko vzeli določen DNK organizma, ga klonirali in razširili in/ali izrazili v drugem. Z drugimi besedami, Biogenetics se je rodila zahvaljujoč rekombinantni tehnologiji DNK v začetku sedemdesetih let (1970).

Dejavnost, ki definira to vejo znanja, je "molekularni klon". Ko imamo restrikcijske encime (molekularne škarje) in lige DNK (pasta guma), bi lahko rezali in zadeli na udobje.

Odkritje strukture DNK je bilo ena najpomembnejših ugotovitev dvajsetega stoletja

Tako bi se lahko obnovili od Nove Avtonomna molekula DNK (ki jo je mogoče ponoviti samo v celici), kot plazmid. Nato smo lahko rezali specifični gen ljudi z znano funkcijo in ga udarili v plazmid izražanja.

Ko smo ga uvedli v bakterijo, smo bili pozneje sposobni proizvajati človeške beljakovine v bakterijah za našo uporabo in porabo. Tako na primer, ko smo proizvajali rekombinantni človeški insulin.

Trenutno lahko delamo genetski inženiring (biogenetika) ne samo bakterij, ampak tudi gliv, rastlin in živali: to so tako imenovani "gensko spremenjeni organizmi" (OGM).

Znotraj te skupine organizmov imamo tako imenovane transgenosti, ki niso druge, ki so bile OGM, ki so bile spremenjene z integracijo genov iz drugih vrst.

Kaj študira biogenetika? Prijave

Sprememba gena

Biogenetika preučuje, kako spremeniti gen ali genome belih organizmov genetske manipulacije. Po drugi strani se lahko biogenetika približa vsakemu biološkemu procesu in določi, kako lahko sprememba organizma privede do reševanja problemov.

Na primer, s pomočjo tehnik, ki jih uporablja biogenetika, lahko raziskovalec določi funkcijo gena ali skupine genov. Lahko ustvari tudi določeno biomolekulo v drugem organizmu ali celo zapleteno določeno biokemično pot.

Lahko vam služi: kakšen je pomen matematike pri preučevanju elektromagnetnih pojavov?

Izboljšanje organizmov

Z biogenetiko lahko organizme izboljšamo tako, da se lahko upirajo napadu patogenov in bolezni, ki povzročajo.

Prav tako lahko spremenite žive organizme, tako da se lahko spopadejo z okoljskim stresom, ki ga povzroča pomanjkanje vode, onesnaževanje tal itd. Nekatere rastline so se izboljšale z biogenetiko, da so bile odporni na škodljivce in tudi nekatere živali, da bi hitreje rasla.

Rekombinantne bakterije lahko med drugim proizvajajo široko paleto različnih uporabnih spojin v hrani in pitju, farmacevtskih in živalih, med drugim.

Popravek mutacij

Nazadnje s trenutnimi tehnikami urejanja genoma imamo sposobnost popraviti mutacije in s tem preprečiti razvoj genetskih baznih bolezni, povečati izražanje gena in spreminjati genotipe (in zato fenotipe) tako praktično katerega koli organizma.

Osnovni koncepti v biogenetiki

Molekularni klon

Molekularni klon je množično širjenje značilnega območja izolirane DNK iz njegovega genomskega okolja. Ta fragment je kloniran (pritrjen) v kloniranju in/ali izražanju.

Da bi to dosegli, se uporabljajo restrikcijski encimi, ki režejo z nukleotidi, in ligami, ki združujejo ADN, ki jih želi prilepiti.

V skoraj vseh primerih se v bakterijah izvajajo osnovni koraki molekularnega klona. V teh se nastaja klonirana DNK in nastane rekombinantna molekula DNK, ki jo je mogoče nato prenesti na druge bolj zapletene organizme. V biogenetiki lahko za različne namene uporabljate tudi viruse, kot so vozila.

PCR amplifikacija

Pomemben napredek pri množični proizvodnji specifičnih molekul DNK je bil rezultat izvajanja amplifikacije z verižno reakcijo polimeraze (PCR, angleščina Verižna reakcija polimeraze).

Vam lahko služi: James Chadwick: biografija, atomski model, poskusi

To je masivna tehnika sinteze DNK In vitro. Tukaj z uporabo termociktorja majhna molekula DNK recimo kot 1.500 nukleotidni gen, omogoča izdelavo 235 kopij v zelo nekaj urah.

Thermocyler: preprost stroj, ki omogoča, da se v zelo nekaj urah poveča vsaka DNK (vir: Samsara, prek Wikimedia Commons)

Termocikle omogoča izvajanje avtomatiziranih zank treh ključnih temperatur v katerem koli protokolu za amplifikacijo DNK s PCR. To so:

• Denaturacija (odpiranje DNK)
• zvonjenje (srečanje belega gena) in
• Sinteza (polimerizacija)

Amplifikacija DNK s PCR je nepogrešljiva biogenetska tehnika na vseh področjih sodobne biologije in medicine.

Zaporedje in urejanje

Sekvenciranje DNK združuje širok nabor tehnik, ki nam omogočajo, da z nekaj natančnosti vemo vrstni red, v katerem so nukleotidi v določeni molekuli DNK. To nam omogoča, da "preberemo" informacije, kot so kodificirane v našem genomu.

Končno so bile v praksi izvedene metode urejanja DNK, ki omogočajo, da se "biološko besedilo" molekule dedovanja spremeni.

Na ta način ne moremo samo "brati" DNK skozi zaporedje genov in genomov, ampak lahko besedilo popravimo ali spremenimo, da povemo drugo zgodbo.

To pomeni, da lahko z biogenetiko (bolj primerno genetski inženiring) kloniramo gene, jih povečamo z ojačitvijo s PCR, jih preberemo tako.

Reference

1. Alberts B et al. (2017) Molekularna biologija celice, 6. izdaja. Garland Science, New York City. 1464 str.
2. Zelena g., Sambrook J (2012) Kloniranje molekul: ročni laboratorij, Četrta izdaja. Tri nastavitve glasnosti. Hladno pomladno pristanišče, ZDA. 2028 str.
3. Pepper MS (2019) Posebna izdaja SAMJ, namenjena celični in genski terapiji. S afr med j. 109 (8b): 12719.
4. Salsman J, Dellaire G (2017) Natančno urejanje genoma v CRISPR. Biochem Cell Biol. 95 (2): 187–201.
5. Singh RR (2020) Sušenje naslednje generacije pri visoko občutljivem odkrivanju mutacij pri tumorjih: izzivi, napredek in aplikacije. J mol diagnoza. S1525-1578 (20) 30330-5.