Genetika muhandisligi - bu organizmning genetik materialini manipulyatsiya qilish haqidagi fan. Biotexnologiya yordamida amalga oshirilgan birinchi sun'iy genetik modifikatsiya transgenez bo'lib, genlarni bir organizmdan ikkinchisiga o'tkazish jarayoni birinchi marta 1973 yilda Gerbert Boyer va Stenli Koen tomonidan amalga oshirilgan. genom . _ Muhim yutuqlar qatoriga cheklovchi fermentlar va DNK ligazalarining kashf etilishi , plazmidlarni loyihalash qobiliyati va polimeraza zanjiri reaktsiyasi va sekanslash kabi texnologiyalar kiradi . TransformatsiyaDNKning xost organizmiga aylanishi biolistika , Agrobakteriya vositasida rekombinatsiya va mikroin'ektsiya ixtirosi bilan amalga oshirildi . Birinchi geni o'zgartirilgan hayvon 1974 yilda Rudolf Jaenisch tomonidan yaratilgan sichqon edi . 1976 yilda somatostatin ishlab chiqaradigan genetik jihatdan o'zgartirilgan bakteriyalar paydo bo'lishi bilan texnologiya tijoratlashtirildi, 1978 yilda insulin paydo bo'ldi . 1983 yilda tamaki tarkibiga antibiotiklarga chidamli gen kiritildi va birinchi genetik muhandislik o'simlikiga olib keldi.. Ilg'or yutuqlar olimlarga turli xil organizmlarga genlarni manipulyatsiya qilish va qo'shish va turli xil ta'sirlarni keltirib chiqarish imkonini berdi. O'simliklar birinchi marta 1992 yilda Xitoyda chiqarilgan virusga chidamli tamaki bilan tijoratlashtirilgan. Birinchi geni o'zgartirilgan oziq-ovqat 1994 yilda sotilgan Flavr Savr pomidoridir . 2010 yilga kelib 29 davlat tijoratlashtirilgan biotexnologik ekinlarni ekishgan. 2000 yilda "Science" jurnalida chop etilgan maqolada oltin guruch paydo bo'ldi , birinchi oziq-ovqat ozuqaviy qiymati oshgan.
O'simliklarning genetik modifikatsiyasi o'simlik genomiga DNKning ma'lum bir qismini qo'shib, unga yangi yoki boshqa xususiyatlarni berishni o'z ichiga oladi. Bunga o'simlikning o'sish usulini o'zgartirish yoki uni ma'lum bir kasallikka chidamli qilish kiradi. Yangi DNK GM o'simlik genomining bir qismiga aylanadi, bu o'simliklar tomonidan ishlab chiqarilgan urug'lar o'z ichiga oladi.
GM zavodini yaratishning birinchi bosqichi DNKni o'simlik hujayrasiga o'tkazishni talab qiladi. DNKni uzatishda foydalaniladigan usullardan biri bu kichik metall zarrachalar yuzasini tegishli DNK fragmenti bilan qoplash va zarrachalarni o'simlik hujayralariga bombardimon qilishdir. Yana bir usul - bakteriya yoki virusdan foydalanish. Ko'plab viruslar va bakteriyalar mavjud bo'lib, ular o'zlarining DNKlarini o'zlarining hayot aylanishining oddiy qismi sifatida xost hujayrasiga o'tkazadilar. GM o'simliklari uchun eng ko'p ishlatiladigan bakteriya Agrobacterium tumefaciens deb ataladi. Qiziqarli gen bakteriyaga o'tkaziladi va bakterial hujayralar yangi DNKni o'simlik hujayralarining genomiga o'tkazadi. DNKni muvaffaqiyatli qabul qilgan o'simlik hujayralari keyinchalik yangi o'simlik yaratish uchun o'stiriladi. Bu mumkin, chunki alohida o'simlik hujayralari butun o'simliklarni yaratish uchun ta'sirchan qobiliyatga ega. Kamdan-kam hollarda, DNKni uzatish jarayoni insonning qasddan aralashuvisiz sodir bo'lishi mumkin. Masalan, shirin kartoshkada ming yillar oldin Agrobacterium bakteriyalaridan shirin kartoshka genomiga o'tkazilgan DNK ketma-ketligi mavjud
Rekombinant DNK texnologiyasi orqali gen injeneriyasining qo'llanilishi vaqt o'tishi bilan ortib bordi va genetik muhandislik o'simliklarining birinchi kichik miqyosdagi dala sinovlari 1990 yilda AQSh va Kanadada ekilgan, so'ngra 1992 yilda genetik muhandislik ekinlarining birinchi tijorat chiqarilishi boshlangan. O'sha paytda fermerlar tomonidan genetik muhandislik o'simliklarini o'zlashtirish yil sayin ortib bordi. Genetik muhandislik ekinlari navlarining afzalliklari keng e'tirof etilgan bo'lsa-da, ekologiya nuqtai nazaridan, axloqiy me'yorlar va ekin navlarini korporativ nazorat qilish bilan bog'liq odamlar tufayli ushbu texnologiyaga katta qarshiliklar mavjud.
Genetik muhandislik orqali klassik naslchilik va ekinlarni etishtirishni solishtirish
Genetik injeneriya natijasida hosil bo'lgan ekinlar ba'zan genetik jihatdan o'zgartirilgan organizmlar deb ataladi. Genetik modifikatsiya va genetik modifikatsiyalangan organizmlar (GMO) atamasi ko'pincha noto'g'ri qo'llaniladi. Qishloq xo'jaligining barcha turlari (organik, an'anaviy) o'simliklarning genlarini kerakli xususiyatlarga ega bo'lishi uchun o'zgartiradi. Farqi shundaki, an’anaviy naslchilik shakllari o‘ziga xos belgilarga ega bo‘lgan o‘simliklarni tanlab olish yo‘li bilan o‘simlik genetikasini bilvosita o‘zgartirsa, gen injeneriyasi bevosita DNKga o‘zgartirish kiritish orqali belgilarni o‘zgartiradi. An'anaviy naslchilikda xochlar nisbatan nazoratsiz tarzda amalga oshiriladi. Chorvador ota-onalarni kesib o'tishni tanlaydi, ammo genetik darajada natijalar oldindan aytib bo'lmaydi. Ota-onadan olingan DNK tasodifiy ravishda qayta birlashadi. Bundan farqli o'laroq, genetik muhandislik genlarning yuqori maqsadli uzatilishiga imkon beradi,
Xulosa: Texnologiya, taraqqiyot, qarshilik va xavfni baholash
Qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishini ko'paytirish va yaxshilash uchun juda ko'p turli xil vositalar mavjud. Ushbu vositalar klassik seleksiya va biotexnologiya kabi yangi navlarni yaratish usullarini o'z ichiga oladi. An'anaviy qishloq xo'jaligi yondashuvlari bugungi kunda qayta tiklanishni boshdan kechirmoqda, organik qishloq xo'jaligiga qiziqish yangilandi; genetik muhandislik ekinlaridan foydalanishni qamrab olmaydigan yondashuv. Qishloq xo'jaligining barqaror rivojlanishida genetik muhandislik qanday rol o'ynashi kelajak uchun qiziqarli mavzudir.
Har qanday yangi texnologiyani ishlab chiqishda bo'lgani kabi, bog'liq xavflar haqida xavotirlar mavjud va qishloq xo'jaligi biotexnologiyasi bundan mustasno emas. Genetik muhandislik yordamida ishlab chiqarilgan barcha ekinlar tijorat maqsadlarida foydalanish uchun chiqarilishidan oldin keng qamrovli xavfsizlik sinovlaridan o'tkaziladi. Ushbu yangi navlar uchun xavflarni baholash o'tkaziladi va faqat odamlar uchun xavfsiz bo'lganlar chiqariladi. Ba'zi tashvishlar odamlarning xavf haqida hisobot berishni to'liq tushunmasligi tufayli yuzaga keladi. Ko'pchilik har qanday xavf darajasini qabul qilinishi mumkin emas deb hisoblaydi. Ba'zilar yangi texnologiyani chiqarishda ehtiyot bo'lish tamoyilini qo'llashni afzal ko'radilar, ammo bu xavfni baholash bizga nima deyishini real talqin qilmaydi (AQSh Land Grant Universitetlari taqdim etgan ma'lumotlarga qarang).
Gen injeneriyasidan foydalangan holda ishlab chiqilgan ekinlarning keng qamrovli xavf-xatarni baholash va xavfsizlik sinovlari iste'molchilar uchun xavf tug'diradigan navlar yo'qligini ko'rsatdi. Bu yangi navlarning xavfsizligi uchun ehtiyotkorlik bilan tekshirilmasligi kerak degani emas; har bir ishni o'ziga xos jihatlari bo'yicha ko'rib chiqish kerak.
.
1.Kirish
Bir nechta organizmlarning genom ketma-ketligi genomik tadqiqotlarning jadal rivojlanishiga olib keldi. Genetik transformatsiya o'simliklarning funktsional genomikasini o'rganish uchun kuchli vosita va muhim texnikadir, ya'ni genlar kashfiyoti, gen funktsiyasi haqida yangi tushunchalar va genetik jihatdan boshqariladigan xususiyatlarni tekshirish. Bundan tashqari, mutant allellarni xaritaga asoslangan klonlash yordamida ajratilgan genlarning funktsiyasi genetik transformatsiya yordamida funktsional komplementatsiya bilan tasdiqlangan. Bundan tashqari, genetik transformatsiya o'simlik o'simliklariga begona genlarni kiritish imkonini beradi va yangi genetik modifikatsiyalangan organizmlarni tezda yaratadi. Gen transformatsiyasi va genetik muhandislik hosildorlikning umumiy o'sishiga yordam beradi ( Sinclair va boshqalar, 2004 ).
Ushbu sharh o'simliklarni o'zgartirishning umumiy usullarini belgilaydi va uni rivojlantirishga qaratilganArabidopsistransformatsiya tizimi.
Reklama
2. O'simliklarni o'zgartirish usullari
O'simliklarning o'zgarishi birinchi marta 1984 yilda tamakida tasvirlangan ( De Block va boshqalar, 1984 ; Horsch va boshqalar, 1984 ; Paszkowski va boshqalar, 1984 ). O'sha vaqtdan boshlab transformatsiya texnologiyasining jadal rivojlanishi ko'plab o'simlik turlarining genetik modifikatsiyasiga olib keldi. O'simlik hujayralariga turli xil genlarni kiritish usullari kiradiAgrobacteriumtumefaciens-vositalangan transformatsiya ( De la Riva, 1998 ; Hooykaas&Schilperoort, 1992 ; Sun va boshq., 2006 ; Tepfer, 1990 ; Zupan&Zambryski, 1995 ), yaqinda qayta tasniflangan.Rhizobium radiobakteri, protoplastlarga to'g'ridan-to'g'ri gen o'tkazish ( Gad va boshq., 1990 ; Karesch va boshq., 1991 ; Negrutiu va boshq., 1990 ; Neuhaus & Spangenberg, 1990 ) va zarracha bombardimonlari ( Birch & Franks, 1991 ; Christou, va boshqalar ; Se19) ., 1991 ; Takeuchi va boshqalar, 1992 , 1995; Yao va boshqalar, 2006 ).
2.1. Gen transformatsiyasi
Bir nechta gen transformatsiyasi usullari kimyoviy protseduralar, elektroporatsiya yoki yuqori tezlikdagi zarrachalardan foydalanish (zarrachalar bombardimon qilish) orqali ajratilgan protoplastlarga DNKni qabul qilishdan foydalanadi. To'g'ridan-to'g'ri DNKni qabul qilish barqaror transformatsiya va vaqtinchalik gen ekspressiyasi uchun foydalidir. Biroq, barqaror transformatsiyaning chastotasi past bo'lib, butun transgen o'simliklarni qayta tiklash uchun uzoq vaqt talab etiladi.
2.1.1. Kimyoviy jarayonlar
Polietilen glikol bilan ishlov berilgan o'simlik protoplastlari DNKni o'z atrofidagi muhitdan osonroq oladi va bu DNK o'simlikning xromosoma DNKsiga barqaror ravishda integratsiyalanishi mumkin ( Mathur & Koncz, 1997 ). Keyin protoplastlar hujayra devorlarini o'stirish, kallus hosil qilish uchun bo'linishni boshlash, kurtaklar va ildizlarni rivojlantirish va butun o'simliklarni qayta tiklash imkonini beradigan sharoitlarda ekiladi.
2.1.2. Elektroporatsiya
O'simlik hujayralarining elektroporatsiyasi odatda protoplastdan foydalanadi, chunki qalin o'simlik hujayralari devorlari makromolekulalar harakatini cheklaydi ( Bates, 1999 ). Elektr impulslari elektroporatsiya kyuvetasidagi elektrodlar orasiga joylashtirilgan DNK bilan protoplastlar suspenziyasiga qo'llaniladi. Qisqa yuqori kuchlanishli elektr impulslari hujayra membranalarida vaqtinchalik mikroporlarni hosil qiladi, bu esa DNKning hujayra ichiga, keyin esa yadroga kirishiga imkon beradi.
1-rasm.
Zarrachalar bombardimonidan foydalangan holda o'simliklarni o'zgartirish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi: (1) Barg to'qimalaridan protoplastlarni ajratib oling. (2) DNK bilan qoplangan zarrachalarni protoplastlarga zarracha tabancasi yordamida AOK qiling. (3) Butun o'simliklarga qayta tiklang. (4) Transgen o'simliklarni issiqxonada moslashtirish.
2.1.3. Zarracha (mikroprojektil) bombardimon qilish
Zarrachalar bombardimon qilish - bu o'simlik hujayralariga begona DNKni kiritish uchun ishlatiladigan usul ( Birch & Franks, 1991 ; Christou, 1992 , 1995 ; Gan, 1989 ; Takeuchi va boshq., 1992 ; Yao va boshqalar, 2006 ) ( 1-rasm )). Oltin yoki volfram zarralari (1-2 mkm) transformatsiya uchun ishlatiladigan DNK bilan qoplangan. Qoplangan zarralar zarracha tabancasiga yuklanadi va yuqori kuchlanish ta'sirida bo'lgan suv tomchisidan chiqarilgan elektrostatik energiya yoki bosimli geliy gazi yordamida yuqori tezlikka tezlashadi; maqsad o'simlik hujayralari suspenziyalari, kallus madaniyati yoki to'qimalar bo'lishi mumkin. Snaryadlar o'simlik hujayra devorlari va membranalariga kirib boradi. Mikroprojektillar hujayralarga kirganda, transgenlar keyinchalik o'simlikning xromosoma DNKsiga qo'shilish uchun zarrachalar yuzasidan chiqariladi.
|
