ปัญหาพื้นฐานของพันธุกรรม ปัญหาหลักของพันธุศาสตร์ พันธุวิศวกรรมแก้ปัญหาอะไรได้บ้าง

พันธุศาสตร์ (จากกำเนิดกรีก - กำเนิด) ศาสตร์แห่งการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตและวิธีการจัดการพวกมัน พันธุศาสตร์ถือได้ว่าเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของชีววิทยา เป็นเวลาหลายพันปีที่มนุษย์ใช้วิธีทางพันธุกรรมในการปรับปรุงสัตว์เลี้ยงและพืชที่ปลูกโดยไม่เข้าใจกลไกที่อยู่ภายใต้วิธีการเหล่านี้ เมื่อพิจารณาจากข้อมูลทางโบราณคดีที่หลากหลาย เมื่อ 6,000 ปีที่แล้ว ผู้คนเข้าใจว่าลักษณะทางกายภาพบางอย่างสามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งได้ โดยการเลือกสิ่งมีชีวิตบางประเภทจากประชากรตามธรรมชาติและผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่างกัน มนุษย์ได้สร้างพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นซึ่งมีคุณสมบัติตามที่เขาต้องการ

อย่างไรก็ตามในตอนต้นของศตวรรษที่ XX เท่านั้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มตระหนักถึงความสำคัญของกฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและกลไกของมันอย่างเต็มที่ แม้ว่าความก้าวหน้าในกล้องจุลทรรศน์ทำให้สามารถระบุได้ว่าลักษณะทางพันธุกรรมถูกส่งผ่านจากรุ่นสู่รุ่นผ่านตัวอสุจิและไข่ แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าอนุภาคที่เล็กที่สุดของโปรโตพลาสซึมสามารถนำ "ส่วนผสม" ของลักษณะต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นแต่ละบุคคลได้อย่างไร สิ่งมีชีวิต

ก้าวแรกทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงในการศึกษาเกี่ยวกับพันธุกรรมเกิดขึ้นโดยพระภิกษุชาวออสเตรีย เกรเกอร์ เมนเดล ซึ่งในปี พ.ศ. 2409 ได้ตีพิมพ์บทความที่วางรากฐานของพันธุศาสตร์สมัยใหม่ Mendel แสดงให้เห็นว่าความโน้มเอียงทางพันธุกรรมไม่ได้ผสมกัน แต่ถูกส่งจากพ่อแม่ไปยังลูกหลานในรูปแบบของหน่วยที่ไม่ต่อเนื่อง (แยก) หน่วยเหล่านี้ซึ่งนำเสนอเป็นคู่เป็นรายบุคคลยังคงไม่ต่อเนื่องและส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไปใน gametes ชายและหญิงซึ่งแต่ละหน่วยมีหนึ่งหน่วยจากแต่ละคู่ ในปี 1909 Johansen นักพฤกษศาสตร์ชาวเดนมาร์กตั้งชื่อหน่วยเหล่านี้ว่า "gedam" และในปี 1912 นักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน Morgan ได้แสดงให้เห็นว่าพวกมันอยู่ในโครโมโซม

คำว่า "พันธุศาสตร์" ถูกเสนอในปี 1906 โดย W. Batson

ตั้งแต่นั้นมา พันธุศาสตร์ได้ก้าวหน้าอย่างมากในการอธิบายธรรมชาติของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมทั้งในระดับสิ่งมีชีวิตและในระดับของยีน บทบาทของยีนในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตนั้นยิ่งใหญ่มาก ยีนเป็นตัวกำหนดสัญญาณทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตในอนาคต เช่น ตาและสีผิว ขนาด น้ำหนัก และอื่นๆ อีกมากมาย ยีนเป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมบนพื้นฐานของการพัฒนาสิ่งมีชีวิต

ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษา พันธุศาสตร์พืช พันธุศาสตร์สัตว์ พันธุศาสตร์จุลชีพ พันธุศาสตร์มนุษย์ ฯลฯ มีความแตกต่างกัน และขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ในสาขาวิชาอื่น พันธุศาสตร์ชีวเคมี พันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล พันธุศาสตร์นิเวศวิทยา ฯลฯ

พันธุศาสตร์มีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อการพัฒนาทฤษฎีวิวัฒนาการ (พันธุศาสตร์วิวัฒนาการ พันธุศาสตร์ของประชากร) แนวคิดและวิธีการทางพันธุศาสตร์ถูกนำมาใช้ในทุกด้านของกิจกรรมของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต มีความสำคัญต่อการแก้ปัญหาด้านการแพทย์ เกษตรกรรม และอุตสาหกรรมจุลชีววิทยา ความก้าวหน้าทางพันธุศาสตร์ล่าสุดเกี่ยวข้องกับการพัฒนาพันธุวิศวกรรม

ในสังคมสมัยใหม่ ประเด็นทางพันธุกรรมได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางในผู้ฟังที่แตกต่างกันและจากมุมมองที่ต่างกัน รวมถึงประเด็นด้านจริยธรรมอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเหตุผลสองประการ

ประการแรก พันธุศาสตร์ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเบื้องต้นที่สุดของธรรมชาติที่มีชีวิต ราวกับว่าตำแหน่งสำคัญในการแสดงออกของชีวิต ดังนั้นความก้าวหน้าของการแพทย์และชีววิทยาตลอดจนความคาดหวังทั้งหมดจากมันจึงมักเน้นที่พันธุกรรม การมุ่งเน้นนี้เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลในวงกว้าง

ประการที่สอง ในทศวรรษที่ผ่านมา พันธุศาสตร์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วจนทำให้เกิดการคาดการณ์ที่มีแนวโน้มทั้งทางวิทยาศาสตร์และกึ่งวิทยาศาสตร์ นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพันธุศาสตร์ของมนุษย์ซึ่งความก้าวหน้าทำให้เกิดปัญหาทางจริยธรรมอย่างเฉียบขาดมากกว่าในด้านอื่น ๆ ของวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์

ความจำเป็นในการทำความเข้าใจด้านจริยธรรมของการใช้เทคโนโลยีใหม่เกิดขึ้นเสมอ

ความแตกต่างของยุคสมัยใหม่คือความเร็วในการดำเนินการตามแนวคิดหรือการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์เป็นผลให้เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในพันธุศาสตร์ของมนุษย์ มีความเชื่อมโยงอย่างชัดเจนระหว่างการวิจัยทางวิทยาศาสตร์กับประเด็นทางจริยธรรม รวมถึงการพึ่งพาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความหมายทางจริยธรรมของผลลัพธ์สุดท้าย พันธุศาสตร์ได้ก้าวไปข้างหน้ามากจนมนุษย์อยู่บนธรณีประตูของอำนาจดังกล่าวที่ทำให้เขาสามารถกำหนดชะตากรรมทางชีวภาพของเขาได้ นั่นคือเหตุผลที่การใช้ศักยภาพที่เป็นไปได้ทั้งหมดของพันธุศาสตร์การแพทย์เป็นจริงเฉพาะกับการปฏิบัติตามมาตรฐานทางจริยธรรมอย่างเคร่งครัดเท่านั้น

พันธุศาสตร์ของมนุษย์ซึ่งพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในทศวรรษที่ผ่านมา ได้ให้คำตอบสำหรับคำถามมากมายที่ผู้คนสนใจมานานแล้ว: อะไรเป็นตัวกำหนดเพศของเด็ก ทำไมลูกดูเหมือนพ่อแม่? สัญญาณและโรคใดที่สืบทอดมาและไม่ใช่เหตุใดผู้คนจึงแตกต่างกันมาก เหตุใดการแต่งงานที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดจึงเป็นอันตราย

ความสนใจในพันธุศาสตร์มนุษย์เกิดจากสาเหตุหลายประการ ประการแรก เป็นความปรารถนาตามธรรมชาติของมนุษย์ที่จะรู้จักตนเอง ประการที่สอง หลังจากเอาชนะโรคติดเชื้อจำนวนมาก - กาฬโรค อหิวาตกโรค ไข้ทรพิษ ฯลฯ - ส่วนแบ่งของโรคทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้น ประการที่สาม หลังจากที่เข้าใจธรรมชาติของการกลายพันธุ์และความสำคัญของการกลายพันธุ์ในกรรมพันธุ์แล้ว ก็เห็นได้ชัดว่าการกลายพันธุ์อาจเกิดจากปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่ไม่เคยได้รับความสนใจอย่างเหมาะสมมาก่อน เริ่มต้นการศึกษาผลกระทบของรังสีและสารเคมีอย่างเข้มข้นต่อพันธุกรรม ทุก ๆ ปีมีการใช้สารเคมีในชีวิตประจำวันมากขึ้นเรื่อย ๆ การเกษตร อาหาร เครื่องสำอาง อุตสาหกรรมเภสัชวิทยาและกิจกรรมอื่น ๆ ซึ่งใช้สารก่อกลายพันธุ์จำนวนมาก

ในเรื่องนี้สามารถแยกแยะปัญหาหลัก ๆ ของพันธุกรรมได้ดังต่อไปนี้

โรคทางพันธุกรรมและสาเหตุ

โรคทางพันธุกรรมอาจเกิดจากความผิดปกติในแต่ละยีน โครโมโซม หรือชุดของโครโมโซม เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างชุดโครโมโซมที่ผิดปกติกับการเบี่ยงเบนที่คมชัดจากการพัฒนาปกติในกรณีดาวน์ซินโดรม

นอกจากความผิดปกติของโครโมโซมแล้ว โรคทางพันธุกรรมอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมโดยตรงในยีน

ยังไม่มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับโรคทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม มีวิธีการรักษาที่ช่วยบรรเทาอาการของผู้ป่วยและปรับปรุงความเป็นอยู่ที่ดีขึ้นได้ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการชดเชยข้อบกพร่องทางเมตาบอลิซึมที่เกิดจากการรบกวนในจีโนม

ห้องปฏิบัติการทางพันธุกรรมทางการแพทย์ ความรู้เกี่ยวกับพันธุศาสตร์มนุษย์ทำให้สามารถระบุความน่าจะเป็นของการเกิดของเด็กที่เป็นโรคทางพันธุกรรมในกรณีที่คู่สมรสหนึ่งหรือทั้งคู่ป่วยหรือพ่อแม่ทั้งสองมีสุขภาพแข็งแรง แต่พบโรคทางพันธุกรรมในบรรพบุรุษของพวกเขา ในบางกรณี เป็นไปได้ที่จะทำนายการเกิดของลูกคนที่สองที่มีสุขภาพดีหากลูกคนแรกป่วย การคาดการณ์ดังกล่าวดำเนินการในห้องปฏิบัติการทางพันธุกรรมทางการแพทย์ การใช้คำปรึกษาทางพันธุกรรมอย่างแพร่หลายจะช่วยหลายครอบครัวให้พ้นจากความโชคร้ายของการมีบุตรที่ป่วย

ความสามารถสืบทอดมาหรือไม่? นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าทุกคนมีพรสวรรค์ พรสวรรค์ได้รับการพัฒนาจากการทำงานหนัก ตามพันธุกรรมแล้ว บุคคลนั้นมีความสามารถมากกว่าเดิม แต่เขาไม่ได้ตระหนักในความสามารถอย่างเต็มที่ในชีวิตของเขา
จนถึงขณะนี้ยังไม่มีวิธีการใดในการเปิดเผยความสามารถที่แท้จริงของบุคคลในกระบวนการเลี้ยงดูเด็กและเยาวชนของเขาดังนั้นจึงมักไม่มีเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาของพวกเขา

การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำงานในสังคมมนุษย์หรือไม่? ประวัติความเป็นมาของมนุษยชาติคือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากรของสปีชีส์ Homo sapiens ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางชีววิทยาและสังคม สงคราม โรคระบาด ได้เปลี่ยนแหล่งรวมยีนของมนุษยชาติ การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้ลดลงในช่วง 2,000 ปีที่ผ่านมา แต่มีการเปลี่ยนแปลงเท่านั้น: ถูกซ้อนทับด้วยการคัดเลือกทางสังคม

พันธุวิศวกรรมใช้การค้นพบที่สำคัญที่สุดของอณูพันธุศาสตร์เพื่อพัฒนาวิธีการวิจัยใหม่ รับข้อมูลทางพันธุกรรมใหม่ ตลอดจนในกิจกรรมเชิงปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการแพทย์

ก่อนหน้านี้ วัคซีนถูกสร้างขึ้นจากแบคทีเรียหรือไวรัสที่ฆ่าหรือทำให้อ่อนแอเท่านั้นที่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันในมนุษย์ผ่านการสร้างโปรตีนแอนติบอดีจำเพาะ วัคซีนดังกล่าวนำไปสู่การพัฒนาภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่ง แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน

การฉีดวัคซีนด้วยโปรตีนบริสุทธิ์ของเปลือกไวรัสนั้นปลอดภัยกว่า - พวกมันไม่สามารถทวีคูณได้ tk พวกเขาไม่มีกรดนิวคลีอิก แต่ทำให้เกิดการผลิตแอนติบอดี สามารถหาได้จากพันธุวิศวกรรม วัคซีนป้องกันโรคตับอักเสบติดเชื้อ (โรคของบ็อตกิน) ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว - โรคที่อันตรายและรักษายาก งานกำลังดำเนินการเพื่อสร้างวัคซีนป้องกันไข้หวัดใหญ่ แอนแทรกซ์ และโรคอื่นๆ ที่บริสุทธิ์

แก้ไขพื้น. การดำเนินการแปลงเพศในประเทศของเราเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 30 ปีที่แล้วอย่างเคร่งครัดด้วยเหตุผลทางการแพทย์

การปลูกถ่ายอวัยวะ การปลูกถ่ายอวัยวะจากผู้บริจาคเป็นการผ่าตัดที่ซับซ้อนมาก ตามด้วยช่วงเวลาที่ยากลำบากในการปลูกถ่ายอวัยวะ บ่อยครั้งที่การปลูกถ่ายถูกปฏิเสธและผู้ป่วยเสียชีวิต นักวิทยาศาสตร์หวังว่าปัญหาเหล่านี้จะสามารถแก้ไขได้ด้วยการโคลนนิ่ง

การโคลนนิ่งเป็นวิธีการทางพันธุวิศวกรรมซึ่งได้ลูกหลานมาจากเซลล์โซมาติกของบรรพบุรุษ ดังนั้นจึงมีจีโนมเหมือนกันทุกประการ

การโคลนนิ่งสัตว์ช่วยแก้ปัญหามากมายในด้านการแพทย์และอณูชีววิทยา แต่ในขณะเดียวกันก็สร้างปัญหาสังคมมากมาย

นักวิทยาศาสตร์มองเห็นโอกาสในการทำซ้ำเนื้อเยื่อหรืออวัยวะของผู้ป่วยหนักสำหรับการปลูกถ่ายครั้งต่อๆ ไป ในกรณีนี้ จะไม่มีปัญหากับการปฏิเสธการปลูกถ่าย การโคลนนิ่งสามารถใช้เพื่อให้ได้ยาใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งยาที่ได้จากเนื้อเยื่อและอวัยวะของสัตว์หรือมนุษย์

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีแนวโน้มที่น่าดึงดูด แต่ด้านจริยธรรมของการโคลนนิ่งก็เป็นเรื่องที่น่ากังวล

ความผิดปกติ การพัฒนาสิ่งมีชีวิตใหม่เกิดขึ้นตามรหัสพันธุกรรมที่บันทึกไว้ใน DNA ซึ่งมีอยู่ในนิวเคลียสของทุกเซลล์ในร่างกาย บางครั้งภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม - กัมมันตภาพรังสี, รังสีอัลตราไวโอเลต, สารเคมี - การละเมิดรหัสพันธุกรรมเกิดขึ้น, การกลายพันธุ์เกิดขึ้น, การเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐาน

พันธุศาสตร์และอาชญวิทยา ในการพิจารณาคดี กรณีการสถาปนาเครือญาติเป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อเด็ก ๆ ปะปนกันในโรงพยาบาลคลอดบุตร บางครั้งสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับเด็กที่เติบโตในครอบครัวต่างประเทศมานานกว่าหนึ่งปี ในการสร้างเครือญาติใช้วิธีการตรวจทางชีววิทยาซึ่งจะดำเนินการเมื่อเด็กอายุ 1 ขวบและระบบเลือดมีเสถียรภาพ มีการพัฒนาวิธีการใหม่ - การพิมพ์ลายนิ้วมือของยีนซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์ในระดับโครโมโซมได้ ในกรณีนี้อายุของเด็กไม่สำคัญและความสัมพันธ์ถูกสร้างขึ้นด้วยการรับประกัน 100%

วิธีการศึกษาพันธุศาสตร์มนุษย์

วิธีการลำดับวงศ์ตระกูลประกอบด้วยการศึกษาสายเลือดโดยอาศัยกฎมรดก Mendelian และช่วยในการกำหนดลักษณะของการสืบทอดของลักษณะ (เด่นหรือด้อย)

วิธีแฝดคือการศึกษาความแตกต่างระหว่างฝาแฝดที่เหมือนกัน วิธีนี้จัดทำโดยธรรมชาติเอง ช่วยในการระบุอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่มีต่อฟีโนไทป์ที่มีจีโนไทป์เดียวกัน

วิธีประชากร พันธุศาสตร์ของประชากรศึกษาความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างคนแต่ละกลุ่ม (ประชากร) สำรวจรูปแบบของการกระจายยีนทางภูมิศาสตร์

วิธีไซโตเจเนติกส์ขึ้นอยู่กับการศึกษาความแปรปรวนและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่ระดับเซลล์และโครงสร้างย่อย มีการสร้างความเชื่อมโยงสำหรับโรคร้ายแรงจำนวนหนึ่งที่มีความผิดปกติของโครโมโซม

วิธีทางชีวเคมีทำให้สามารถระบุโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการเผาผลาญ ความผิดปกติของคาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโน ไขมัน และการเผาผลาญประเภทอื่นๆ เป็นที่ทราบกันดี

บทบาทของการสืบพันธุ์ในการพัฒนาสิ่งมีชีวิต

ทุกช่วงอายุของสิ่งมีชีวิตมีความสำคัญ รวมทั้งสำหรับมนุษย์ด้วย สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดถูกลดขนาดลงไปจนถึงการสืบพันธุ์แบบวัฏจักรของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิม และกระบวนการทำซ้ำแบบวนรอบนี้เริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน

พิจารณาคุณสมบัติของมัน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากชีวเคมีว่าปฏิกิริยาหลายอย่างของโมเลกุลอินทรีย์สามารถย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโนถูกสังเคราะห์เป็นโมเลกุลโปรตีนที่สามารถแตกตัวเป็นกรดอะมิโนได้ นั่นคือภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลใด ๆ ทั้งปฏิกิริยาสังเคราะห์และปฏิกิริยาการแยกตัวเกิดขึ้น ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตใด ๆ จะต้องผ่านขั้นตอนวัฏจักรของการแยกสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมและการสืบพันธุ์จากส่วนที่แยกจากกันของสำเนาใหม่ของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิม ซึ่งจะทำให้เกิดตัวอ่อนสำหรับการสืบพันธุ์อีกครั้ง ด้วยเหตุนี้ปฏิสัมพันธ์ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตจึงคงอยู่อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายพันล้านปี คุณสมบัติของการทำสำเนาจากส่วนที่แตกแยกของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมของสำเนานั้นพิจารณาจากความจริงที่ว่าโมเลกุลที่ซับซ้อนถูกถ่ายโอนไปยังสิ่งมีชีวิตใหม่ซึ่งควบคุมกระบวนการสร้างสำเนาใหม่อย่างสมบูรณ์

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการสืบพันธุ์ของสารเชิงซ้อนของโมเลกุลด้วยตนเอง และเส้นทางนี้ได้รับการแก้ไขอย่างดีในทุกเซลล์ที่มีชีวิต นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจมานานแล้วว่าในกระบวนการของเอ็มบริโอมีขั้นตอนของวิวัฒนาการของชีวิตซ้ำแล้วซ้ำอีก แต่คุณควรให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าในส่วนลึกของเซลล์ ในนิวเคลียส มีโมเลกุลดีเอ็นเอ นี่เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดที่แสดงว่าชีวิตบนโลกเริ่มต้นจากการสืบพันธุ์ของสารเชิงซ้อนของโมเลกุลที่มีคุณสมบัติในการแยกเกลียวคู่ของ DNA ออกก่อน จากนั้นจึงทำให้เกิดกระบวนการสร้างเกลียวคู่ขึ้นใหม่ นี่คือกระบวนการของการสร้างวัฏจักรขึ้นใหม่ของวัตถุที่มีชีวิตด้วยความช่วยเหลือของโมเลกุลที่ส่งผ่านในขณะที่แยกออกและควบคุมการสังเคราะห์สำเนาของวัตถุดั้งเดิมอย่างสมบูรณ์ นิยามของชีวิตก็จะประมาณนี้ ชีวิตเป็นปฏิสัมพันธ์ของสสารประเภทหนึ่ง ซึ่งความแตกต่างที่สำคัญจากประเภทปฏิสัมพันธ์ที่รู้จักคือการจัดเก็บ การสะสม และการคัดลอกวัตถุ ซึ่งทำให้เกิดความแน่นอนในการโต้ตอบเหล่านี้และถ่ายโอนจากการสุ่มไปยังวัตถุปกติ ในขณะที่การทำซ้ำแบบวนรอบของ วัตถุที่มีชีวิตเกิดขึ้น

สิ่งมีชีวิตใด ๆ มีชุดของโมเลกุลทางพันธุกรรมที่กำหนดกระบวนการสร้างสำเนาของวัตถุดั้งเดิมอย่างสมบูรณ์นั่นคือหากมีสารอาหารที่จำเป็นโดยมีความเป็นไปได้หนึ่งอันอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลที่ซับซ้อน สำเนาของสิ่งมีชีวิตจะถูกสร้างขึ้นใหม่ แต่ไม่รับประกันการจัดหาสารอาหาร และอิทธิพลภายนอกที่เป็นอันตรายและการหยุดชะงักของปฏิสัมพันธ์ภายในเซลล์ก็เกิดขึ้นเช่นกัน ดังนั้น ความน่าจะเป็นทั้งหมดในการสร้างสำเนาใหม่จึงน้อยกว่าหนึ่งฉบับเล็กน้อยเสมอ

ดังนั้น จากสิ่งมีชีวิตหรือวัตถุที่มีชีวิต 2 อย่าง สิ่งมีชีวิตที่มีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะใช้ปฏิสัมพันธ์ที่จำเป็นทั้งหมดจะถูกคัดลอกอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นี่คือกฎแห่งวิวัฒนาการของธรรมชาติที่มีชีวิต กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันสามารถกำหนดได้ดังนี้: ยิ่งการโต้ตอบที่จำเป็นสำหรับการคัดลอกวัตถุถูกควบคุมโดยตัววัตถุเองมากเท่าใด ความน่าจะเป็นของการทำสำเนาแบบวนซ้ำก็จะยิ่งมากขึ้น

เป็นที่แน่ชัดว่าหากความน่าจะเป็นรวมของการโต้ตอบทั้งหมดเพิ่มขึ้น วัตถุที่กำหนดก็จะวิวัฒนาการ ถ้ามันลดลง มันก็จะวนเวียนอยู่ ถ้าไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าวัตถุนั้นอยู่ในสถานะเสถียร

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของกิจกรรมชีวิตคือหน้าที่ของการผลิตเอง กล่าวอีกนัยหนึ่งกิจกรรมในชีวิตเป็นกระบวนการของการตอบสนองความต้องการในการสืบพันธุ์โดยบุคคลที่มีชีวิตอยู่ภายในกรอบของระบบที่รวมเขาไว้เป็นองค์ประกอบเช่น ในสภาวะแวดล้อม การทำวิทยานิพนธ์เบื้องต้นมีสมมติฐานว่ากิจกรรมในชีวิตมีความจำเป็นที่สำคัญที่สุดสำหรับการทำซ้ำของวัตถุในฐานะเจ้าของร่างกายมนุษย์ควรสังเกตว่าการสืบพันธุ์ดำเนินการในสองวิธี: ประการแรกในกระบวนการบริโภค สสารและพลังงานจากสิ่งแวดล้อม และประการที่สอง ในกระบวนการสืบพันธุ์ทางชีวภาพ นั่นคือ การเกิดของลูกหลาน ประเภทแรกของการตระหนักรู้ถึงความต้องการในการเชื่อมโยง "สิ่งแวดล้อม-สิ่งมีชีวิต" สามารถแสดงได้ว่าเป็นการทำซ้ำของ มนุษย์มีอยู่บนโลกด้วยการบริโภคสารที่จำเป็นและพลังงานจากสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง

ในและ. Vernadsky ในงาน "Biosphere" ที่รู้จักกันดีของเขาได้นำเสนอกระบวนการของชีวิตบนโลกเป็นวัฏจักรของสสารและพลังงานที่คงที่ซึ่งมนุษย์จะต้องรวมเข้ากับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ อะตอมและโมเลกุลของสารทางกายภาพที่ประกอบขึ้นเป็นชีวมณฑลของโลกถูกรวมเข้าและออกจากการไหลเวียนของมันนับล้านครั้งในช่วงที่สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ ร่างกายมนุษย์ไม่เหมือนกับสารและพลังงานที่บริโภคจากสภาพแวดล้อมภายนอก แต่เป็นเป้าหมายของกิจกรรมในชีวิตที่เปลี่ยนแปลงไปในทางใดทางหนึ่ง อันเป็นผลมาจากการรับรู้ถึงความต้องการสาร พลังงาน ข้อมูล วัตถุธรรมชาติอื่นเกิดขึ้นจากวัตถุแห่งธรรมชาติหนึ่งซึ่งมีคุณสมบัติและหน้าที่ที่ไม่มีอยู่ในวัตถุดั้งเดิมเลย สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงกิจกรรมประเภทพิเศษที่มีอยู่ในมนุษย์ กิจกรรมดังกล่าวสามารถกำหนดได้ว่าเป็นความต้องการที่มุ่งเป้าไปที่การสร้างวัสดุและพลังงาน เนื้อหาของการตระหนักถึงความต้องการนี้คือการแยกวิถีชีวิตจากสิ่งแวดล้อม การสกัดในความหมายกว้างๆ ทั้งการสกัดจริงและการผลิต

การสืบพันธุ์ประเภทนี้ไม่ใช่สิ่งเดียวเท่านั้นที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิต V.I.Vernadsky เขียนว่าสิ่งมีชีวิต "เมื่อตาย มีชีวิตอยู่และยุบตัว ให้อะตอมของมันและนำพวกมันไปจากมันอย่างต่อเนื่อง แต่สิ่งมีชีวิตที่ถูกโอบล้อมด้วยชีวิตมักจะมีจุดเริ่มต้นในชีวิตเสมอ" การสืบพันธุ์แบบที่สองนั้นมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกเช่นกัน วิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ด้วยความมั่นใจเพียงพอแล้วว่าแหล่งกำเนิดโดยตรงของสิ่งมีชีวิตจากสสารที่ไม่มีชีวิตในระยะนี้ของการพัฒนาโลกนั้นเป็นไปไม่ได้

หลังจากการเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตบนโลก การเกิดขึ้นของมันในปัจจุบันบนพื้นฐานของสสารอนินทรีย์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำได้อีกต่อไป ระบบสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่บนโลกนี้เกิดขึ้นจากพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตหรือผ่านทางสิ่งมีชีวิต ดังนั้น ก่อนที่สิ่งมีชีวิตจะแพร่พันธุ์ตัวมันเองในทางวัตถุและอย่างกระฉับกระเฉง จะต้องมีการสืบพันธุ์ทางชีววิทยา กล่าวคือ เกิดมาจากสิ่งมีชีวิตอื่น ประการแรกการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตโดยสิ่งมีชีวิตคือการถ่ายโอนโดยรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งของสารพันธุกรรมซึ่งกำหนดปรากฏการณ์ของโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาบางอย่างในลูกหลาน เป็นที่ชัดเจนว่าสารพันธุกรรมไม่ได้ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นด้วยตัวมันเอง การส่งผ่านของสารพันธุกรรมยังเป็นหน้าที่ของชีวิตมนุษย์อีกด้วย

คำถามที่ 1. เทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร?

เทคโนโลยีชีวภาพคือการใช้สิ่งมีชีวิต ระบบชีวภาพ หรือกระบวนการทางชีววิทยาในการผลิตทางอุตสาหกรรม สาขาเทคโนโลยีชีวภาพ ได้แก่ พันธุวิศวกรรม โครโมโซมและวิศวกรรมเซลล์ การโคลนพืชและสัตว์ทางการเกษตร การใช้จุลินทรีย์ในการอบ การผลิตไวน์ การผลิตยา ฯลฯ

คำถามที่ 2. พันธุวิศวกรรมแก้ปัญหาอะไรได้บ้าง? อะไรคือความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยในด้านนี้?

วิธีการทางพันธุวิศวกรรมช่วยให้คุณสามารถแนะนำยีนของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ (เช่น มนุษย์) เข้าไปในจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตบางชนิด (เช่น แบคทีเรีย) พันธุวิศวกรรมทำให้สามารถแก้ปัญหาการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมโดยจุลินทรีย์ของฮอร์โมนต่างๆ ของมนุษย์ เช่น อินซูลินและฮอร์โมนการเจริญเติบโต โดยการสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม เธอได้ให้พันธุ์ที่ทนทานต่อความหนาวเย็น โรคและแมลงศัตรูพืช ปัญหาหลักของพันธุวิศวกรรมคือการสังเกตและควบคุมกิจกรรมของ DNA ที่นำมาจากภายนอก สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมสามารถทนต่อ "ภาระ" ของยีนต่างประเทศได้หรือไม่ นอกจากนี้ยังมีอันตรายจากการถ่ายโอนโดยธรรมชาติ (การย้ายถิ่น) ของยีนต่างประเทศไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันสามารถได้รับคุณสมบัติที่ไม่พึงประสงค์ต่อมนุษย์และธรรมชาติ สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุดคือปัญหาด้านจริยธรรม: เรามีสิทธิที่จะสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่เพื่อประโยชน์ของเราเองหรือไม่?

คำถามที่ 3 เหตุใดคุณจึงคิดว่าการเลือกจุลินทรีย์มีความสำคัญสูงสุดในปัจจุบัน

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ความสนใจในการเพาะพันธุ์จุลินทรีย์เพิ่มขึ้น:

• ความง่ายในการคัดเลือก (เมื่อเทียบกับพืชและสัตว์) ซึ่งเกิดจากอัตราการสืบพันธุ์ที่สูงและการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียได้ง่าย
• ศักยภาพทางชีวเคมีมหาศาล (ปฏิกิริยาที่หลากหลายที่กระทำโดยแบคทีเรีย—ตั้งแต่การสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะและวิตามินไปจนถึงการแยกองค์ประกอบทางเคมีที่หายากออกจากแร่)
• ความเรียบง่ายของการจัดการทางพันธุวิศวกรรม สิ่งสำคัญคือยีนที่สร้างใน DNA ของแบคทีเรียเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ เนื่องจากยีนของโปรคาริโอตทั้งหมดทำงาน (ต่างจากสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอต)

ด้วยเหตุนี้ วันนี้จึงมีตัวอย่างการใช้แบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ในทางปฏิบัติเป็นจำนวนมาก เช่น การผลิตอาหาร ฮอร์โมนของมนุษย์ การแปรรูปของเสีย การบำบัดน้ำเสีย เป็นต้น

คำถามที่ 4 ให้ตัวอย่างการผลิตภาคอุตสาหกรรมและการใช้ผลิตภัณฑ์ของกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์

ตั้งแต่สมัยโบราณ แบคทีเรียกรดแลคติกได้จัดเตรียมนมข้นจืดและชีส แบคทีเรียซึ่งมีลักษณะการหมักแอลกอฮอล์ - การสังเคราะห์เอทิลแอลกอฮอล์ ยีสต์ใช้ในการอบและผลิตไวน์

ตั้งแต่ปี 1982 อินซูลินที่สังเคราะห์โดย Escherichia coli ได้ถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรม สิ่งนี้เกิดขึ้นได้หลังจากยีนอินซูลินของมนุษย์ถูกแทรกเข้าไปใน DNA ของแบคทีเรียโดยใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรม ปัจจุบันได้มีการสร้างการสังเคราะห์ฮอร์โมนการเจริญเติบโตของยีนซึ่งใช้ในการรักษาคนแคระในเด็ก

จุลินทรีย์ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพในการทำความสะอาดน้ำเสีย การแปรรูปของเสีย การกำจัดน้ำมันที่หกในแหล่งน้ำ และรับเชื้อเพลิง

คำถามที่ 5. สิ่งมีชีวิตชนิดใดที่เรียกว่าทรานส์เจนิก?

ยีน (ดัดแปลงพันธุกรรม) เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีการเพิ่มเติมเทียมกับจีโนม ตัวอย่าง (นอกเหนือจาก E. coli ที่กล่าวถึงข้างต้น) อาจเป็นพืชที่มีการแทรกดีเอ็นเอของโครโมโซมของแบคทีเรียซึ่งมีหน้าที่ในการสังเคราะห์สารพิษที่ขับไล่แมลงที่เป็นอันตราย ส่งผลให้ได้พันธุ์ข้าวโพด ข้าว และมันฝรั่งที่ทนทานต่อศัตรูพืชและไม่ต้องใช้ยาฆ่าแมลง ตัวอย่างที่น่าสนใจคือปลาแซลมอน ซึ่ง DNA ถูกเสริมด้วยยีนที่กระตุ้นการผลิตโกรทฮอร์โมน เป็นผลให้ปลาแซลมอนเติบโตเร็วขึ้นหลายเท่าและน้ำหนักของปลาก็ใหญ่กว่าปกติมาก

คำถามที่ 6. ข้อดีของการโคลนนิ่งเหนือวิธีการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมคืออะไร?

การโคลนนิ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้สำเนาที่แน่นอนของสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะที่ทราบอยู่แล้ว ช่วยให้คุณได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นในเวลาอันสั้นกว่าวิธีการเพาะพันธุ์แบบเดิม วัสดุจากเว็บไซต์

การโคลนนิ่งทำให้สามารถทำงานกับเซลล์แต่ละเซลล์หรือตัวอ่อนขนาดเล็กได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อผสมพันธุ์โค ทารกในครรภ์ของลูกวัวในระยะของเซลล์ที่ไม่แตกต่างกันจะถูกแบ่งออกเป็นชิ้น ๆ และวางไว้ในมารดาที่เป็นตัวแทน เป็นผลให้ลูกวัวที่เหมือนกันหลายตัวที่มีลักษณะและคุณสมบัติที่จำเป็นพัฒนา

การโคลนพืชยังสามารถใช้ในกรณีที่จำเป็น ในกรณีนี้ การคัดเลือกเกิดขึ้นในเซลล์เพาะเลี้ยง จากนั้นพืชที่เต็มเปี่ยมจะเติบโตจากเซลล์ที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น

ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของการโคลนนิ่งคือการปลูกถ่ายนิวเคลียสของเซลล์โซมาติกไปเป็นไข่ที่กำลังพัฒนา เทคโนโลยีนี้ในอนาคตจะทำให้สามารถสร้างฝาแฝดทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตใดๆ (หรือที่สำคัญกว่านั้นคือเนื้อเยื่อและอวัยวะของมัน)

ไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา? ใช้การค้นหา

ในหน้านี้ เนื้อหาในหัวข้อ:

• ทำไมคุณถึงคิดว่าการคัดเลือกจุลินทรีย์ได้มา
• ตัวอย่างความสำเร็จของการใช้เทคโนโลยีชีวภาพ
• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพ
• การโคลนเทคโนโลยีชีวภาพด้วยวิดีโอ
• โซชิเนนิยาไบโอเท็กซ์โนโลจิยา

หนังสือเรียนนี้สอดคล้องกับมาตรฐานการศึกษาของรัฐบาลกลางสำหรับการศึกษาระดับมัธยมศึกษา (สมบูรณ์) ทั่วไป ซึ่งแนะนำโดยกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสหพันธรัฐรัสเซีย และรวมอยู่ในรายชื่อหนังสือเรียนของรัฐบาลกลาง

หนังสือเรียนส่งถึงนักเรียนในชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 และออกแบบมาเพื่อสอนวิชานี้ 1 หรือ 2 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

การออกแบบที่ทันสมัย ​​คำถามและงานหลายระดับ ข้อมูลเพิ่มเติม และความเป็นไปได้ของการทำงานคู่ขนานกับแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้การดูดซึมสื่อการศึกษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ

การเลือกจุลินทรีย์สำหรับอุตสาหกรรมและการเกษตรมีความสำคัญอย่างไร?

เทคโนโลยีชีวภาพ -มันคือการใช้สิ่งมีชีวิต ระบบชีวภาพ หรือกระบวนการทางชีววิทยาในการผลิตทางอุตสาหกรรม คำว่า "เทคโนโลยีชีวภาพ" แพร่หลายตั้งแต่กลางทศวรรษ 1970 ศตวรรษที่ XX แม้ว่าเป็นเวลานานแล้วที่มนุษยชาติได้ใช้จุลินทรีย์ในการอบและการผลิตไวน์ ในการผลิตเบียร์และในการทำชีส การผลิตตามกระบวนการทางชีวภาพใด ๆ ถือเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ พันธุศาสตร์ โครโมโซมและวิศวกรรมเซลล์ การโคลนพืชและสัตว์ทางการเกษตรเป็นแง่มุมต่างๆ ของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

เทคโนโลยีชีวภาพทำให้ไม่เพียงแต่จะได้ผลิตภัณฑ์ที่สำคัญสำหรับมนุษย์เท่านั้น เช่น ยาปฏิชีวนะและโกรทฮอร์โมน เอทิลแอลกอฮอล์ และคีเฟอร์ แต่ยังสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติที่กำหนดไว้ล่วงหน้าได้เร็วกว่าการใช้วิธีการเพาะพันธุ์แบบเดิมๆ มีกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการบำบัดน้ำเสีย การแปรรูปของเสีย การกำจัดน้ำมันรั่วในแหล่งน้ำ และการผลิตเชื้อเพลิง เทคโนโลยีเหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์บางชนิด

เทคโนโลยีชีวภาพที่เกิดขึ้นใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงสังคมของเรา เปิดโอกาสใหม่ ๆ แต่ในขณะเดียวกันก็สร้างปัญหาทางสังคมและจริยธรรมบางอย่าง

พันธุวิศวกรรม.วัตถุที่สะดวกของเทคโนโลยีชีวภาพคือจุลินทรีย์ที่มีจีโนมที่ค่อนข้างเรียบง่าย วงจรชีวิตสั้น และคุณสมบัติทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่หลากหลาย

สาเหตุหนึ่งของโรคเบาหวานคือการขาดอินซูลินในร่างกาย ซึ่งเป็นฮอร์โมนของตับอ่อน การฉีดอินซูลินที่แยกได้จากตับอ่อนของสุกรและโคช่วยชีวิตหลายล้านคน แต่ในผู้ป่วยบางรายจะนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาภูมิแพ้ ทางออกที่ดีที่สุดคือการใช้อินซูลินของมนุษย์ โดยพันธุวิศวกรรม ยีนอินซูลินของมนุษย์ถูกแทรกเข้าไปใน DNA ของ Escherichia coli แบคทีเรียเริ่มสังเคราะห์อินซูลินอย่างแข็งขัน ในปีพ.ศ. 2525 อินซูลินของมนุษย์กลายเป็นยาตัวแรกที่ดัดแปลงพันธุกรรม

ข้าว. 107. ประเทศที่ปลูกพืชดัดแปรพันธุกรรม พื้นที่เกือบทั้งหมดภายใต้การปลูกพืชดัดแปรพันธุกรรมถูกครอบครองโดยพันธุ์ดัดแปลงพันธุกรรมของพืชสี่ชนิด: ถั่วเหลือง (62%) ข้าวโพด (24%) ฝ้าย (9%) และเรพซีด (4%) มันฝรั่งดัดแปลงพันธุกรรม มะเขือเทศ ข้าว ยาสูบ หัวบีต และพืชผลอื่นๆ ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว

ปัจจุบันฮอร์โมนการเจริญเติบโตได้รับในลักษณะเดียวกัน ยีนมนุษย์ที่แทรกเข้าไปในจีโนมของแบคทีเรียทำให้เกิดการสังเคราะห์ฮอร์โมน ซึ่งการฉีดจะใช้ในการรักษาคนแคระและฟื้นฟูการเจริญเติบโตของเด็กที่ป่วยให้อยู่ในระดับที่เกือบปกติ

เช่นเดียวกับในแบคทีเรีย สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรม สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมเหล่านี้เรียกว่า ดัดแปลงพันธุกรรมหรือ สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม(จีเอ็มโอ).

ในธรรมชาติมีแบคทีเรียที่ปล่อยสารพิษที่ฆ่าแมลงที่เป็นอันตรายหลายชนิด ยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์สารพิษนี้ถูกแยกออกจากจีโนมของแบคทีเรียและรวมเข้ากับจีโนมของพืชที่ปลูก จนถึงปัจจุบัน ข้าวโพด ข้าว มันฝรั่ง และพืชทางการเกษตรอื่นๆ ได้รับการพัฒนาขึ้นแล้ว การปลูกพืชดัดแปรพันธุกรรมที่ไม่ต้องการยาฆ่าแมลงมีข้อได้เปรียบอย่างมาก เพราะในประการแรก ยาฆ่าแมลงไม่เพียงฆ่าแมลงที่เป็นอันตราย แต่ยังรวมถึงแมลงที่เป็นประโยชน์ด้วย และประการที่สอง ยาฆ่าแมลงจำนวนมากสะสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมและมีผลต่อการกลายพันธุ์ต่อสิ่งมีชีวิต (รูปที่ . 107)

หนึ่งในการทดลองที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกในการสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมได้ดำเนินการกับหนู ในจีโนมที่มีการแทรกยีนฮอร์โมนการเจริญเติบโตของหนู เป็นผลให้หนูดัดแปรพันธุกรรมเติบโตเร็วขึ้นมากและจบลงด้วยขนาดสองเท่าของหนูปกติ หากประสบการณ์นี้มีนัยสำคัญทางทฤษฎีเพียงอย่างเดียว การทดลองในแคนาดาก็มีแนวทางปฏิบัติที่ชัดเจนอยู่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาได้แนะนำยีนของปลาอีกตัวหนึ่งในสารพันธุกรรมของปลาแซลมอน ซึ่งกระตุ้นยีนฮอร์โมนการเจริญเติบโต ส่งผลให้ปลาแซลมอนโตเร็วขึ้น 10 เท่า และเพิ่มน้ำหนักปกติหลายเท่า

การโคลนนิ่งการสร้างสำเนาทางพันธุกรรมหลายชุดของบุคคลเพียงคนเดียวผ่านการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเรียกว่า การโคลนนิ่ง. ในสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ จำการขยายพันธุ์พืชในพืชและการกระจายตัวของสัตว์บางชนิด () หากรังสีชิ้นหนึ่งหลุดออกจากปลาดาวโดยไม่ได้ตั้งใจ สิ่งมีชีวิตที่เต็มเปี่ยมใหม่จะก่อตัวขึ้นจากมัน (รูปที่ 108) ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง กระบวนการนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

การทดลองโคลนนิ่งสัตว์ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกได้ดำเนินการโดยนักวิจัย Gurdon ในช่วงปลายยุค 60 ศตวรรษที่ 20 ที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการปลูกถ่ายนิวเคลียสที่นำมาจากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ของกบเผือกไปเป็นไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ของกบธรรมดา ซึ่งนิวเคลียสเคยถูกทำลายไปแล้วก่อนหน้านี้ จากไข่ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์สามารถเลี้ยงลูกอ๊อดได้ ซึ่งต่อมากลายเป็นกบ ซึ่งเป็นสำเนาของกบเผือก ดังนั้นเป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าข้อมูลที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ใด ๆ ก็เพียงพอสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่เต็มเปี่ยม

ข้าว. 108. การงอกใหม่ของปลาดาวจากลำแสงเดียว

การวิจัยเพิ่มเติมที่ดำเนินการในสกอตแลนด์ในปี 2539 นำไปสู่การโคลนแกะดอลลี่ที่ประสบความสำเร็จจากเซลล์เยื่อบุผิวของเต้านมของแม่ (รูปที่ 109)

การโคลนนิ่งดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ดีในการเลี้ยงสัตว์ ตัวอย่างเช่น เมื่อเลี้ยงโคจะใช้เทคนิคต่อไปนี้ ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา เมื่อเซลล์ของตัวอ่อนยังไม่เชี่ยวชาญ ตัวอ่อนจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วน จากชิ้นส่วนแต่ละชิ้นที่วางไว้ในแม่อุปถัมภ์ (ตัวแทน) ลูกวัวที่เต็มเปี่ยมสามารถพัฒนาได้ ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถสร้างสำเนาของสัตว์ตัวเดียวที่มีคุณสมบัติอันมีค่าได้หลายชุด

สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ เซลล์เดี่ยวสามารถถูกโคลนได้ สร้างการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ ในตัวกลางที่เหมาะสม สามารถเติบโตได้อย่างไม่มีกำหนด เซลล์โคลนทำหน้าที่แทนสัตว์ทดลอง เนื่องจากสามารถใช้ศึกษาผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตจากสารเคมีต่างๆ เช่น ยาได้

การโคลนพืชใช้คุณลักษณะเฉพาะของเซลล์พืช ในช่วงต้นปี 60 ศตวรรษที่ 20 เป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์พืชแม้หลังจากครบกำหนดและความเชี่ยวชาญภายใต้สภาวะที่เหมาะสมก็สามารถทำให้เกิดพืชทั้งต้นได้ (รูปที่ 110) ดังนั้นวิธีการที่ทันสมัยของวิศวกรรมเซลล์จึงทำให้สามารถขยายพันธุ์พืชในระดับเซลล์ได้ กล่าวคือ เพื่อเลือกไม่ใช่พืชที่โตเต็มวัยที่มีคุณสมบัติบางอย่าง แต่เป็นเซลล์ที่ปลูกพืชที่โตเต็มที่แล้ว

ข้าว. 109. โคลนแกะดอลลี่

ด้านจริยธรรมของการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพการใช้เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ทำให้เกิดคำถามร้ายแรงมากมายสำหรับมนุษยชาติ ยีนที่แทรกเข้าไปในต้นมะเขือเทศแปลงพันธุ์สามารถโยกย้ายและรวมเข้ากับจีโนมของตัวอย่างเช่น แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์เมื่อกินผลไม้ได้หรือไม่? พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ทนต่อสารกำจัดวัชพืช โรคภัยแล้ง และปัจจัยกดดันอื่นๆ ผสมเกสรข้ามพันธุ์กับพืชป่าที่เกี่ยวข้อง ถ่ายทอดลักษณะเหล่านี้ไปยังวัชพืชหรือไม่? สิ่งนี้จะไม่ส่งผลให้เกิด "วัชพืชวิเศษ" ที่จะเติมพื้นที่เกษตรกรรมอย่างรวดเร็วหรือไม่? ลูกปลาแซลมอนยักษ์จะบังเอิญไปในทะเลเปิด และจะรบกวนสมดุลของประชากรธรรมชาติหรือไม่? ร่างกายของสัตว์ดัดแปรพันธุกรรมสามารถทนต่อภาระที่เกิดขึ้นจากการทำงานของยีนต่างประเทศได้หรือไม่? และมนุษย์มีสิทธิที่จะสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่เพื่อประโยชน์ของตนเองหรือไม่?

ประเด็นเหล่านี้และประเด็นอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางโดยผู้เชี่ยวชาญและสาธารณชนทั่วโลก หน่วยงานกำกับดูแลและค่าคอมมิชชั่นพิเศษที่สร้างขึ้นในทุกประเทศอ้างว่าถึงแม้จะมีข้อกังวลอยู่แล้ว แต่ก็ไม่ได้บันทึกผลกระทบที่เป็นอันตรายของ GMO ต่อธรรมชาติ

ข้าว. 110. ขั้นตอนการโคลนพืช (ตามตัวอย่างแครอท)

ในปี พ.ศ. 2539 สภายุโรปได้รับรองอนุสัญญาว่าด้วยสิทธิมนุษยชนในการใช้เทคโนโลยีจีโนมในการแพทย์ จุดเน้นของเอกสารอยู่ที่จริยธรรมของการใช้เทคโนโลยีดังกล่าว เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าไม่มีบุคคลใดสามารถถูกเลือกปฏิบัติโดยอาศัยข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของจีโนมของเขา

การนำสารพันธุกรรมจากภายนอกเข้าสู่เซลล์ของมนุษย์อาจมีผลเสียตามมา การแทรก DNA แปลกปลอมเข้าไปในบางส่วนของจีโนมที่ไม่สามารถควบคุมได้สามารถนำไปสู่การหยุดชะงักของยีน ความเสี่ยงของการใช้ยีนบำบัดเมื่อทำงานกับเซลล์สืบพันธุ์นั้นสูงกว่าเมื่อใช้โซมาติกเซลล์มาก เมื่อมีการแนะนำโครงสร้างทางพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์สืบพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์ในจีโนมของคนรุ่นต่อไปอาจเกิดขึ้นได้ ดังนั้นในเอกสารระหว่างประเทศของ UNESCO สภายุโรป องค์การอนามัยโลก (WHO) จึงเน้นย้ำว่าการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในจีโนมมนุษย์สามารถทำได้ในเซลล์ร่างกายเท่านั้น

แต่บางทีคำถามที่จริงจังที่สุดอาจเกิดขึ้นจากการโคลนนิ่งมนุษย์ที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎี การวิจัยด้านโคลนนิ่งมนุษย์ถูกห้ามในทุกประเทศ ด้วยเหตุผลทางจริยธรรมเป็นหลัก การก่อตัวของบุคคลนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับกรรมพันธุ์เท่านั้น มันถูกกำหนดโดยครอบครัวสภาพแวดล้อมทางสังคมและวัฒนธรรมดังนั้นด้วยการโคลนนิ่งใด ๆ จึงไม่สามารถสร้างบุคลิกภาพขึ้นมาใหม่ได้เช่นเดียวกับที่เป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำเงื่อนไขทั้งหมดของการศึกษาและการศึกษาที่สร้างบุคลิกภาพของต้นแบบ (ผู้บริจาคนิวเคลียส) ). นิกายสำคัญทางศาสนาทั้งหมดของโลกประณามการแทรกแซงใด ๆ ในกระบวนการสืบพันธุ์ของมนุษย์ โดยยืนยันว่าการปฏิสนธิและการเกิดต้องเกิดขึ้นตามธรรมชาติ

การทดลองโคลนนิ่งสัตว์ทำให้เกิดคำถามร้ายแรงมากมายสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ ซึ่งการแก้ปัญหานั้นขึ้นอยู่กับการพัฒนาต่อไปของสาขาวิทยาศาสตร์นี้ แกะดอลลี่ไม่ใช่โคลนเพียงตัวเดียวที่ได้รับจากนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อต มีโคลนหลายสิบตัว และมีเพียงดอลลี่เท่านั้นที่รอด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การปรับปรุงเทคนิคการโคลนนิ่งทำให้สามารถเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของโคลนที่รอดตายได้ แต่อัตราการตายยังคงสูงมาก อย่างไรก็ตาม มีปัญหาที่ร้ายแรงกว่านั้นจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าดอลลี่จะได้รับชัยชนะ แต่อายุทางชีววิทยาที่แท้จริงของเธอ ปัญหาสุขภาพที่เกี่ยวข้อง และการเสียชีวิตที่ค่อนข้างเร็วนั้นยังไม่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการใช้นิวเคลียสของเซลล์ของแกะผู้บริจาคอายุ 6 ขวบที่แก่ชราส่งผลต่อชะตากรรมและสุขภาพของดอลลี่

จำเป็นต้องเพิ่มความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตโคลนอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อค้นหาว่าการใช้วิธีการเฉพาะส่งผลต่ออายุขัย สุขภาพ และความอุดมสมบูรณ์ของสัตว์หรือไม่ เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะลดความเสี่ยงของการพัฒนาที่บกพร่องของไข่ที่สร้างใหม่

การแนะนำเทคโนโลยีชีวภาพอย่างแข็งขันในการแพทย์และพันธุศาสตร์ของมนุษย์ทำให้เกิดวิทยาศาสตร์พิเศษ - จริยธรรมทางชีวภาพ จริยธรรม- ศาสตร์แห่งทัศนคติทางจริยธรรมต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด รวมทั้งมนุษย์ด้วยจริยธรรมกำลังปรากฏอยู่เบื้องหน้า น่าเสียดายที่พระบัญญัติทางศีลธรรมที่มนุษย์ใช้มานานหลายศตวรรษไม่ได้จัดเตรียมโอกาสใหม่ๆ ที่เข้ามาในชีวิตโดยวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ดังนั้นผู้คนจึงต้องหารือและนำกฎหมายใหม่ที่คำนึงถึงความเป็นจริงใหม่ของชีวิต

ทบทวนคำถามและงานที่มอบหมาย

1. เทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร?

2. พันธุวิศวกรรมแก้ปัญหาอะไรได้บ้าง? อะไรคือความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยในด้านนี้?

3. คุณคิดว่าเหตุใดการเลือกจุลินทรีย์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในตอนนี้

4. ยกตัวอย่างการผลิตเชิงอุตสาหกรรมและการใช้ผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์

5. สิ่งมีชีวิตชนิดใดที่เรียกว่าดัดแปรพันธุกรรม?

6. ข้อดีของการโคลนนิ่งเหนือวิธีการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมคืออะไร?

คิด! ดำเนินการ!

1. อะไรคือโอกาสในการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศที่เปิดโอกาสให้มีการใช้สัตว์ดัดแปรพันธุกรรม?

2. มนุษยชาติสมัยใหม่สามารถทำได้โดยปราศจากเทคโนโลยีชีวภาพหรือไม่? จัดนิทรรศการหรือทำหนังสือพิมพ์ติดผนัง "เทคโนโลยีชีวภาพ อดีต ปัจจุบัน อนาคต"

3. จัดระเบียบและเป็นผู้นำการอภิปรายในหัวข้อ "การโคลน: ข้อดีและข้อเสีย"

4. ยกตัวอย่างอาหารในอาหารของคุณที่สร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ

5. พิสูจน์ว่าการบำบัดน้ำทางชีวภาพเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

อ้างถึงแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาและทำงานที่ได้รับมอบหมาย

วิศวกรรมเซลลูล่าร์ในยุค 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา วิศวกรรมเซลล์เริ่มพัฒนาอย่างแข็งขันในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ วิศวกรรมเซลล์ทำให้สามารถสร้างเซลล์ชนิดใหม่ได้โดยอาศัยการปรับแต่งที่หลากหลาย ส่วนใหญ่มักจะเป็นการผสมข้ามพันธุ์ กล่าวคือ การหลอมรวมของเซลล์ดั้งเดิมหรือนิวเคลียสของเซลล์เหล่านั้น นิวเคลียสที่เป็นของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นถูกวางไว้ในเซลล์ที่อยู่ภายใต้การศึกษา เงื่อนไขถูกสร้างขึ้นภายใต้การหลอมรวมของนิวเคลียสเหล่านี้ และจากนั้นจึงเกิดไมโทซิส และเกิดเซลล์นิวเคลียร์เดี่ยวขึ้นสองเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์มีสารพันธุกรรมผสมกัน เป็นครั้งแรกที่การทดลองดังกล่าวเกิดขึ้นในปี 2508 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จี. แฮร์ริส ซึ่งรวมเซลล์ของมนุษย์และหนูเข้าด้วยกัน ต่อจากนั้นได้สิ่งมีชีวิตทั้งหมดซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างกันที่ได้จากวิศวกรรมเซลล์ ลูกผสมดังกล่าวแตกต่างจากลูกผสมที่ได้รับทางเพศสัมพันธ์เพราะมีไซโตพลาสซึมของพ่อแม่ทั้งสอง (จำได้ว่าในระหว่างการปฏิสนธิปกติไซโตพลาสซึมของสเปิร์มไม่เจาะไข่) การรวมเซลล์ใช้ในการผลิตลูกผสมที่มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ระหว่างสปีชีส์ที่อยู่ห่างไกลซึ่งปกติไม่ได้ผสมข้ามพันธุ์ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะได้รับเซลล์ลูกผสมของพืชที่มียีนไซโตพลาสซึม (เช่น ยีนที่พบในไมโตคอนเดรียและพลาสติด) ซึ่งเพิ่มความต้านทานต่ออิทธิพลที่เป็นอันตรายต่างๆ

1. วิชาวิทยาศาตร์ผู้สูงอายุมีวิชาอะไรบ้าง? ประเมินการพัฒนาวิทยาศาสตร์นี้ในประเทศของเรา มีผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ในภูมิภาคของคุณหรือไม่?

2. คุณคิดว่าคนที่ทำงานด้านการให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมควรมีคุณสมบัติส่วนตัวอย่างไร? อธิบายมุมมองของคุณ

3. คุณรู้อะไรเกี่ยวกับอาชีพที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาในบทนี้บ้าง ค้นหาชื่ออาชีพต่างๆ บนอินเทอร์เน็ต และเตรียมข้อความสั้นๆ (ไม่เกิน 7-10 ประโยค) เกี่ยวกับอาชีพที่คุณประทับใจมากที่สุด อธิบายตัวเลือกของคุณ

4. โดยใช้แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม ค้นหาว่าการศึกษาของตัวอ่อนคืออะไร จะหาทักษะดังกล่าวได้จากที่ไหน?

5. ผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องกับงานคัดเลือกควรมีความรู้อะไรบ้าง? อธิบายมุมมองของคุณ

พันธุวิศวกรรม - ปัญหาและความสำเร็จ

หัวข้อที่ 4 ปัญหาวิทยาศาสตร์พื้นฐานทางนิเวศวิทยาและการจัดการธรรมชาติ

ปัญหาปัจจุบันของนิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์

ปัญหาสมัยใหม่ของธรณีศาสตร์

ธรณีวิทยา

ภูมิศาสตร์

3.3. วิทยาศาสตร์ดิน

1. ปัญหาสมัยใหม่ของชีววิทยาในฐานะวิทยาศาสตร์

พันธุวิศวกรรม - ปัญหาและความสำเร็จ

พันธุวิศวกรรม (นำเสนอโดย... ). ดูภาคผนวก

งานเกี่ยวกับการสร้างใหม่ทางพันธุกรรมหรือพันธุวิศวกรรมเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 และรายงานฉบับแรกเกี่ยวกับการได้รับสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตที่ดัดแปลงพันธุกรรมปรากฏขึ้นตรงกลาง ยุค 80

หนึ่งในพื้นที่หลักของเทคโนโลยีชีวภาพคือการผลิตและการใช้พืชดัดแปรพันธุกรรม กล่าวคือ รูปแบบที่มียีนต่างด้าวของจีโนมที่สร้างขึ้นโดยวิธีการทางพันธุวิศวกรรมที่ทำงานตามปกติในจีโนมใหม่ ยีนของสัตว์ มนุษย์ แบคทีเรีย และพืชอื่นๆ ที่ผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่จะรวมอยู่ในจีโนมพืช ในอนาคตทิศทางนี้จะมีแนวโน้มมากที่สุดในแง่ของการปรับปรุงคุณลักษณะที่จำเป็นสำหรับการคัดเลือกอย่างมีนัยสำคัญ

การปรับปรุงพืชโดยการดัดแปลงพันธุกรรมไปในทิศทางต่อไปนี้ แก้ปัญหาได้สำเร็จมากที่สุด ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชซึ่งมีความสำคัญต่อการควบคุมวัชพืชที่อุดตันทุ่งนาและลดผลผลิตของพืชที่ปลูก ฝ้าย ข้าวโพด เรพซีด ถั่วเหลือง บีทน้ำตาล ข้าวสาลี และพืชอื่นๆ ที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืชได้ถูกนำมาใช้แล้ว

อยู่รอบทิศทางของการแปลงพันธุ์นี้ที่การอภิปรายอย่างจริงจังเกี่ยวกับผลเชิงลบของการถ่ายโอนยีนต้านทานสารกำจัดวัชพืชไปในพืชที่ปลูกได้คลี่คลายในขณะนี้ มีการกล่าวถึงความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนยีนเหล่านี้ไปเป็นวัชพืชโดยธรรมชาติ เนื่องจากภายใต้เงื่อนไขบางประการ การผสมข้ามพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสปีชีส์ที่เพาะปลูกกับญาติในธรรมชาติของพวกมัน และด้วยเหตุนี้ การถ่ายโอนยีน

พืชต้านทานแมลงศัตรูพืชเป็นอีกปัญหาหนึ่งที่แก้ไขได้สำเร็จด้วยการนำพืชดัดแปรพันธุกรรมมาใช้ งานส่วนใหญ่เกี่ยวกับปัญหานี้มุ่งเน้นไปที่โปรตีน deltaendotoxin ที่ผลิตโดยแบคทีเรีย Bacillus turingensis หลายสายพันธุ์ โปรตีนนี้เป็นพิษต่อแมลงหลายชนิดและปลอดภัยสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมทั้งมนุษย์ สำหรับจีโนมมนุษย์ต่างดาวสำหรับพวกมัน ยีนแบคทีเรียเริ่มทำงานตามปกติและผลิตสารพิษ ซึ่งเมื่อแมลงกินพืชจะนำไปสู่ความตาย

ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ชิ้นแรกๆ ของพันธุวิศวกรรมพืชคือมะเขือเทศดัดแปรพันธุกรรมที่มีชื่อเสียงซึ่งมีอายุการเก็บรักษาเกือบไม่จำกัด พวกเขาได้รับในสอง บริษัท ด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน ในกรณีแรก สารปิดกั้นยีน (โครงสร้างแอนติเซนส์) สำหรับเอนไซม์ที่มีบทบาทสำคัญในการสลายตัวของผลมะเขือเทศได้ถูกนำมาใช้ในมะเขือเทศ ในอีกกรณีหนึ่ง ยีนสำหรับการสังเคราะห์เอทิลีน ซึ่งเป็นฮอร์โมนไฟโตฮอร์โมนที่ควบคุมการสุกของผลถูกปิดกั้น ผลไม้ของพืชดัดแปรพันธุกรรมดังกล่าวสามารถเก็บไว้ได้โดยไม่มีกำหนด จนถึงการบำบัดด้วยเอทิลีน เมื่อจำเป็นต้องใช้ผลสุก (การปล่อยมะเขือเทศเหล่านี้และการบริโภคจนถึงขณะนี้ไม่ก่อให้เกิดผลเสียใดๆ หรือไม่?)

การศึกษาที่มุ่งหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะได้โปรตีน แอนติบอดี วัคซีน และส่วนประกอบเฉพาะอื่นๆ ที่มีต้นกำเนิดจากสัตว์เพื่อใช้ในการแพทย์และสัตวแพทยศาสตร์ผ่านพืชดัดแปรพันธุกรรม ในกรณีเหล่านี้ ยีนของมนุษย์หรือสัตว์จะถูกแทรกเข้าไปในจีโนมพืช ซึ่งควบคุมการสังเคราะห์ส่วนประกอบโปรตีนที่จำเป็นสำหรับยา ดังนั้นโรงงานจึงกลายเป็นโรงงานประเภทหนึ่งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่เราต้องการ ในแผนเดียวกัน กำลังดำเนินการเพื่อเปลี่ยนสัตว์ให้เป็นผู้บริจาคโปรตีน เอ็นไซม์ ฮอร์โมน แอนติบอดี วัคซีน ฯลฯ ซึ่งจำเป็นสำหรับยาและสัตวแพทยศาสตร์ อย่างไรก็ตาม การทำงานกับสัตว์แปลงพันธุ์มีความเกี่ยวข้องกับความยากลำบากอย่างมากเนื่องจากลักษณะเฉพาะของ วัตถุและยังมีประสิทธิภาพน้อยกว่าโดยพืช

หากเราประเมินความสำเร็จล่าสุดของเทคโนโลยีชีวภาพในด้านระเบียบวิธี แสดงว่าเรากำลังพูดถึงการแทรกแซงที่ร้ายแรงในจีโนมของพืช สัตว์ และแม้แต่ตัวมนุษย์เองที่วิวัฒนาการขึ้นโดยวิวัฒนาการอย่างไม่ต้องสงสัย การดัดแปลงพันธุกรรมทั้งหมดเช่น การนำยีนต่างประเทศเข้าสู่จีโนมและการทำงานของพวกมันคือการสร้างใหม่ทางพันธุกรรมที่ร้ายแรงซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของหน้าที่ใหม่ ผลิตภัณฑ์ใหม่ของจีโนมซึ่งทำให้เกิดความไม่สมดุลอย่างมีนัยสำคัญในกลไกวิวัฒนาการของการทำงานร่วมกันของระบบอินทราจีโนมและระบบภายนอก . แต่บุคคลหนึ่งถูกบังคับให้มองหาแนวทางใหม่ในการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่โดยพื้นฐานที่ตอบสนองความต้องการของเขาในขณะที่เขาถูกคุกคามจากการขาดแคลนอาหารเนื่องจากมีภัยคุกคามต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของสิ่งแวดล้อม เมื่อทรัพยากรธรรมชาติหมดลงบุคคลจะต้องเริ่มสร้างระบบชีวภาพเทียมที่ให้ส่วนประกอบที่จำเป็นแก่เขา แต่อย่ารบกวนความสมดุลของระบบนิเวศ ข้อพิพาทและการอภิปรายทั้งหมดอยู่ในระนาบนี้อย่างแม่นยำ พวกเขาถูกทำให้รุนแรงขึ้นโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเรายังไม่รู้ผลที่ตามมาของการแทรกแซงของเราในจีโนมแม้ว่าการวิจัยในทิศทางนี้จะดำเนินการอย่างเข้มข้น

หากสามารถถ่ายทอดยีนแต่ละยีนของสปีชีส์ที่อยู่ห่างไกลอย่างเป็นระบบและทำให้พวกมันทำงานได้อย่างประสบความสำเร็จ ทำไมไม่ถ่ายโอนกลุ่มพันธุกรรมที่ใหญ่ขึ้น - ส่วนของโครโมโซมหรือโครโมโซมทั้งหมด สาขาพันธุศาสตร์เซลล์ซึ่งปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขเรียกว่าวิศวกรรมโครโมโซม วิธีการและแนวทางของวิศวกรรมโครโมโซมได้รับการพัฒนาอย่างประสบผลสำเร็จมาเป็นเวลานานสำหรับพืช เนื่องจากเป็นวิธีที่สะดวกที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ การถ่ายโอนโครโมโซมหรือชิ้นส่วนของโครโมโซมจากจีโนมหนึ่งไปยังอีกโครโมโซมนั้นเป็นการปรับโครงสร้างใหม่ของจีโนมที่ใหญ่ขึ้น จนถึงตอนนี้สิ่งนี้ประสบความสำเร็จในพืชเท่านั้น แต่มีความพยายามและประสบความสำเร็จในสัตว์ ในกรณีนี้ เราไม่ได้พูดถึงผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นของยีนที่ถูกถ่ายโอน แต่เกี่ยวกับการได้มาซึ่งสิ่งมีชีวิตที่รวมคุณสมบัติมากมายของสปีชีส์ที่แตกต่างกัน

ปัญหาที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่คือ ปัญหาทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์ของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต. ความลึกลับสำหรับนักวิจัยคือกลไกที่สร้างเซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะต่างๆ เช่น รับผิดชอบในการสร้างความแตกต่างของระบบต่างๆของร่างกายทำงานโดยรวม นักวิจัยหลายคนจัดการกับปัญหานี้ โดยเน้นที่ลักษณะทางพันธุกรรมของความแตกต่าง สมมติฐานปรากฏขึ้น ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจได้รวบรวมไว้ อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าปัญหานี้จะซับซ้อนมากจนต้องใช้เวลาหลายปีในการแก้ปัญหา ผลลัพธ์ของการตัดสินใจ - การจัดการกระบวนการพัฒนาอาจมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การก่อตัวที่ร้ายกาจเป็นการเบี่ยงเบนในกระบวนการพัฒนาตามปกติเนื่องจากการสูญเสียการควบคุมของระบบที่ควบคุมการพัฒนา ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรรมพันธุ์ หากเราทราบกลไกการออกฤทธิ์ของระบบเหล่านี้ เราจะสามารถควบคุมกลไกเหล่านี้และทำการแก้ไขที่จำเป็นในขั้นตอนที่กำหนดประเภทการพัฒนาตามปกติ มีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าการค้นพบที่สำคัญที่สุดรอเราอยู่ในสาขาชีววิทยานี้

ทิศทางที่มีแนวโน้มต่อไปในการพัฒนาชีววิทยาสมัยใหม่คือการศึกษา หน้าที่ทางสรีรวิทยาและพันธุกรรมที่ซับซ้อนของร่างกายสำหรับพืช นี่คือการสังเคราะห์ด้วยแสง การตรึงไนโตรเจน ฯลฯ สำหรับสัตว์ พฤติกรรม ปฏิกิริยาต่อความเครียด ฯลฯ ไม่จำเป็นต้องอธิบายว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงมีความหมายต่อพืชอย่างไร เซลล์ของพืชสีเขียว สาหร่าย และแบคทีเรียบางชนิดสามารถสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้เนื่องจากพลังงานของแสง ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงที่กระบวนการของการสืบพันธุ์ตนเองของทรัพยากรชีวภาพส่วนสำคัญเกิดขึ้น ในปัจจุบัน ห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลกกำลังศึกษากระบวนการที่ซับซ้อนนี้ โดยแยกออกเป็นลิงก์แยกกัน เพื่อที่จะทำความเข้าใจและทำซ้ำระบบที่ซับซ้อนนี้ในภาพรวม กำลังศึกษาพันธุศาสตร์ของการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างเข้มข้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามียีนประมาณ 100 ยีนที่ควบคุมส่วนต่างๆ ของกระบวนการ

อีกตัวอย่างหนึ่งของลักษณะทางสรีรวิทยาและพันธุกรรมที่ซับซ้อนก็คือพฤติกรรมของสัตว์ เป็นเวลา 50 ปีที่สถาบันเซลล์วิทยาและพันธุศาสตร์สาขาไซบีเรียของ Russian Academy of Sciences ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการเลี้ยงสุนัขจิ้งจอก ในประชากรเริ่มแรก สัตว์มีความแตกต่างกันตามประเภทของพฤติกรรม: ก้าวร้าว ขี้ขลาด สงบต่อมนุษย์ โดยคัดเลือกจากรุ่นสู่รุ่น เป็นผลให้หลังจากการคัดเลือกมากกว่า 50 รุ่นมีการสร้างประชากรสัตว์พฤติกรรมใหม่ การทดลองนี้ทำซ้ำในรูปแบบการบีบอัดของกระบวนการเลี้ยงสัตว์ป่าซึ่งกินเวลานานนับพันปี เป็นที่ชัดเจนว่าปัจจัยการคัดเลือกที่ทรงพลังที่สุดในการเลี้ยงสัตว์ป่าคือพฤติกรรมของพวกมันที่มีต่อมนุษย์ งานที่ดำเนินการแสดงให้เห็นว่าวันนี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างแบบจำลองการเชื่อมโยงของกระบวนการวิวัฒนาการเพื่อให้ใกล้ชิดกับการปรับโครงสร้างใหม่ของหน้าที่ทางพันธุกรรมทางสรีรวิทยาที่ซับซ้อน - พฤติกรรมการต่อต้านความเครียด ฯลฯ

ความเชี่ยวชาญเฉพาะทางทางชีววิทยาที่แคบทำให้การศึกษาระหว่างระดับลดลง และทำให้เข้าใจข้อมูลการทดลองในระดับประชากรเชิงวิวัฒนาการได้ยากขึ้น นี่เป็นข้อบกพร่องที่ร้ายแรงมาก เนื่องจากในเบื้องหลังของวัสดุที่เป็นข้อเท็จจริงจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งแผนอณูพันธุศาสตร์ ความหมายเชิงวิวัฒนาการของปรากฏการณ์ภายใต้การศึกษามักจะสูญหายไป มันสำคัญมากที่จะต้องรักษาขนบธรรมเนียมของการวิจัยที่ซับซ้อนไว้ เพราะนอกจากแนวหลักของการพัฒนาทางชีววิทยา (โมเลกุล - เซลล์ - สิ่งมีชีวิต - ประชากร) ยังมีปัญหามากมายที่เกิดขึ้นจากการติดต่อกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ การตีความข้อมูลที่ได้รับในลักษณะนี้ยิ่งซับซ้อนขึ้นไปอีก และต้องใช้แนวทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั่วไป ตัวอย่างของโปรแกรมบูรณาการระหว่างวิทยาศาสตร์ดังกล่าวสามารถเป็นได้ดังต่อไปนี้:

1) การประเมินผลกระทบจากมนุษย์ (รังสี เคมี ฯลฯ) ต่อระบบสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลากว้างๆ โดยธรรมชาติแล้ว จำเป็นต้องใช้ความพยายามของนักชีววิทยา แพทย์ นักฟิสิกส์ นักเคมี และอื่นๆ เพื่อศึกษาปัญหานี้

2) การวิจัยดีเอ็นเอโบราณจากตัวอย่างทางโบราณคดีที่มีอายุหลายพันปีเพื่อศึกษาวิวัฒนาการและความแปรปรวนของจีโนมมนุษย์ในด้านต่างๆ โปรแกรมดังกล่าวดำเนินการโดยนักพันธุศาสตร์ร่วมกับนักโบราณคดีและนักบรรพชีวินวิทยา

3) การสร้างเทคโนโลยีสารสนเทศชีวภาพเพื่อศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของจีโนม งานเหล่านี้ซึ่งนักชีววิทยาดำเนินการร่วมกับนักคณิตศาสตร์กำลังกลายเป็นงานสำคัญ การถอดรหัสจีโนมของมนุษย์ สัตว์ และพืชเป็นตำราทางพันธุกรรมหลายเล่ม และเป็นไปได้ที่จะเข้าใจพวกมัน นำพวกมันเข้าสู่สถานะของชิ้นส่วนที่สัมพันธ์กับยีน ด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมคอมพิวเตอร์เท่านั้น

4) ศึกษาโรคทางพันธุกรรม(วันนี้มีมากกว่า 2 พันตัวแล้ว) องค์ประกอบทางพันธุกรรมของความโน้มเอียงของบุคคลต่อเนื้องอกวิทยาโรคหัวใจและหลอดเลือดที่พบบ่อยที่สุดและโรคอื่น ๆ อีกมากมาย นี่เป็นงานของวิทยาศาสตร์มากมาย

รายการปัญหาที่เกี่ยวข้องและโปรแกรมสหวิทยาการ

เมื่อพิจารณาจากการฟื้นตัวของงานในด้านยีนบำบัดเมื่อเร็ว ๆ นี้ ดูเหมือนว่าวิทยาศาสตร์นี้จะเริ่มโผล่ออกมาจากเงามืดของการทดลองในห้องปฏิบัติการไปสู่เส้นทางแห่งอนาคตที่สดใส

ฤดูใบไม้ร่วงปัจจุบันกลายเป็นว่าอุดมไปด้วยการพัฒนาที่เป็นเวรเป็นกรรม: วารสารทางวิทยาศาสตร์รายงานความสำเร็จที่สำคัญหลายประการในด้านการบำบัดด้วยยีนในคราวเดียว ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของการส่งไวรัสของยีนที่รับผิดชอบในการสร้างเม็ดสีที่มองเห็นของเรตินาในการทดลองกับลิง saimiri (ลิงกระรอก) ที่มีความผิดปกติในการรับรู้สี แต่กำเนิด จึงสามารถฟื้นฟูความสามารถในการ แยกแยะความแตกต่างระหว่างสีแดงและสีเขียวในสัตว์ ซึ่งให้ความหวังสำหรับความเป็นไปได้ที่จะใช้วิธีนี้ในการรักษาโรคตาบอดสีในมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์การปลูกถ่ายยังไม่ล้าหลังเพื่อนร่วมงานของพวกเขา และในทางกลับกัน แสดงให้เห็นว่าพวกเขาได้เรียนรู้ที่จะปรับปรุงสภาพของปอดผู้บริจาคด้วยการกระตุ้นยีนที่เข้ารหัสการสังเคราะห์โมเลกุลต้านการอักเสบ แม้แต่โรคทางสมองที่อันตรายถึงตายในตอนนี้ก็ยังต้องถอยหนีก่อนความเป็นไปได้ใหม่ของการบำบัดด้วยยีน นักวิทยาศาสตร์สามารถหยุดการพัฒนาของ adrenoleukodystrophy ในเด็กชายสองคนได้โดยใช้ความช่วยเหลือของเอชไอวีดัดแปลงเพื่อส่งยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์เอ็นไซม์ที่หายไป

Adrenoleukodystrophy (มะเร็งเม็ดเลือดขาวในผิวหนัง, โรค Addison-Schilder) เป็นโรคความเสื่อมของสมองสีขาว ประเภทของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเป็นแบบด้อยซึ่งเชื่อมโยงกับโครโมโซม X โรคนี้เกิดจากข้อบกพร่องของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญกรดไขมัน นำไปสู่ความไม่เพียงพอของการทำงานของต่อมหมวกไต - ต่อมไร้ท่อที่ผลิตฮอร์โมนที่สำคัญ

และสุดท้าย ปัญหาร้ายแรงของกล้ามเนื้อเสื่อมก็สะท้อนให้เห็นในการวิจัยด้วยเช่นกัน ผลการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้รายงานว่าลิงที่มีภาวะกล้ามเนื้อเสื่อมจากยีนได้รับความเสียหายสามารถเพิ่มปริมาตรและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อได้หลังจากแนะนำสำเนายีนที่ต้องการที่ดีต่อสุขภาพเข้าไปในเซลล์ของพวกมัน นักวิจัยเชื่อว่าวิธีการดังกล่าวอาจช่วยผู้ป่วยโรคกล้ามเนื้อเสื่อมได้ในไม่ช้า

Mark Kay ผู้อำนวยการโครงการ Human Gene Therapy ที่คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ค่อนข้างพอใจกับความสำเร็จล่าสุดของเพื่อนร่วมงานของเขา นักวิจัยที่ทำงานด้านยีนบำบัดมองโลกในแง่ดีมากกว่าที่เคย

การมองโลกในแง่ดีมีเหตุผลหรือไม่?

แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในการบำบัดด้วยยีน แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงเผชิญกับอุปสรรคมากมายที่จะต้องเอาชนะระหว่างทางไปสู่การประยุกต์ใช้การพัฒนาทางคลินิก

งานล่าสุดได้ให้บริการที่ทรงคุณค่าในการเสริมสร้างตำแหน่งและแสดงให้เห็นถึงโอกาสของการบำบัดด้วยยีน ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในด้านนี้เต็มไปด้วยการมองโลกในแง่ดี และเมื่อพิจารณาจากผลลัพธ์ วิธีการของพวกเขาก็จะได้ผลในทางปฏิบัติในไม่ช้า ลักษณะเด่นของการวิจัยทางพันธุกรรมเป็นปัญหาที่ไม่คาดฝันมากมาย แต่ถึงกระนั้นในระยะเวลาอันสั้นสำหรับวิทยาศาสตร์ 30 ปี ความก้าวหน้าที่สำคัญก็ได้เกิดขึ้นแล้ว

เป็นไปได้ที่จะระบุชื่อโรคต่างๆ ที่วิธีการบำบัดด้วยยีนสามารถเป็นแนวทางในอุดมคติได้ ถ้าไม่ใช่วิธีเดียวเท่านั้น ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือความผิดปกติเช่น adrenoleukodystrophy หรือการเปลี่ยนแปลงความเสื่อมในเรตินา เมื่อจำเป็นต้องแก้ไขการทำงานของยีนเพียงตัวเดียวในเซลล์จำนวนน้อย

อย่างไรก็ตาม ยังมีโรคอื่นๆ ที่เกิดจากการละเมิดยีนตัวเดียว แต่รักษายากกว่า ตัวอย่างเช่น โรคกล้ามเนื้อเสื่อม Duchenne ต้องการการแก้ไขยีนเพียงตัวเดียว แต่เพื่อให้ผลลัพธ์ของการรักษาประสบความสำเร็จ ข้อบกพร่องจะต้องได้รับการแก้ไขในเซลล์กล้ามเนื้อเกือบทั้งหมดในร่างกาย การรักษามะเร็งด้วยความช่วยเหลือของยีนบำบัดนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ซึ่งจำเป็นต้องค้นหาเซลล์มะเร็งจำนวนมาก ซึ่งมักจะไม่ได้แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในเนื้องอกที่เป็นก้อน แต่แพร่กระจายไปทั่วอวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ แต่อาจร่วมกับเซลล์อื่นๆ วิธีการ ยีนบำบัดสามารถให้ผลการรักษาที่ดี

ผู้เชี่ยวชาญระบุปัญหาหลักสี่ประการที่ต้องเอาชนะระหว่างทางไปสู่การประยุกต์ใช้วิธีการบำบัดด้วยยีนทางคลินิก

1) ก่อนอื่น จำเป็นต้องได้รับเวกเตอร์เฉพาะสำหรับเซลล์ประเภทนี้ (ไวรัส อนุภาคนาโน ฯลฯ ยานขนส่ง) ในปริมาณที่เพียงพอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์และไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์เอง

2) หลังจากที่เวกเตอร์ที่มียีนรวมอยู่ในโครงสร้างไปถึงเซลล์ที่ต้องการแล้ว มันจะต้องแทรกซึมเข้าไปภายในและไปถึงนิวเคลียส การแก้ปัญหานี้ยากเกินคาด โดยปกติ เซลล์มีอุปสรรคมากมายที่ขัดขวางไม่ให้ DNA ใหม่มีปฏิสัมพันธ์กับ DNA ของเซลล์ แต่ไวรัสได้พัฒนากลไกในการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางเหล่านี้ และถือเป็นเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับการส่งยีน

3) เมื่อนำเข้าสู่นิวเคลียสแล้ว ยีนใหม่จะต้องคงความเสถียรไว้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ไม่ใช่เรื่องแปลกที่เซลล์จะปิดกั้นยีนใหม่ ทำให้ไม่มีประสิทธิภาพ

4) และสุดท้าย ปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดคือการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เป็นไปได้: ร่างกายสามารถปฏิเสธเวกเตอร์หรือโปรตีน "ต่างประเทศ" ที่เข้ารหัสในยีนการรักษาได้

ปัญหาทั่วไปอีกประการหนึ่งคือการกำหนดว่าควรรักษาผลของยีนบำบัดไว้นานแค่ไหน ในกรณีที่ต่อสู้กับการติดเชื้อหรือมะเร็ง ผลการรักษาจะดำเนินต่อไปจนกว่าการติดเชื้อหรือเซลล์มะเร็งจะถูกทำลายจนหมด แต่ในกรณีของความผิดปกติทางพันธุกรรม หลักสูตรการบำบัดด้วยยีนในกรณีส่วนใหญ่จะต้องทำซ้ำตลอดชีวิต

ในทางกลับกัน

เป็นธรรมชาติของมนุษย์ที่จะระมัดระวังสิ่งใหม่ ๆ ในกรณีของการบำบัดด้วยยีน ก็ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดเดาได้อย่างชัดเจนว่าวิธีนี้อาจก่อให้เกิดข้อผิดพลาดใดได้บ้าง ตัวอย่างเช่น หลักฐานที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ บ่งชี้ว่าผู้ป่วยอาจมีปัญหาที่เฉพาะเจาะจงมาก ในปีพ.ศ. 2541 การทดลองที่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวางส่งผลให้มีการรักษาเด็ก 10 คนที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องร่วมรุนแรง (SCID) ร่วมกับ X-linked โดยใช้ยีนบำบัด อย่างไรก็ตาม ต่อมา ทั้งสองคนเป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาว แต่ละกรณีของการรวม DNA ใหม่เข้าไปในเซลล์นั้นมาพร้อมกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการพัฒนาเนื้องอกที่ร้ายกาจ ในขณะที่เราเจาะลึกในด้านการบำบัดด้วยยีนที่ยังไม่ได้ศึกษา เป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่มองข้ามผลข้างเคียงที่ล่าช้า

ขีดจำกัดของสิ่งที่ได้รับอนุญาต

การอภิปรายเชิงจริยธรรมที่จริงจังมักจะเกิดขึ้นในอนาคตเมื่อถึงเวลาตัดสินใจว่าจะใช้วิธีการบำบัดด้วยยีนเพื่อวัตถุประสงค์ใด ไม่ต้องสงสัยเลยว่าควรใช้ยีนบำบัดเพื่อต่อสู้กับความผิดปกติทางจิตอย่างรุนแรงหรือโรคทางพันธุกรรม แต่แนวคิดในการใช้วิธีการดังกล่าวเพื่อรักษาอาการผิดปกติทางพฤติกรรม ไม่ว่าจะเป็นภาวะซึมเศร้าหรือการติดยาทำให้เกิดข้อสงสัยที่ถูกต้องตามกฎหมาย เป็นไปได้ไหมที่จะใช้ยีนบำบัดในระหว่างการปฏิสนธินอกร่างกายเพื่อให้เด็กเกิดไม่ได้มาพร้อมกับชะตากรรมที่ตั้งใจ แต่มีลักษณะเฉพาะบางอย่าง สติปัญญาสูง หรือความสามารถด้านกีฬาที่ผู้ปกครองกำหนด? แม้ว่าสิ่งนี้จะดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ในตอนนี้ ด้วยการพัฒนาของยีนบำบัด คำถามดังกล่าวก็จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอน

ขอบฟ้าและมุมมอง

ในขณะที่การนำยีนทำงานเข้าสู่ร่างกายยังคงเป็นทิศทางหลักของการวิจัยในด้านยีนบำบัด วิธีหนึ่งที่มีแนวโน้มดีคือการพัฒนาโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ซึ่งสามารถ "ปิด" ยีนที่บกพร่องได้ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของโรคฮันติงตัน การบำบัดด้วยยีนสามารถปิดยีนที่บกพร่องซึ่งกำหนดรหัสสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนที่ผิดปกติได้

ลักษณะสำคัญของโรคดังกล่าวทั้งหมดคือการรักษาในระยะเริ่มต้น ก่อนที่กระบวนการทางพยาธิวิทยาจะแพร่กระจายไปยังเนื้อเยื่อที่แข็งแรง การป้องกันโรคมีประสิทธิภาพมากกว่าการจัดการกับผลที่ตามมาซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้ซึ่งเกิดขึ้นกับร่างกายอันเป็นผลมาจากการพัฒนาของโรคทางระบบประสาทหรือกล้ามเนื้อเสื่อม

อ่าน:

ยารักษาโรคมะเร็งด้วยยีนรัสเซียตัวแรกกำลังถูกเตรียมสำหรับการทดลองทางคลินิก

นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ "ยีนนักฆ่า" ที่ถูกนำเข้าสู่เซลล์มะเร็งและเปลี่ยนยาต้านไวรัสแกนซิโคลเวียร์ทั่วไปให้กลายเป็นยาพิษที่เป็นอันตรายต่อเซลล์นั้น ในทางกลับกัน Ganciclovir สามารถฉีดเข้าสู่ร่างกายในรูปแบบเม็ดหรือฉีดได้ สิ่งสำคัญคือยีนคล้ายกับไวรัส: สามารถแพร่เชื้อไปยังเซลล์เนื้องอกที่อยู่ใกล้เคียงได้โดยไม่ต้องสัมผัสเซลล์ปกติ

ไวรัสมรณะที่สร้างขึ้นโดยวิศวกรพันธุวิศวกรรม แตกออกจากหลอดทดลอง...

มีสถานการณ์ที่น่ากลัวคล้ายกันมากมาย แต่สมจริง เป็นที่ชัดเจนว่าพวกเขาต้องการการป้องกันบางอย่าง แต่จะป้องกันตัวเองอย่างไร? ท้ายที่สุดแล้ว พันธุวิศวกรรมนั้นดี และไม่มีใครปฏิเสธมันได้ การป้องกันในการทำงานของการจัดการยีนนั้นเป็นที่ยอมรับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้ไวรัสที่อันตรายจริงๆ แต่เมื่อเวลาผ่านไป ภัยคุกคามใหม่ก็ปรากฏขึ้น ...

ไข่ไก่กับโปรตีนมนุษย์

เป็นไปได้ที่จะได้รับโปรตีนของมนุษย์ในไข่ไก่โดยไม่ต้องสร้างไก่ดัดแปลงพันธุกรรม: เพียงพอที่จะแพร่เชื้อในไข่ด้วยไวรัสที่ไม่เป็นอันตรายด้วยยีนที่ฝังตัวสำหรับโปรตีนที่ต้องการ

การสังเคราะห์ดีเอ็นเอบนสายพานลำเลียง

ผู้ซื้อที่มีศักยภาพของ DNA สังเคราะห์แบบอนุกรมคือบริษัทอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม เช่นเดียวกับสถาบันการศึกษา สิ่งนี้รับประกันการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปสู่รางอุตสาหกรรมไม่ใช่แค่เทคโนโลยีชีวภาพเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนที่อายุน้อยที่สุด - ชีววิทยาสังเคราะห์

และตอนนี้ - ความเป็นอมตะหลังจาก 30 ปี ...

นาโนและเทคโนโลยีชีวภาพดูเหมือนจะตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง แต่สิ่งเหล่านี้นำเราไปสู่ผลลัพธ์เดียวกัน นั่นคือการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในมนุษย์ การพัฒนาวิศวกรรมชีวภาพอาจนำเราไปสู่ความเป็นอมตะได้ง่ายๆ...

พันธุวิศวกรรมและสุพันธุศาสตร์ - อนาคตที่มีความสุขของเรา?

เกือบทุกสังคมในคราวเดียวมีส่วนร่วมในสิ่งที่เราเรียกว่า "สุพันธุศาสตร์" หรือ "พันธุวิศวกรรม" ทำไมในนามของสิ่งที่จะควบคุมพันธุกรรมของมนุษย์? นี่คือปัญหาที่จะรุนแรงสำหรับเราในห้าสิบปีต่อจากนี้