Biogenetikkhistorie, hvilke studier, grunnleggende konsepter

De Biogenetikk Det er det kombinerte studiet felt av biologi og genetikk. Det innebærer studiet av ethvert fenomen som påvirker levende vesener, analysert fra begge perspektiver, og måten å adressere dette fenomenet.

Begrepet biogenetikk har også blitt brukt til å definere modifiseringen av levende vesener fra noen "hvite" organismer. Kunnskapsgrenen som fokuserer, omfatter eller tillater endene forbundet med de to foregående definisjonene er også kjent som genteknologi.

Agrobacterium Swimfaciens jordbakterie tillater ethvert klonet gen til enhver plante som vi ønsker å endre. Det er hovedveien for planteforbedring av rekombinant DNA -teknologi. Disse bladene som er modifisert av bakteriene vil tillate å regenerere en komplett, normal og forbedret transgen plante.(Kilde: SEB951 på i.Wikipedia/CC By-SA (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

Imidlertid, i vitenskapens verden, bruken av det biogenetiske ordet (a) som adjektiv enn biogenetikk som navnet på en egen vitenskap er mer utbredt. Mest sannsynlig, å ønske å bruke et slikt substantiv (biogenetikk), nevnes genteteknikk virkelig.

Tvert imot, det biogenetiske adjektivet (a) refererer snarere til alt relatert til Biogenese (biologisk opprinnelse) av noe molekyl, struktur, vev, organ eller biologisk enhet.

Genetisk prosjektering samler sett med metoder, strategier, teknikker og praktiske anvendelser som er nødvendige for å endre et levende vesen med vilje og planlagt.

Adlyder derfor den biologiske kunnskapen til det hvite individet av modifiseringen (den som ønsker å endre) og det opplevde behovet for slik endring. Det vil si at det er vitenskapen dedikert til studiet av hvordan man endrer genomene til individer.

[TOC]

Historie

Domestiseringen av arter, forskningskors (som Mendel begynte) og forbedring av vegetabilsk ved konvensjonell kryssing er ikke biogenetikk, det vil si at de ikke er tilfeller av genteknologi. Man bruker kunstig seleksjon og kontrollert befruktning for å få noe uten å vite hvordan eller hvorfor.

Kan tjene deg: trekanter: historie, elementer, klassifisering, egenskaper

Biogenetikk ble derimot født da vi kunne ta et spesifikt DNA av en organisme, klone den og spre det og/eller uttrykke det i en annen. Med andre ord, biogenetikk ble født takket være rekombinant DNA -teknologi på begynnelsen av 1970 -tallet (1970).

Aktiviteten som definerer denne grenen av kunnskap er den "molekylære klonen". Når vi har restriksjonsenzymer (molekylær saks) og DNA -ligaer (lim inn gummi), kunne vi kutte og slå til bekvemmelighet.

Oppdagelsen av DNA -strukturen var et av de viktigste funnene fra det tjuende århundre

Slik kunne vi gjenoppbygge av novo Et autonomt DNA -molekyl (som bare kan replikeres i en celle), som et plasmid. Deretter var vi i stand til å kutte et spesifikt gen av mennesker med kjent funksjon og treffe det i et uttrykksplasmid.

Når vi introduserte den i en bakterie, var vi senere i stand til å produsere humane proteiner i bakterier for vår bruk og forbruk. Dermed, for eksempel, mens vi produserte rekombinant humant insulin.

Vi kan for øyeblikket gjøre genetisk ingeniørfag (biogenetikk) ikke bare av bakterier, men også av sopp, planter og dyr: dette er de så kalt "genmodifiserte organismer" (OGM).

Innenfor denne gruppen av organismer har vi den så -kallede transgenetikken, som ikke er andre at OGM som er blitt modifisert ved integrering av gener fra andre arter.

Hva studerer biogenetikk? applikasjoner

Genmodifisering

Biogenetiske studier Hvordan endre genet eller genomene til de hvite organismer av genetisk manipulasjon. På den annen side kan biogenetikk nærme seg enhver biologisk prosess og bestemme hvordan modifisering av en organisme kan føre til problemløsning.

For eksempel, gjennom teknikkene som brukes av biogenetikk, kan forskeren spesifisere funksjonen til et gen eller gruppe av gener. Det kan også produsere en viss biomolekyl i en annen organisme, eller til og med en kompleks spesiell biokjemi -rute.

Det kan tjene deg: Hva er viktigheten av matematikk i studiet av elektromagnetiske fenomener?

Forbedring av organismer

Gjennom biogenetikk kan organismer forbedres slik at de er i stand til å motstå angrep av patogener og sykdommene som forårsaker.

Du kan også endre levende organismer slik at de kan håndtere miljøspenning forårsaket av vannmangel, jordforurensning, etc. Noen planter har forbedret seg med biogenetikk for å gjøre dem motstandsdyktige mot skadedyr, og noen dyr også, for å få dem til å vokse raskere.

Rekombinante bakterier kan produsere et bredt utvalg av forskjellige nyttige forbindelser i blant annet mat og drikke, farmasøytisk og dyrehelseindustri.

Korreksjon av mutasjoner

Til slutt, med nåværende genomredigeringsteknikker, har vi evnen til å rette opp mutasjoner og dermed forhindre utvikling av genetiske basesykdommer, øke ekspresjonen av et gen og modifisere genotyper (og derfor fenotyper) praktisk talt enhver organisme.

Grunnleggende konsepter i biogenetikk

Molekylær klon

Molekylær klon er masseutbredelse av et særegent område av isolert DNA fra dets genomiske miljø. Dette fragmentet klones (festet) i en klonings- og/eller ekspresjonsvektor.

For å oppnå dette brukes restriksjonsenzymer som kuttes med nukleotider, og ligaer som forener ADN -ene som man vil lime inn.

I nesten alle tilfeller blir de grunnleggende trinnene i molekylær klon utført i bakterier. I disse produseres klonet DNA og det rekombinante DNA -molekylet produseres, som deretter kan overføres til andre mer komplekse organismer. I biogenetikk kan du også bruke virus som kjøretøy til forskjellige formål.

PCR -amplifisering

Et viktig fremskritt i masseproduksjonen av spesifikke DNA -molekyler var implementeringen av amplifisering av polymerasekjedereaksjonen (PCR, engelsk Polymerase kjedereaksjon).

Kan tjene deg: James Chadwick: Biografi, atommodell, eksperimenter

Dette er en massiv DNA -synteseteknikk In vitro. Her, ved å bruke en termocyctor, et lite DNA -molekyl, la oss si som et 1500 nukleotidgen, tillater å produsere 235 kopier av det på veldig få timer.

Thermocyler: Den enkle maskinen som gjør at alt DNA kan forsterkes på svært få timer (kilde: Samsara, via Wikimedia Commons)

En termosykler gjør det mulig å utføre automatiserte løkker av de tre avgjørende temperaturene i en hvilken som helst DNA -forsterkningsprotokoll av PCR. Disse er de av:

• Denaturering (DNA -åpning)
• ringing (møte med det hvite genet) og
• Syntese (polymerisasjon)

DNA -amplifisering av PCR er en uunnværlig biogenetisk teknikk innen alle felt av moderne biologi og medisin.

Sekvensering og redigering

DNA -sekvensering samler et bredt sett med teknikker som lar oss vite med en viss nøyaktighet rekkefølgen der nukleotider finnes i et bestemt DNA -molekyl. Dette lar oss "lese" informasjonen som kodifisert i genomet vårt.

Endelig har DNA -redigeringsmetoder blitt utført i praksis som lar den "biologiske teksten" av arvemolekylet endre.

På denne måten er vi ikke bare i stand til å "lese" DNA gjennom sekvensering av gener og genomer, men vi kan rette opp teksten, eller endre den for å fortelle en annen historie.

Det vil si gjennom biogenetikk (mer passende genetisk ingeniør) kan vi klone gener, øke dem ved forsterkning ved PCR, lese dem ved sekvensering og endre teksten etter utgave.

Referanser

1. Alberts B et al. (2017) Molecular Biology of the Cell, 6. utgave. Garland Science, New York City. 1464 s.
2. Green Mr, Sambrook J (2012) Kloning Molekylær: Manuelt laboratorium, Fjerde utgave. Tre volumsett. Cold Spring Harbor, USA. 2028 s.
3. Pepper MS (2019) Spesialutgave av Samj viet til celle- og genterapi. S afr med j. 109 (8B): 12719.
4. Salsman J, Dellaire G (2017) Redigering av presisjonsgenom i CRISPR var. Biochem Cell Biol. 95 (2): 187-201.
5. Singh RR (2020) Neste generasjons tørking i høysensitiv påvisning av mutasjoner i svulster: utfordringer, fremskritt og applikasjoner. J mol diagn. S1525-1578 (20) 30330-5.