Biogenetikhistoria, vilka studier, grundläggande begrepp

De Biogenetik Det är det kombinerade området för biologi och genetik. Det innebär studien av alla fenomen som påverkar levande varelser, analyseras ur båda perspektiven och sättet att ta itu med detta fenomen.

Termen biogenetik har också använts för att definiera modifieringen av levande varelser från några "vita" organismer. Kunskapsgrenen som fokuserar, omfattar eller tillåter de ändamål som är förknippade med de två tidigare definitionerna kallas också genteknik.

Agrobacterium swimfaciens markbakterie tillåter alla klonade gen till alla växter som vi vill modifiera. Det är huvudvägen för växtförbättring genom rekombinant DNA -teknik. Dessa lövstycken modifierade av bakterierna gör det möjligt att regenerera en fullständig, normal och förbättrad transgen växt.(Källa: Seb951 på In.Wikipedia/CC BY-SA (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

I vetenskapens värld är emellertid användningen av det biogenetiska ordet (a) som adjektiv än biogenetik som namnet på en separat vetenskap är mer utbredd. Troligtvis nämns verkligen att använda ett sådant substantiv (Biogenetics), genteknik.

Tvärtom, det biogenetiska adjektivet (a) hänvisar snarare till allt relaterat till biogenes (Biologiskt ursprung) av vissa molekyler, struktur, vävnad, organ eller biologisk enhet.

Genetiksteknik samlar uppsättningen metoder, strategier, tekniker och praktiska tillämpningar som är nödvändiga för att modifiera ett levande varelse avsiktligt och planerat.

Följer därför den biologiska kunskapen om den vita individen av modifieringen (den som vill modifiera) och det upplevda behovet av sådan förändring. Det vill säga, det är den vetenskap som ägnas åt studien av hur man kan förändra individer och genom av individer.

[TOC]

Historia

Domesticering av arter, forskningskors (som Mendel började) och grönsaksförbättring genom konventionell korsning är inte biogenetik, det vill säga de är inte fall av genteknik. Man använder konstgjort urval och kontrollerad befruktning för att få något utan att veta hur eller varför.

Kan tjäna dig: trianglar: historia, element, klassificering, egenskaper

Biogenetics, å andra sidan, föddes när vi kunde ta ett specifikt DNA av en organisme, klona det och sprida det och/eller uttrycka det i en annan. Med andra ord, Biogenetics föddes tack vare rekombinant DNA -teknik i början av 1970 -talet (1970).

Aktiviteten som definierar denna kunskapsgren är den "molekylära klonen". När vi har begränsat enzymer (molekylär sax) och DNA -ligor (klistra in gummi) kunde vi klippa och slå till bekvämlighet.

Upptäckten av DNA -strukturen var ett av de viktigaste resultaten från det tjugonde århundradet

Så här kunde vi bygga om novo En autonom DNA -molekyl (som endast kan replikeras i en cell), som en plasmid. Sedan kunde vi klippa en specifik gen av människor av känd funktion och slå den i en expressionsplasmid.

När vi introducerade det i en bakterie kunde vi senare producera humana proteiner i bakterier för vår användning och konsumtion. Således till exempel när vi producerade rekombinant humant insulin.

Vi kan för närvarande göra genteknik (Biogenetics) inte bara av bakterier, utan också av svampar, växter och djur: Dessa är de så kallade "genetiskt modifierade organismerna" (OGM).

Inom denna grupp av organismer har vi de så kallade transgenerna, som inte är andra som OGM som har modifierats av integrationen av gener från andra arter.

Vilka studerar biogenetik? Ansökningar

Genmodifiering

Biogenetik studerar hur man ändrar genen eller genomen i de vita organismerna av genetisk manipulation. Å andra sidan kan biogenetika närma sig varje biologisk process och bestämma hur modifieringen av en organisme kan leda till problemlösning.

Genom de tekniker som används av biogenetik kan till exempel forskaren specificera funktionen för en gen eller grupp av gener. Det kan också producera en viss biomolekyl i en annan organisme, eller till och med en komplex speciell biokemi -väg.

Det kan tjäna dig: vad är betydelsen av matematik i studien av elektromagnetiska fenomen?

Förbättring av organismer

Genom biogenetik kan organismer förbättras så att de kan motstå attacken av patogener och de sjukdomar som orsakar.

Du kan också modifiera levande organismer så att de kan hantera miljömässiga stress orsakade av vattenbrist, markföroreningar etc. Vissa växter har förbättrats med biogenetika för att göra dem motståndskraftiga mot skadedjur, och vissa djur också för att få dem att växa snabbare.

Rekombinanta bakterier kan producera ett brett utbud av olika användbara föreningar inom bland annat mat och drickande, farmaceutiska och djurhälsa.

Mutationskorrigering

Slutligen, med aktuella genomredigeringstekniker, har vi förmågan att korrigera mutationer och därmed förhindra utveckling av genetiska bassjukdomar, öka uttrycket av en gen och modifiera genotyper (och därför fenotyper) praktiskt taget alla organism.

Grundläggande begrepp inom biogenetik

Molekylskolon

Molekylär klon är massutbredningen av en distinkt region av isolerat DNA från dess genomiska miljö. Detta fragment är klonat (bifogat) i en kloning och/eller expressionsvektor.

För att uppnå detta används restriktionsenzymer som skärs med nukleotider och ligor som förenar ADN: erna som man vill klistra in.

I nästan alla fall utförs de grundläggande stegen i molekylklonen i bakterier. I dessa förökas klonat DNA och den rekombinanta DNA -molekylen produceras, som sedan kan överföras till andra mer komplexa organismer. Inom biogenetik kan du också använda virus som fordon för olika ändamål.

PCR -amplifiering

Ett viktigt framsteg i massproduktionen av specifika DNA -molekyler var implementeringen av amplifiering genom polymeraskedjereaktionen (PCR, engelska Polymeraskedjereaktion).

Kan tjäna dig: James Chadwick: Biografi, atommodell, experiment

Detta är en massiv DNA -syntes teknik In vitro. Här, genom att använda en termocyktor, en liten DNA -molekyl, låt oss säga som en 1 500 nukleotidgen, gör det möjligt att producera 235 kopior av den på mycket få timmar.

Thermocyler: Den enkla maskinen som gör det möjligt att förstärka alla DNA på mycket få timmar (källa: Samsara, via Wikimedia Commons)

En termocykler gör det möjligt att utföra automatiserade slingor av de tre avgörande temperaturerna i alla DNA -amplifieringsprotokoll med PCR. Det här är de av:

• Denaturation (DNA -öppning)
• rings (möte med den vita genen) och
• Syntes (polymerisation)

DNA -amplifiering med PCR är en oumbärlig biogenetisk teknik inom alla områden inom modern biologi och medicin.

Sekvensering och redigering

DNA -sekvensering samlar en bred uppsättning tekniker som gör att vi med viss noggrannhet kan veta i vilken ordning nukleotider finns i en viss DNA -molekyl. Detta gör att vi kan "läsa" informationen som kodifierad i vårt genom.

Slutligen har DNA -redigeringsmetoder genomförts i praktiken som tillåter "biologisk text" för arvsmolekylen att förändra.

På detta sätt kan vi inte bara "läsa" DNA genom sekvensering av gener och genom, utan vi kan korrigera texten eller ändra den för att berätta en annan historia.

Det vill säga, genom biogenetika (mer lämpligt genteknik) kan vi klona gener, öka dem genom amplifiering med PCR, läsa dem genom sekvensering och ändra texten genom utgåva.

Referenser

1. Alberts B et al. (2017) Molekylärbiologi av cellen, 6: e upplagan. Garland Science, New York City. 1464 sid.
2. Green MR, Sambrook J (2012) Kloning Molecular: Manual Laboratory, Fjärde upplagan. Tre volymuppsättning. Cold Spring Harbor, USA. 2028 sid.
3. Pepper MS (2019) Specialutgåva av SAMJ som ägnas åt cell- och genterapi. S afr med j. 109 (8b): 12719.
4. Salsman J, Dellaire G (2017) Precision genom redigering i CRISPR var. Biokemcellbiol. 95 (2): 187-201.
5. Singh RR (2020) Nästa generationens torkning vid högkänslig detektion av mutationer i tumörer: utmaningar, framsteg och tillämpningar. J moldiagn. S1525-1578 (20) 30330-5.