જિનેટિક એન્જિનિયરિંગઅને આધુનિક બાયોટેકનોલોજી માઇક્રોબાયોલોજી, જીનેટિક્સ અને બાયોકેમિસ્ટ્રીના વિકાસના પરિણામે ઊભી થઈ. મોલેક્યુલર બાયોલોજી, મોલેક્યુલર જિનેટિક્સ, સેલ બાયોલોજી, તેમજ નવી શોધાયેલી પ્રાયોગિક પદ્ધતિઓ અને નવા સાધનોની પ્રગતિએ આનુવંશિક ઇજનેરી અને બાયોટેકનોલોજીમાં વિકાસના અવિશ્વસનીય દરો પ્રદાન કર્યા છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો હેતુ

આનુવંશિક ઇજનેરીનો ધ્યેય જનીનોની રચના, રંગસૂત્ર પર તેમનું સ્થાન અને માનવ જરૂરિયાતો અનુસાર તેમની પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવાનો છે. આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે, વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક ધોરણે પ્રોટીનના ઉત્પાદનને મંજૂરી આપવા માટે કરવામાં આવે છે, નવી વનસ્પતિની જાતો અને પ્રાણીઓની જાતિઓ કે જે જરૂરિયાતોને શ્રેષ્ઠ રીતે પૂરી કરે છે, અને વિવિધ ચેપી અને વારસાગત માનવ રોગોના નિદાન અને સારવાર માટે.

આનુવંશિક ઇજનેરી સંશોધનના પદાર્થો વાયરસ, બેક્ટેરિયા, ફૂગ, પ્રાણીઓ (માનવ શરીર સહિત) અને વનસ્પતિ કોષો છે. આ જીવોના ડીએનએ પરમાણુ કોષમાં રહેલા અન્ય પદાર્થોમાંથી શુદ્ધ થયા પછી, તેમની વચ્ચેના ભૌતિક તફાવતો અદૃશ્ય થઈ જાય છે. શુદ્ધ થયેલ ડીએનએ પરમાણુને ચોક્કસ ભાગોમાં ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને ક્લીવ કરી શકાય છે, જે પછી જો જરૂરી હોય તો ક્રોસ-લિંકિંગ એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરીને એકસાથે જોડાઈ શકે છે. આનુવંશિક ઈજનેરીની આધુનિક પદ્ધતિઓ કોઈપણ ડીએનએ સેગમેન્ટનું પુનઃઉત્પાદન અથવા ડીએનએ સાંકળમાં કોઈપણ ન્યુક્લિયોટાઈડને બીજા સાથે બદલવાનું શક્ય બનાવે છે. અલબત્ત, આનુવંશિકતાના નિયમોના સતત અભ્યાસના પરિણામે આ સફળતાઓ પ્રાપ્ત થઈ હતી.

આનુવંશિક ઇજનેરી (આનુવંશિક ઇજનેરી) ઉત્સેચકોની શોધના પરિણામે ઉદ્ભવી જે ખાસ કરીને આનુવંશિકતાના ભૌતિક આધારને વિભાજિત કરે છે - ડીએનએ પરમાણુ ભાગોમાં અને આ વિભાગોને એકબીજા સાથે છેડા સાથે જોડે છે, તેમજ ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક પદ્ધતિ, જે તેને શક્ય બનાવે છે. ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે લંબાઈ સાથે ડીએનએ વિભાગોને વિભાજીત કરવા. ડીએનએ પરમાણુ રચતા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ચોક્કસ ક્રમને નિર્ધારિત કરવા માટે, તેમજ કોઈપણ ઇચ્છિત ડીએનએ સેગમેન્ટના સ્વયંસંચાલિત સંશ્લેષણ માટે પદ્ધતિઓ અને સાધનોની રચનાએ ઝડપી ગતિએ આનુવંશિક ઇજનેરીના વિકાસની ખાતરી કરી.

આનુવંશિકતાને નિયંત્રિત કરવાની વૈજ્ઞાનિકોની ઇચ્છાના વિકાસને પુરાવા દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવી હતી જે દર્શાવે છે કે તમામ છોડ અને પ્રાણીઓની આનુવંશિકતાનો આધાર ડીએનએ પરમાણુ છે, તે બેક્ટેરિયા અને ફેજીસ પણ આનુવંશિકતાના નિયમોનું પાલન કરે છે, કે પરિવર્તન પ્રક્રિયા તમામ જીવો માટે સામાન્ય છે. અને પ્રાયોગિક પદ્ધતિઓ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

લુઇસ પેસ્ટર

મહાન ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક લુઈસ પાશ્ચર, ક્લોન્સ મેળવવા માટેની પદ્ધતિ વિકસાવીને, સૌપ્રથમ એ બતાવે છે કે બેક્ટેરિયા વૈવિધ્યસભર છે, આનુવંશિકતા ધરાવે છે અને તેમની મિલકતો બાદમાં (ફિગ. 1, 2) સાથે ગાઢ સંબંધ ધરાવે છે.

ટૉર્ટ અને ડી'હેરલ

1915 માં, ટૉર્ટ અને ડી'હેરેલે સાબિત કર્યું કે ફેજીસ (ફેજ એ વાયરસ છે જે બેક્ટેરિયામાં પ્રજનન કરે છે), બેક્ટેરિયાની અંદર સ્વયંભૂ ગુણાકાર થાય છે, તેનો નાશ કરી શકે છે. માઇક્રોબાયોલોજિસ્ટ્સે ખતરનાક ચેપી રોગોનું કારણ બને તેવા સુક્ષ્મજીવાણુઓ સામે ફેજીસના ઉપયોગ પર તેમની આશાઓ બાંધી હતી. જો કે, સ્વયંસ્ફુરિત પરિવર્તનને કારણે બેક્ટેરિયા ફેજીસ માટે પ્રતિરોધક છે. આ પરિવર્તનનો વારસો બેક્ટેરિયાને ફેજીસ દ્વારા વિનાશથી રક્ષણ આપે છે.

કોષની અંદર ગુણાકાર કરીને, વાયરસ અને ફેજીસ તેને નષ્ટ કરી શકે છે અથવા, પોતાને કોષના જીનોમમાં દાખલ કરીને, તેની આનુવંશિકતાને બદલી શકે છે. જીવતંત્રની આનુવંશિકતાને બદલવા માટે, પરિવર્તન અને ટ્રાન્સડક્શનની પ્રક્રિયાઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

જોશુઆ અને એસ્થર લેડરબર્ગ

1952 માં, જોશુઆ અને એસ્થર લેડરબર્ગ, બેક્ટેરિયલ વસાહતોની નકલ (પ્રતિકૃતિ) કરવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, બેક્ટેરિયામાં સ્વયંસ્ફુરિત પરિવર્તનનું અસ્તિત્વ સાબિત કર્યું (ફિગ. 3). તેઓએ પ્રતિકૃતિનો ઉપયોગ કરીને મ્યુટન્ટ કોષોને અલગ કરવાની પદ્ધતિ વિકસાવી. બાહ્ય વાતાવરણના પ્રભાવ હેઠળ, પરિવર્તનની આવર્તન વધે છે. ખાસ પદ્ધતિઓ નરી આંખે પરિવર્તનના પરિણામે રચાયેલી નવી જાતોના ક્લોન્સને જોવાનું શક્ય બનાવે છે.

પ્રતિકૃતિ પદ્ધતિ બેક્ટેરિયલ વસાહતોનીચે પ્રમાણે હાથ ધરવામાં આવે છે. વંધ્યીકૃત વેલ્વેટ ફેબ્રિક લાકડાના ઉપકરણની સપાટી પર ખેંચાય છે અને પ્રતિકૃતિઓ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવાના હેતુથી પેટ્રી ડીશની સપાટી પર ઉગતા બેક્ટેરિયાની વસાહત પર લાગુ કરવામાં આવે છે. પછી વસાહતોને કૃત્રિમ પોષક માધ્યમ સાથે સ્વચ્છ પેટ્રી ડીશમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. સાઇટ પરથી સામગ્રી

આનુવંશિક ઇજનેરીના તબક્કાઓ

આનુવંશિક ઇજનેરી ઘણા તબક્કામાં હાથ ધરવામાં આવે છે.

• તેના કાર્યના આધારે રસ ધરાવતા જનીનને ઓળખવામાં આવે છે, પછી તેને અલગ કરવામાં આવે છે, ક્લોન કરવામાં આવે છે અને તેની રચનાનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.
• આઇસોલેટેડ જનીન કેટલાક ફેજ, ટ્રાન્સપોસન અથવા પ્લાઝમિડના ડીએનએ સાથે સંયોજિત (પુનઃસંયોજિત) છે જે રંગસૂત્ર સાથે પુનઃસંયોજિત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, અને આ રીતે વેક્ટર રચના બનાવવામાં આવે છે.
• વેક્ટર રચના કોષમાં દાખલ કરવામાં આવે છે (રૂપાંતરણ) અને ટ્રાન્સજેનિક કોષ પ્રાપ્ત થાય છે.
• પરિપક્વ સજીવો કૃત્રિમ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ટ્રાન્સજેનિક કોષમાંથી મેળવી શકાય છે.

આનુવંશિક (આનુવંશિક) એન્જિનિયરિંગ

આનુવંશિક (આનુવંશિક) એન્જિનિયરિંગ- ડિઝાઇન કૃત્રિમ રીતેઆનુવંશિક બંધારણો અને વારસાગત રીતે સંશોધિત સજીવો. આનુવંશિક ઇજનેરી એ યજમાન કોષમાં ગુણાકાર કરવા સક્ષમ નવા ડીએનએ અણુઓની લક્ષિત રચના સાથે સંકળાયેલ મોલેક્યુલર જિનેટિક્સનો એક વિભાગ (લાગુ શાખા) છે. આ કિસ્સામાં, જીવતંત્ર (સૂક્ષ્મજીવ) ના જીનોટાઇપમાં કૃત્રિમ, હેતુપૂર્ણ ફેરફાર થાય છે અને નવી લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોની રચના થાય છે. આનુવંશિક ઇજનેરી જનીનોની રચના, તેમના સંશ્લેષણ અને ક્લોનિંગના ડીકોડિંગ સાથે વ્યવહાર કરે છે, અને જીવંત સજીવોના કોષોમાંથી છોડ અને પ્રાણીઓના કોશિકાઓમાં તેમના આનુવંશિક લાક્ષણિકતાઓમાં ખાસ ફેરફાર કરવા માટે અલગ જનીનો દાખલ કરે છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગની સારી રીતે વિકસિત પદ્ધતિઓ ટ્રાન્સજેનેસિસ, માઇક્રોબાયોલોજીકલ સિન્થેસિસ વગેરે છે.

ટ્રાન્સજેનેસિસ- એક પ્રકારના જીવમાંથી બીજામાં જનીનોનું ટ્રાન્સફર. ટ્રાન્સજેનેસિસ ઉત્સેચકોની ભાગીદારી સાથે ડીએનએના વિભાગોને કાપી અને સ્ટીચિંગ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે - પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો અને લિગાસેસ.

ટ્રાન્સજેનેસિસના તબક્કા:

એ) એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરીને બેક્ટેરિયલ, છોડ અથવા પ્રાણી કોષોમાંથી જનીનો (ડીએનએ ટુકડાઓ) અલગ પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો;

b) એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝમિડ સાથે જનીનો (ડીએનએ ટુકડાઓ)નું જોડાણ (લિંકિંગ) લિગાસિસ;

c) યજમાન કોષમાં ઇચ્છિત જનીન ધરાવતા હાઇબ્રિડ પ્લાઝમિડ ડીએનએનો પરિચય;

d) યજમાન કોષમાં આ જનીનની નકલ (ક્લોનિંગ) કરવી અને યોજના અનુસાર તેની કામગીરીની ખાતરી કરવી: “DNA કોડ – ટ્રાન્સક્રિપ્શન – અનુવાદ – પ્રોટીન”

આનુવંશિક ઇજનેરી સાધનો 1974 માં શોધાયેલ ઉત્સેચકો છે - પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો (પ્રતિબંધ એન્ડોન્યુક્લીઝ).પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો ડીએનએના વિભાગો (સાઇટ્સ) ઓળખે છે અને ડીએનએ સેરમાં કાપ મૂકે છે. દરેક ટુકડાના છેડે, સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ પૂંછડીઓ રચાય છે, જેને “કહેવાય છે. ચીકણા છેડા"કારણ કે તેઓ પૂરકતાને કારણે એકસાથે વળગી શકે છે.

પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએમાં ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ચોક્કસ ક્રમને ઓળખે છે. પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ પછી માન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ સાઇટ સાથે જોડાય છે અને જોડાણની સાઇટ પર તેને કાપી નાખે છે. વધુ વખત, પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો ડીએનએ પરમાણુમાં 4-6 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીના પ્રદેશોને ઓળખે છે અને આ પ્રદેશોની મધ્યમાં અથવા સામાન્ય રીતે ઑફસેટ સાથે બંને ડીએનએ સેરને કાપી નાખે છે. પ્રતિબંધ ઉત્સેચકોના ઉદાહરણો: પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ ઇકો આરઆઇ, જે છ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ GAATTC (બંને ડીએનએ સ્ટ્રેન્ડના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ G અને A વચ્ચેની કટ સાઇટ) ના ડીએનએ ટુકડાને ઓળખે છે; પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ હિંદ III AAGCTT પ્રદેશને ઓળખે છે (બંને ડીએનએ સેરના ન્યુક્લિયોટાઇડ A અને A વચ્ચેની કટ સાઇટ); પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ બામ આઈ GGATCC પ્રદેશને ઓળખે છે (બંને DNA સ્ટ્રૅન્ડના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ G અને G વચ્ચેની કટ સાઇટ); પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ Hae III GGC વિભાગને ઓળખે છે (બંને DNA સ્ટ્રૅન્ડના G અને C ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેની કટ સાઇટ); પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ એચપીએ II CCGG પ્રદેશને ઓળખે છે (બંને ડીએનએ સેરના C અને C ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેના કટની જગ્યા).

આગળ, આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સજીવ બનાવવા માટે, આ જીવતંત્રના કોષમાં ઇચ્છિત જનીન દાખલ કરવું જરૂરી છે. શરીરમાં વિદેશી જનીનોની રજૂઆતનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે પ્લાઝમિડ વેક્ટર. વેક્ટર છે પ્લાઝમિડ – નાના ગોળાકાર ડીએનએ પરમાણુજે બેક્ટેરિયલ કોષના સાયટોપ્લાઝમમાંથી કાઢવામાં આવે છે. પ્લાઝમિડ્સ- રંગસૂત્રોની બહાર સ્થિત આનુવંશિકતાના પરિબળો, રજૂ કરે છે એક્સ્ટ્રા ક્રોમોસોમલ ડીએનએ.

ચોખા. 37.

એ- એન્ઝાઇમ્સ (પ્રતિબંધ એન્ડોન્યુક્લીઝ અને લિગેઝ) નો ઉપયોગ કરીને બેક્ટેરિયલ પ્લાઝમિડમાં વિદેશી ડીએનએ દાખલ કરવાની યોજના.

બી- હોર્મોન ઇન્સ્યુલિનના સંશ્લેષણ અને વેક્ટર ડીએનએની રચના માટે જવાબદાર માનવ જનીન ટ્રાન્સફરની યોજના.

પ્લાઝમિડના ગુણધર્મો: 1) સ્વાયત્ત પ્રતિકૃતિની ક્ષમતા ધરાવે છે; 2) જીન્સ એન્કોડિંગ એન્ટીબાયોટીક્સ ધરાવે છે; 3) પ્રાપ્તકર્તા કોષના રંગસૂત્રમાં એકીકૃત કરવામાં સક્ષમ છે; 4) ડીએનએના વિભાગોને ઓળખે છે જે પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો દ્વારા કાપી શકાય છે; 5) એક પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ પ્લાઝમિડને કાપી શકે છે અને તેને રેખીય સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે. સંશોધકો પ્લાઝમિડના આ ગુણધર્મો મેળવવા માટે ઉપયોગ કરે છે રિકોમ્બિનન્ટ (હાઇબ્રિડ) ડીએનએ.

પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝમિડ (પ્લાઝમિડ વેક્ટર) માં DNA દાખલ કરવાનો ક્રમ(ફિગ. 37 A):

1) પ્રતિબંધ- પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ સાથે ડીએનએ પરમાણુને કાપવું, ડીએનએ ટુકડાઓની રચના અને જરૂરી જનીનનું અલગતા;

2) પ્લાઝમિડમાં અલગ જનીનનો સમાવેશ, એટલે કે, વિદેશી ડીએનએના ટુકડાને પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને રિકોમ્બિનન્ટ (હાઇબ્રિડ) ડીએનએ મેળવવું;

3) બંધન- એન્ઝાઇમ ક્રોસ-લિંકિંગ લિગેસપ્લાઝમિડ (વેક્ટર) અને વિદેશી ડીએનએ ટુકડાઓ; આ કિસ્સામાં, વેક્ટર અને વિદેશી ડીએનએના છેડા (કહેવાતા "સ્ટીકી છેડા") એકબીજાના પૂરક છે;

4) પરિવર્તન- અન્ય કોષ (પ્રાપ્તકર્તા કોષ) ના જીનોમમાં રિકોમ્બિનન્ટ પ્લાઝમિડનો પરિચય, ખાસ કરીને બેક્ટેરિયલ કોષ.

એ નોંધવું જોઇએ કે પ્લાઝમિડ્સ સારવાર કરાયેલા બેક્ટેરિયાના માત્ર એક ભાગમાં પ્રવેશ કરે છે. પરિવર્તિત બેક્ટેરિયા, પ્લાઝમિડ્સ સાથે મળીને, ચોક્કસ એન્ટિબાયોટિક સામે પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરે છે, જે તેમને બિન-રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે જે એન્ટિબાયોટિક ધરાવતા માધ્યમ પર મૃત્યુ પામે છે. દરેક રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયા, પોષક માધ્યમ પર મૂકવામાં આવે છે, ગુણાકાર કરે છે અને હજારો વંશજોની વસાહત બનાવે છે - એક ક્લોન.

5) સ્ક્રીનીંગ- ઇચ્છિત જનીન સાથે પ્લાઝમિડ્સ ધરાવતા લોકોના રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયામાંથી પસંદગી.

ટ્રાન્સજેનિક પ્રાણીઓ અને છોડ

ક્લોન કરેલા જનીનોને સસ્તન પ્રાણીઓના ઇંડા અથવા છોડના પ્રોટોપ્લાસ્ટ (કોષની દીવાલ વગરનો એક અલગ કોષ) માં માઇક્રોઇન્જેક્શનનો ઉપયોગ કરીને દાખલ કરવામાં આવે છે, અને પછી તેમાંથી પ્રાણીઓ અથવા છોડ ઉગાડવામાં આવે છે, જેમના જીનોમમાં વિદેશી જનીનો કાર્ય કરે છે. છોડ અને પ્રાણીઓ કે જેમના જીનોમમાં આનુવંશિક ઈજનેરી કામગીરી દ્વારા ફેરફાર કરવામાં આવ્યો હોય તેને કહેવામાં આવે છે ટ્રાન્સજેનિક સંસ્થાઓ (ટ્રાન્સજેનિક છોડ અને પ્રાણીઓ), કારણ કે તેમાં વિદેશી જનીનો હોય છે. ટ્રાન્સજેનિક ઉંદર, સસલા, ડુક્કર અને ઘેટાં મેળવવામાં આવ્યા હતા. તેમના જીનોમમાં બેક્ટેરિયા, સસ્તન પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના જનીનો હોય છે. ટ્રાન્સજેનિક છોડ (મકાઈ, મરી, ટામેટાં, ઘઉં, રાઈ, કઠોળ, બટાકા, વગેરે) અસંબંધિત પ્રજાતિઓમાંથી જનીનો ધરાવતાં મેળવવામાં આવ્યા છે. ટ્રાન્સજેનિક છોડ હર્બિસાઇડ્સ, જંતુઓ, પ્રતિકૂળ વરસાદની સ્થિતિ વગેરે સામે પ્રતિરોધક છે. ઘણા કૃષિ છોડની આનુવંશિકતા બદલવાની સમસ્યા ધીમે ધીમે હલ થઈ રહી છે.

રંગસૂત્રોનો આનુવંશિક નકશો. જનીન ઉપચાર

રંગસૂત્રોનો આનુવંશિક નકશો એ સમાન જોડાણ જૂથમાં સ્થિત જનીનોની સંબંધિત ગોઠવણીનો આકૃતિ છે. આવા નકશા હોમોલોગસ રંગસૂત્રોની દરેક જોડી માટે સંકલિત કરવામાં આવે છે. આનુવંશિક નકશો રંગસૂત્ર પરના જનીનોનો ક્રમ અને તેમની વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે (ચોક્કસ જનીનો વચ્ચેના ક્રોસિંગની ટકાવારી). આમ, હોર્મોન્સ, પ્રોટીન અને દવાઓનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ સુક્ષ્મસજીવોની નવી જાતોની રચના સુક્ષ્મસજીવોના આનુવંશિક નકશાના જ્ઞાન પર આધારિત છે. આનુવંશિક નકશામાણસો તબીબી આનુવંશિકતા માટે જરૂરી છે. ચોક્કસ રંગસૂત્ર પર જનીનના સ્થાનિકીકરણ વિશેના જ્ઞાનનો ઉપયોગ સંખ્યાબંધ વારસાગત રોગોના નિદાનમાં તેમજ જનીનોની રચના અને કાર્યને સુધારવા માટે જનીન ઉપચારમાં થાય છે.

જનીન ઉપચાર -ખામીયુક્ત જનીનોને અકબંધ સાથે બદલીને, અથવા તેમની રચનાને સુધારવી.

વારસાગત, કેન્સર અને વય-સંબંધિત રોગો સામે લડવા માટે, માનવ કોષો માટે સલામત જનીન ઉપચાર પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી રહી છે. જનીન ઉપચાર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને, શરીરમાં ખામીયુક્ત જનીનોને બદલવાનું શક્ય છે જેમાં અકબંધ લોકો સાથે બિંદુ પરિવર્તન થયું હોય. આજકાલ, વૈજ્ઞાનિકો પદ્ધતિઓમાં નિપુણતા મેળવી રહ્યા છે માનવ જૈવ સુરક્ષા:માનવ શરીરના કોષોમાં જરૂરી જનીનોનો પરિચય. આ તમને ઘણી વારસાગત રોગોથી છુટકારો મેળવવાની મંજૂરી આપશે.

માઇક્રોબાયોલોજીકલ સંશ્લેષણ

આનુવંશિક ઇજનેરી પદ્ધતિઓએ તેને અમલમાં મૂકવાનું શક્ય બનાવ્યું છે માઇક્રોબાયોલોજીકલ સંશ્લેષણ(ફિગ. 37 બી). આનુવંશિક ઇજનેરી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને, માઇક્રોબાયોલોજિસ્ટ્સ બેક્ટેરિયાના તાણ મેળવવામાં સક્ષમ હતા, જેના કારણે માઇક્રોબાયોલોજીકલ સંશ્લેષણ સફળતાપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવે છે. આ કરવા માટે, જરૂરી બેક્ટેરિયલ કોષો કે જેમાં પ્લાઝમિડ્સ શામેલ નથી તે પસંદ કરવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના આપેલ ક્રમ સાથે ડીએનએ પરમાણુઓને અલગ કરવામાં આવે છે, જે ઇચ્છિત લક્ષણના વિકાસને નિર્ધારિત કરે છે. સંકલિત ડીએનએ વિભાગ (જીનોમ) સાથેનું પ્લાઝમિડ બેક્ટેરિયલ કોષમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, જેમાં બિલ્ટ-ઇન ડીએનએ વિભાગ કામ કરવાનું શરૂ કરે છે (પ્રતિકૃતિ, ટ્રાન્સક્રિપ્શન, અનુવાદ પ્રક્રિયાઓ થાય છે), અને બેક્ટેરિયલ કોષમાં સંશ્લેષણ થાય છે. યોગ્ય પ્રોટીન(ઇન્ટરફેરોન, જીનેફેરોન, ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન, ઇન્સ્યુલિન, સોમેટોટ્રોપિન, વગેરે). હોર્મોન્સ (ઇન્સ્યુલિન, સોમેટોટ્રોપિન), ઘણા એમિનો એસિડ, એન્ટિબાયોટિક્સ, રસીઓ, વગેરે ઔદ્યોગિક માત્રામાં મેળવવામાં આવે છે અને ઔદ્યોગિક ધોરણે ગુણાકાર થાય છે અને જરૂરી પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે.

ઉપયોગ કરીને આનુવંશિક પદ્ધતિઓસ્યુડોમોનાસ ડેનિટ્રિફિકન્સ નામના સુક્ષ્મસજીવોનો તાણ મેળવવામાં આવ્યો છે, જે વિટામીન C અને B કરતાં દસ ગણા વધુ વિટામિન્સ ઉત્પન્ન કરે છે. મૂળ સ્વરૂપ; માઇક્રોકોકસ ગ્લુટામિકસ બેક્ટેરિયમનો નવો તાણ લાયસિન ઉત્પન્ન કરતા બેક્ટેરિયમની મૂળ (જંગલી) સંસ્કૃતિ કરતાં સેંકડો ગણો વધુ એમિનો એસિડ લાયસિનનો સ્ત્રાવ કરે છે.

સેલ એન્જિનિયરિંગ

સેલ એન્જિનિયરિંગ- વિશિષ્ટ કૃત્રિમ માધ્યમોમાં વ્યક્તિગત કોષો અથવા પેશીઓની ખેતી, નવા પ્રકારનાં કોષોને સંકર કરીને, રંગસૂત્રોને બદલીને અને તેમાંથી વર્ણસંકર ઉગાડવાની પદ્ધતિઓનો વિકાસ.

1. ટીશ્યુ કલ્ચર પદ્ધતિ

આ પદ્ધતિમાં યોગ્ય માઇક્રોક્લાઇમેટિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ કૃત્રિમ પોષક માધ્યમ પર અલગ કોષો અથવા પેશીઓના ટુકડાઓ ઉગાડવાનો સમાવેશ થાય છે. ખેતીના પરિણામે, છોડના કોષો અથવા પેશીના ટુકડાઓ સંપૂર્ણ છોડમાં ફરીથી ઉત્પન્ન થાય છે. વ્યક્તિગત કોષો અથવા પેશીના ટુકડાઓ (સામાન્ય રીતે દાંડી અથવા મૂળના apical meristem) ના માઇક્રોક્લોનલ પ્રચાર દ્વારા, ઘણા ઉપયોગી છોડ મેળવી શકાય છે. સુશોભિત, સાંસ્કૃતિક અને ઔષધીય છોડના પુનર્જીવન માટે માઇક્રોક્લાઇમેટિક પરિસ્થિતિઓ અને પોષક માધ્યમો પ્રાયોગિક રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે. મૂળ હેપ્લોઇડ સ્વરૂપોની કોલ્ચીસિન સાથે સારવાર કર્યા પછી ડિપ્લોઇડ છોડ બનાવવા માટે પણ ટીશ્યુ કલ્ચરનો ઉપયોગ થાય છે.

2. સોમેટિક હાઇબ્રિડાઇઝેશન

સોમેટિક હાઇબ્રિડાઇઝેશનમાં હાઇબ્રિડ કોશિકાઓના ઉત્પાદનનો સમાવેશ થાય છે, અને તેમાંથી - નવા સ્વરૂપો; ઇંડાનું કૃત્રિમ ગર્ભાધાન.

ટીશ્યુ કલ્ચરમાં વિવિધ કોષોના પ્રોટોપ્લાસ્ટ્સ (ન્યુક્લિયસ અને સાયટોપ્લાઝમ) ના ફ્યુઝન દ્વારા નવા વર્ણસંકર છોડ મેળવવા. પ્રોટોપ્લાસ્ટને ફ્યુઝ કરવા માટે, ઉત્સેચકોની મદદથી છોડની કોષ દિવાલનો નાશ કરવામાં આવે છે અને એક અલગ પ્રોટોપ્લાસ્ટ મેળવવામાં આવે છે. આવા પ્રોટોપ્લાસ્ટની ખેતી કરતી વખતે વિવિધ પ્રકારોછોડ મર્જ કરે છે અને નવી ઉપયોગી લાક્ષણિકતાઓ સાથે ફોર્મ બનાવે છે. ઇંડાનું કૃત્રિમ ગર્ભાધાન ઇન વિટ્રો ફર્ટિલાઇઝેશન (IVF) ની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે, જે વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કે ગર્ભના અનુગામી પ્રત્યારોપણ સાથે વિટ્રોમાં ઇંડાનું ગર્ભાધાન કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને મનુષ્યમાં વંધ્યત્વના કેટલાક સ્વરૂપોને દૂર કરવા માટે પરવાનગી આપે છે.

3. રંગસૂત્ર એન્જિનિયરિંગ- છોડના કોષોમાં વ્યક્તિગત રંગસૂત્રોનું ફેરબદલ અથવા નવા ઉમેરવા. ડિપ્લોઇડ્સમાં હોમોલોગસ રંગસૂત્રોની જોડી હોય છે, અને આવા સજીવોને ડિસોમિક્સ કહેવામાં આવે છે. જો કોઈ એક જોડીમાં એક રંગસૂત્ર બાકી હોય, તો એક મોનોસોમી રચાય છે. જો તમે કોઈપણ જોડીમાં ત્રીજો હોમોલોગસ રંગસૂત્ર ઉમેરો છો, તો ટ્રાઈસોમિક રચાય છે, વગેરે. એક પ્રજાતિના વ્યક્તિગત રંગસૂત્રોને બીજી જાતિના રંગસૂત્રો સાથે બદલવાનું શક્ય છે. પ્રાપ્ત સ્વરૂપોને અવેજી કહેવામાં આવે છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ શું છે?

આનુવંશિક ઇજનેરી એ એક નવી, ક્રાંતિકારી તકનીક છે જેની મદદથી વૈજ્ઞાનિકો એક જીવમાંથી જનીન કાઢી શકે છે અને તેને બીજા કોઈપણ જીવમાં દાખલ કરી શકે છે. જીન્સ એ જીવનનો કાર્યક્રમ છે - આ જૈવિક રચનાઓ છે જે ડીએનએ બનાવે છે અને જે એક અથવા બીજા જીવંત સજીવમાં અંતર્ગત ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે. જીન ટ્રાન્સપ્લાન્ટેશન પ્રાપ્તકર્તા જીવતંત્રના કાર્યક્રમમાં ફેરફાર કરે છે અને તેના કોષો વિવિધ પદાર્થો ઉત્પન્ન કરવાનું શરૂ કરે છે, જે બદલામાં, તે જીવતંત્રમાં નવી લાક્ષણિકતાઓ બનાવે છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધકો તેઓ જે દિશામાં ઇચ્છે છે તે દિશામાં ચોક્કસ ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓ બદલી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેઓ લાંબા સમય સુધી શેલ્ફ લાઇફ સાથે ટામેટાની વિવિધતા અથવા હર્બિસાઇડ્સ માટે પ્રતિરોધક સોયાબીનની વિવિધતા વિકસાવી શકે છે. આનુવંશિક ઇજનેરી એ બાયોટેકનોલોજીની એક પદ્ધતિ છે જે જીનોટાઇપ્સના પુનઃરચના પર સંશોધન સાથે કામ કરે છે. જીનોટાઇપ એ માત્ર જનીનોનો યાંત્રિક સરવાળો નથી, પરંતુ એક જટિલ સિસ્ટમ છે જે સજીવોના ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન વિકસિત થઈ છે. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ ઇન વિટ્રો ઓપરેશન્સ દ્વારા આનુવંશિક માહિતીને એક જીવમાંથી બીજામાં ટ્રાન્સફર કરવાનું શક્ય બનાવે છે. જનીન ટ્રાન્સફર આંતરજાતીય અવરોધોને દૂર કરવાનું અને એક જીવતંત્રની વ્યક્તિગત વારસાગત લાક્ષણિકતાઓને બીજામાં સ્થાનાંતરિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. જનીનોના ભૌતિક આધારના વાહકો રંગસૂત્રો છે, જેમાં ડીએનએ અને પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. પરંતુ રચનાના જનીનો રાસાયણિક નથી, પરંતુ કાર્યાત્મક છે.
કાર્યાત્મક દૃષ્ટિકોણથી, ડીએનએ ઘણા બ્લોક્સ ધરાવે છે જે ચોક્કસ માત્રામાં માહિતી સંગ્રહિત કરે છે - જનીન. જનીનની ક્રિયા આરએનએ દ્વારા પ્રોટીન સંશ્લેષણ નક્કી કરવાની તેની ક્ષમતા પર આધારિત છે. ડીએનએ પરમાણુમાં, પ્રોટીન પરમાણુઓની રાસાયણિક રચના નક્કી કરતી માહિતી હોય છે. જનીન એ ડીએનએ પરમાણુનો એક વિભાગ છે જે કોઈપણ એક પ્રોટીન (એક જનીન - એક પ્રોટીન) ની પ્રાથમિક રચના વિશે માહિતી ધરાવે છે. સજીવોમાં હજારો પ્રોટીન હોવાને કારણે, હજારો જનીનો છે.

કોષના તમામ જનીનોની સંપૂર્ણતા તેના જીનોમ બનાવે છે. શરીરના તમામ કોષોમાં જનીનોનો સમાન સમૂહ હોય છે, પરંતુ તેમાંથી દરેક સંગ્રહિત માહિતીનો અલગ ભાગ અમલમાં મૂકે છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, ચેતા કોષોબંને માળખાકીય, કાર્યાત્મક અને જૈવિક લાક્ષણિકતાઓમાં તેઓ યકૃતના કોષોથી અલગ છે. જીનોટાઇપ્સનું પુનર્ગઠન, જ્યારે આનુવંશિક ઇજનેરી કાર્યો કરે છે, તે છે ગુણાત્મક ફેરફારોમાઈક્રોસ્કોપમાં દેખાતા રંગસૂત્રના બંધારણમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલા નથી. જનીન ફેરફારો મુખ્યત્વે પરિવર્તન સાથે સંકળાયેલા છે રાસાયણિક માળખુંડીએનએ.
પ્રોટીનની રચના વિશેની માહિતી, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ક્રમ તરીકે લખવામાં આવે છે, તે સંશ્લેષિત પ્રોટીન પરમાણુમાં એમિનો એસિડના ક્રમ તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે. રંગસૂત્ર ડીએનએમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ક્રમમાં ફેરફાર, કેટલાકની ખોટ અને અન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ, ડીએનએ પર રચાયેલા આરએનએ પરમાણુઓની રચનામાં ફેરફાર કરે છે, અને આ બદલામાં, સંશ્લેષણ દરમિયાન એમિનો એસિડનો નવો ક્રમ નક્કી કરે છે. પરિણામે, કોષમાં એક નવું પ્રોટીન સંશ્લેષણ થવાનું શરૂ થાય છે, જે શરીરમાં નવા ગુણધર્મોના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. આનુવંશિક ઇજનેરી પદ્ધતિઓનો સાર એ છે કે વ્યક્તિગત જનીનો અથવા જનીનોના જૂથો સજીવના જીનોટાઇપમાં દાખલ કરવામાં આવે છે અથવા બાકાત રાખવામાં આવે છે. જીનોટાઇપમાં અગાઉ ગેરહાજર જનીન દાખલ કરવાના પરિણામે, કોષને પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરવા માટે દબાણ કરી શકાય છે જે તેણે અગાઉ સંશ્લેષણ કર્યું ન હતું.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગની સમસ્યાઓ

વીસમી સદીના વિજ્ઞાનની સૌથી મહત્વપૂર્ણ રચનાઓમાંની એકની શક્યતાઓ - આનુવંશિક ઇજનેરી - લાંબા સમયથી માનવજાતની કલ્પનાને ઉત્તેજિત કરે છે, કારણ કે તે માનવ શરીરની સૌથી મહત્વપૂર્ણ વસ્તુ, તેના શરીરના જીવનના નિયમોનો સંપર્ક કરે છે. પરંતુ જો પંદર વર્ષ પહેલાં બાયોટેકનોલોજીસ્ટના કાર્યના પરિણામો મુખ્યત્વે ગાજરની નવી જાતો અથવા ડેરી ગાયની નવી જાતિના વિકાસ સાથે સંકળાયેલા હતા, તો પછી થોડા વર્ષો પહેલા તે નાની ઘેટાં ડોલી સાથે વાતચીત કરવાનું શક્ય બન્યું. , સ્કોટિશ જીવવિજ્ઞાનીઓ દ્વારા ક્લોન કરવામાં આવ્યું હતું, અને ગયા વર્ષે તે પ્રથમ વધુ કે ઓછા બનાવવાની જાહેરાત કરવામાં આવી હતી. સામાન્ય નકશોમાનવ જીનોમ. જીવવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં પ્રગતિની પૃષ્ઠભૂમિ સામે, પાછલી સિઝનની હિટ પૃષ્ઠભૂમિમાં વિલીન થઈ રહી છે - નવી માહિતી ટેકનોલોજી. કોઈ વ્યક્તિ મંગળ પર ક્યારે મુક્તપણે ચાલશે તે અંગેની ચર્ચામાં હવે થોડા લોકોને રસ છે અને તે મુજબ, આને કેવી રીતે અટકાવવું તે વધુ દબાણયુક્ત છે - એક પ્રકારનો હકાર. નૈતિકતા અને નૈતિકતા માટે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ - દુશ્મન કે મિત્ર? ઐતિહાસિક પરિપ્રેક્ષ્ય...

ઐતિહાસિક પરિપ્રેક્ષ્ય

જેમ તમે જાણો છો, પૃથ્વી પર લગભગ 4.6 અબજ વર્ષો પહેલા જીવનની ઉત્પત્તિ થઈ હતી, અને, ભલે તે ગમે તે સ્વરૂપમાં હોય, તે જ પદાર્થ દરેક જીવના જીવનના અભિવ્યક્તિઓ માટે જવાબદાર હતો - ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિક એસિડ (ઉર્ફ ડીએનએ). ડીએનએ, જનીનોમાં સમાવિષ્ટ, નિર્ધારિત, અને હજુ પણ નક્કી કરે છે (અને ભવિષ્યમાં, દેખીતી રીતે, માણસના કડક માર્ગદર્શન હેઠળ) તેમના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી કોષોની ચયાપચયની પ્રવૃત્તિ, અને આ જ જીવન છે. સરળ વ્યાખ્યા . વાસ્તવમાં, છેલ્લી સદીની શરૂઆત સુધી "જીન્સ" શબ્દનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો ન હતો, જો કે તેઓ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના પર સંશોધન 19મી સદીમાં શરૂ થયું હતું. ઑસ્ટ્રિયન સાધુ ગ્રેગોર મેન્ડેલે મઠના બગીચામાં ઉગાડેલા વટાણાના છોડના સંતાનોનું નિરીક્ષણ કરવામાં ઘણા વર્ષો ગાળ્યા હતા. બાહ્ય લક્ષણો રેકોર્ડ કરીને - દાંડીની ઊંચાઈ, પાંખડીઓનો રંગ, વટાણાનો આકાર, તે સૈદ્ધાંતિક રીતે કેટલાક "પરિબળો" ના અસ્તિત્વને સૂચવવામાં સક્ષમ હતા જે પિતૃ છોડમાંથી સંતાનો દ્વારા વારસામાં મળે છે. કોલંબસની જેમ, મેન્ડેલને તે જાણ્યા વિના મૃત્યુ પામ્યો કે તેણે શું શોધ્યું હતું. વીસમી સદીની શરૂઆતથી, કોષની રચનામાં સંશોધનમાં તેજી આવી છે. જીવવિજ્ઞાનીઓ એ સ્થાપિત કરવામાં વ્યવસ્થાપિત થયા કે સેલ ન્યુક્લિયસ કયા કાર્યો કરે છે અને રંગસૂત્રોની પ્રકૃતિના રહસ્યને ઉકેલે છે. સૌથી મહત્વની બાબત એ હતી કે ડીએનએ પરમાણુઓના અનુવાદની પ્રકૃતિ સ્પષ્ટ થઈ ગઈ હતી: મેયોસિસ દરમિયાન, જે ઇંડા અને શુક્રાણુના દેખાવ પહેલા હોય છે, રંગસૂત્રોની સંખ્યા, જેમાં ડીએનએ હોય છે, અડધાથી ઘટી જાય છે, જે પછીથી, ફ્યુઝન સાથે. સૂક્ષ્મજીવાણુ કોષો, તેમના મધ્યવર્તી કેન્દ્રને એક સંપૂર્ણમાં જોડવાની મંજૂરી આપશે - જનીનોના સંપૂર્ણ અનન્ય સમૂહ સાથે નવા જીવને જન્મ આપવા માટે. 1953 માં, ડીએનએના ડબલ હેલિકલ સ્ટ્રક્ચરને અલગ કરવાનું આખરે શક્ય બન્યું, જે હવે દરેક શાળાના બાળકો દૃષ્ટિથી જાણે છે. ડીએનએ હવે એક સાર્વત્રિક જૈવિક ભાષા તરીકે ઓળખાય છે જે પૃથ્વી પર રહેતા તમામ જીવોને એક કરશે: મનુષ્ય અને બેક્ટેરિયા, ફૂગ અને છોડ. જો કે, વીસમી સદી એ માત્ર મૂળભૂત શોધોની સદી નથી, પણ એન્જિનિયરિંગની સદી પણ છે - આ જ શોધોનો વ્યવહારિક ઉપયોગ. તેથી, "આ બધું સામાન્ય રીતે" કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના પર ચાલુ સંશોધનની સાથે સાથે, આનુવંશિક ઇજનેરીની વિવિધ શાખાઓ અને કૂદકે ને ભૂસકે વિકસિત વિવિધ બાયોટેકનોલોજી. શરૂઆતથી જ, આ પ્રકારનો ઇજનેરી વિચાર મુખ્યત્વે એ બાબત સાથે સંબંધિત હતો કે ચોક્કસ જનીન સાથેના કેટલાક જીવંત સજીવોનો ઉપયોગ અન્યને સુધારવા માટે કેવી રીતે કરી શકાય - અમે છોડ અથવા પ્રાણીઓ વિશે વાત કરી રહ્યા હતા. સિત્તેરના દાયકામાં, વૈજ્ઞાનિકોએ એક જીવના ડીએનએના ભાગોને કાપીને બીજામાં ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવાનું શીખ્યા, જેણે વિવિધ દવાઓ - ઇન્સ્યુલિન, માનવ વૃદ્ધિ હોર્મોન વગેરેના ઉત્પાદનમાં નાની ક્રાંતિ કરી. ઘણા વર્ષોથી, કહેવાતા માનવ જનીન ઉપચારને અમલમાં મૂકવાના પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા છે - જે લોકોના જનીન સમૂહમાં અમુક ઘટકોનો અભાવ હોય છે અથવા અમુક અંશે ખામીયુક્ત હોય છે તેઓને અન્ય લોકોના જનીનો સાથે ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવામાં આવે છે. જિનેટિક્સ દ્વારા મેળવેલા જ્ઞાનનો માનવ પ્રજનન ક્ષેત્રે ખૂબ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ઘણા લોકો જાણે છે કે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં બાળકોને "ટેસ્ટ ટ્યુબમાંથી" ઉછેરવાનું તદ્દન શક્ય છે, અને સ્ત્રી વંધ્યત્વની કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં - મદદ માટે સરોગેટ માતાઓ તરફ વળવું. આનુવંશિક રીતે સંશોધિત છોડ (હિમ-પ્રતિરોધક અનાજ, ટ્રાન્સજેનિક બટાકા, ઝડપથી પાકતા ટામેટાં વગેરે) પહેલેથી જ દેખાઈ રહ્યા છે. ડાઇનિંગ ટેબલ, જોકે અત્યાર સુધી તેઓએ વધારે ઉત્તેજના પેદા કરી નથી.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ - દુશ્મન કે મિત્ર? જિનેટિક એન્જિનિયરિંગની શક્યતાઓ...

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગની શક્યતાઓ, હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેક્ટ

સ્વાભાવિક રીતે સફળ મેનિપ્યુલેશન્સછોડ અને પ્રાણીઓના જનીનો સાથે તે એક લપસણો પ્રશ્ન તરફ દોરી શકે તેમ નથી: મનુષ્યો વિશે શું? જો પ્રાણીઓને સુધારવું શક્ય છે, તો પછી માણસો કેમ નહીં. જો કે, પ્રથમ તમારે માનવ જનીન સમૂહને સમજવાની જરૂર છે. આમ, 1990 માં, 26-30 હજાર જનીનો સમાવિષ્ટ માનવ રંગસૂત્રોના નકશા માટે એક પહેલ દેખાઈ. પ્રોજેક્ટને "હ્યુમન જીનોમ" નામનું સરળ નામ પ્રાપ્ત થયું અને તે લગભગ પ્રસ્તુત થવાનું હતું સંપૂર્ણ નકશોલગભગ 2005 સુધીમાં જીનોમ. પ્રોજેક્ટનો સમાવેશ થાય છે સંશોધન જૂથોવિવિધ દેશોમાંથી અને 90 ના દાયકાના અંતથી. વિશેષ કંપનીઓ બનાવવામાં આવી છે જેનું મુખ્ય કાર્ય આવા જૂથો વચ્ચે સંચારને સરળ બનાવવા અને વેગ આપવાનું છે. 2001 ની શરૂઆતમાં, 2 રંગસૂત્રો પહેલેથી જ સંપૂર્ણપણે મેપ કરવામાં આવ્યા હતા: 21 અને 22.

જો કે, ગયા વર્ષની મુખ્ય ઉત્તેજના ક્રેગ વેન્ટરના જૂથ દ્વારા માનવ જીનોમના સામાન્ય નકશાની શોધ હતી. વૈજ્ઞાનિકો કહે છે કે જો આપણે આ નકશાને સામાન્ય સાથે સરખાવીએ, તો પછીની શેરીમાં સ્ટોર પર જવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવો ભાગ્યે જ શક્ય બનશે, પરંતુ કોઈ પણ સંજોગોમાં, તેના અસ્તિત્વની હકીકત જનીન યુગની શરૂઆતની વાત કરે છે. પેટન્ટિંગ, અને આ, બદલામાં, ઘણા પ્રશ્નો ઉભા કરે છે જે લાંબા સમય સુધી જૈવિક નથી, પરંતુ નૈતિક અને કાનૂની છે. જોકે વૈજ્ઞાનિકો કહે છે કે જીનોમ મેપિંગનો મુખ્ય હેતુ એ સમજવાની જરૂરિયાત છે કે માનવ શરીર વિવિધ રોગોનો વધુ અસરકારક રીતે પ્રતિકાર કરવા માટે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, અને આવા જ્ઞાનથી નવી દવાઓની રચનામાં મોટા પ્રમાણમાં સગવડ થઈ શકે છે, બંનેની જરૂરિયાત કાનૂની નિયમનપ્રશ્ન: માનવ શરીર સાથે કેવી રીતે અને શું કરી શકાય છે, અને પ્રશ્નનો જવાબ: આપણે ક્યાં રોકવું જોઈએ? શું કોઈ વ્યક્તિ સર્જકની જેમ બની શકે છે અને પોતે નવા જીવો બનાવવાનું શરૂ કરી શકે છે? માનવ જિનોમના મેપિંગને ઘણીવાર ચંદ્ર પર માણસના ઉતરાણ જેવી ક્રાંતિકારી ઘટનાઓ સાથે સરખાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે. જો કે, હવે ત્યાં એક નોંધપાત્ર તફાવત છે: જો અવકાશ કાર્યક્રમો એ રાજ્યના કાર્યોમાંનું એક છે, તો પ્રોજેક્ટમાં ભાગ લેતા જૂથો, એક નિયમ તરીકે, ખાનગી ભંડોળ ધરાવે છે, તેથી, બિન-રાજ્ય કંપનીઓ પાસે તેમના વિકાસ માટે કૉપિરાઇટ હશે. . તેઓ તેમની સાથે શું કરશે?

ચાલો કલ્પના કરીએ કે નજીકના ભવિષ્યમાં, નકશો એકદમ સચોટ રીતે દોરવામાં આવશે, અને દરેક વ્યક્તિનું આ રીતે વર્ણન કરી શકાય છે. પ્રશ્ન ઊભો થાય છે - આ માહિતી કોની પાસે હશે? વ્યક્તિ પોતાના વિશેની સૌથી વધુ "ઘનિષ્ઠ" માહિતી કેટલી હદે અકબંધ રાખી શકે છે? શું નોકરીદાતાઓ એવી વ્યક્તિને નોકરી પર રાખવાનો ઇનકાર કરશે કે જેને કોઈપણ પ્રકારના કેન્સર માટે આનુવંશિક વલણ હોય? શું એવી પરિસ્થિતિમાં આરોગ્ય વીમો શક્ય બનશે કે જ્યાં દરેક વ્યક્તિનો જીનોમ તમામ સંભવિત રોગો વિશે માહિતી આપશે? ટોની બ્લેરે ગુનેગારોના આનુવંશિક પોટ્રેટનું સંકલન કરવાની જરૂરિયાત વિશે વાત કરી. અને એવું લાગે છે કે વૈજ્ઞાનિકો લોકોમાં વિચલિત વર્તન માટે જવાબદાર વિશેષ જનીનો શોધવા પર કામ કરવા માટે તૈયાર છે. જો કે, ઘણા નિષ્ણાતો પહેલેથી જ એવી સંભાવનાથી ડરી ગયા છે કે નજીકના ભવિષ્યમાં સમાજ વિવિધ સમસ્યાઓ - અપરાધ, ગરીબી, જાતિવાદ વગેરેના ઉકેલને સ્થાનાંતરિત કરશે. - આનુવંશિક અને આનુવંશિક ઇજનેરી પર: "તેઓ કહે છે, તે જનીનો વિશે છે, જો કંઈક ખોટું છે, તો આ સમાજની ચિંતા નથી, પરંતુ વ્યક્તિઓની આનુવંશિક વલણ છે." છેવટે, સામાન્ય રીતે, ઘણા લોકો ભૂલી જાય છે કે અમુક દુર્લભ રોગો ફક્ત જનીનોના સમૂહને કારણે થાય છે, અને તે રોગો જેને આપણે સામાન્ય રીતે આનુવંશિક કહીએ છીએ - કેન્સર, કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર ડિસઓર્ડર - માત્ર અંશતઃ આનુવંશિક પ્રકૃતિના છે, ઘણી રીતે સંભાવના છે. પ્રથમ સ્થાને તેમની ઘટનાનો વળાંક વ્યક્તિ પોતે અને સમાજ દ્વારા લેવામાં આવેલા પગલાં પર આધાર રાખે છે, અને તેથી સમાજ આવી પરિસ્થિતિથી હાથ ધોઈ લે તેનાથી વધુ ખરાબ કંઈ હોઈ શકે નહીં. આનુવંશિક ઇજનેરીની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ રિકોમ્બિનન્ટ મેળવવાની પદ્ધતિ છે, એટલે કે. વિદેશી જનીન, પ્લાઝમિડ ધરાવે છે. પ્લાઝમિડ્સ ગોળાકાર ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ અણુઓ છે જેમાં હજારો ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓનો સમાવેશ થાય છે.

આ પ્રક્રિયામાં ઘણા તબક્કાઓ શામેલ છે:
1. પ્રતિબંધ - ડીએનએને કાપીને, ઉદાહરણ તરીકે, માનવ ડીએનએને ટુકડાઓમાં.
2. લિગેશન - ઇચ્છિત જનીન સાથેનો ટુકડો પ્લાઝમિડમાં સમાવવામાં આવેલ છે અને એકસાથે ટાંકવામાં આવે છે.
3. ટ્રાન્સફોર્મેશન એ બેક્ટેરિયલ કોશિકાઓમાં રિકોમ્બિનન્ટ પ્લાઝમિડ્સનો પરિચય છે. રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયા પ્રાપ્ત કરે છે ચોક્કસ ગુણધર્મો. દરેક રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયા ગુણાકાર કરે છે અને હજારો વંશજોની વસાહત બનાવે છે - એક ક્લોન.
4. સ્ક્રિનિંગ એ ઇચ્છિત માનવ જનીન વહન કરતા પ્લાઝમિડ ધરાવતા લોકોના રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયાના ક્લોન્સ વચ્ચેની પસંદગી છે.

આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને ક્લોનિંગ કહેવામાં આવે છે. ક્લોનિંગનો ઉપયોગ કરીને, વ્યક્તિ અથવા અન્ય જીવતંત્રમાંથી ડીએનએના કોઈપણ ટુકડાની એક મિલિયન કરતાં વધુ નકલો મેળવવાનું શક્ય છે. જો ક્લોન કરેલ ટુકડો પ્રોટીનને એન્કોડ કરે છે, તો પછી પ્રાયોગિક રીતે તે પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરવો શક્ય છે જે આ જનીનનું ટ્રાન્સક્રિપ્શન નિયમન કરે છે, તેમજ જરૂરી જથ્થામાં આ પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે. વધુમાં, એક જીવમાંથી ક્લોન થયેલ ડીએનએ ટુકડો બીજા જીવના કોષોમાં દાખલ કરી શકાય છે. આ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઉચ્ચ અને સ્થિર ઉપજ રજૂ કરવામાં આવેલ જીનને આભારી છે જે સંખ્યાબંધ રોગો સામે પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે. જો તમે જમીનના બેક્ટેરિયાના જીનોટાઇપમાં વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને ઠીક કરવાની ક્ષમતા ધરાવતા અન્ય બેક્ટેરિયાના જનીનો દાખલ કરો, તો જમીનના બેક્ટેરિયા આ નાઇટ્રોજનને નિશ્ચિત માટીના નાઇટ્રોજનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ હશે. ઇન્સ્યુલિનના સંશ્લેષણને નિયંત્રિત કરતા માનવ જીનોટાઇપમાંથી જનીન ઇ. કોલી બેક્ટેરિયમના જીનોટાઇપમાં દાખલ કરીને, વૈજ્ઞાનિકોએ આવા ઇ. કોલી દ્વારા ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન હાંસલ કર્યું. મુ વધુ વિકાસવિજ્ઞાન, માનવ ભ્રૂણમાં ખૂટતા જનીનો દાખલ કરવાનું શક્ય બનશે, અને ત્યાંથી આનુવંશિક રોગોથી બચી શકાશે.

એનિમલ ક્લોનિંગના પ્રયોગો લાંબા સમયથી ચાલી રહ્યા છે. તે ઇંડામાંથી ન્યુક્લિયસને દૂર કરવા માટે પૂરતું છે, તેમાં ગર્ભની પેશીઓમાંથી લેવામાં આવેલા અન્ય કોષના ન્યુક્લિયસને રોપવું, અને તેને ઉગાડો - કાં તો ટેસ્ટ ટ્યુબમાં અથવા દત્તક માતાના ગર્ભાશયમાં. ક્લોન કરેલી ઘેટાની ડોલી બિનપરંપરાગત રીતે બનાવવામાં આવી હતી. એક જાતિના 6 વર્ષના પુખ્ત ઘેટાંના આંચળના કોષમાંથી ન્યુક્લિયસને બીજી જાતિના ઘેટાંના પરમાણુ મુક્ત ઇંડામાં ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. વિકાસશીલ ગર્ભને ત્રીજી જાતિના ઘેટાંમાં મૂકવામાં આવ્યો હતો. જન્મેલા ઘેટાંને પ્રથમ દાતા ઘેટાંમાંથી તમામ જનીનો પ્રાપ્ત થયા હોવાથી, તે તેની ચોક્કસ આનુવંશિક નકલ છે. આ પ્રયોગ ઘણા વર્ષોની પસંદગીને બદલે ચુનંદા જાતિના ક્લોનિંગ માટે ઘણી નવી તકો ખોલે છે. યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસના વૈજ્ઞાનિકો માનવીય કોષોના અનેક પ્રકારનું આયુષ્ય વધારવામાં સફળ રહ્યા છે. સામાન્ય રીતે કોષ લગભગ 7-10 વિભાજન પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થયા પછી મૃત્યુ પામે છે, પરંતુ તેઓએ સો કોષ વિભાજન પ્રાપ્ત કર્યા છે. વિજ્ઞાનીઓના મતે, વૃદ્ધત્વ થાય છે કારણ કે કોષો ટેલોમેરેસ ગુમાવે છે, જે મોલેક્યુલર માળખું છે જે દરેક વિભાજન સાથે તમામ રંગસૂત્રોના છેડે સ્થિત છે.

વિજ્ઞાનીઓએ તેઓએ શોધેલા જનીનને કોષોમાં રોપ્યા, જે ટેલોમેરેઝના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર છે અને ત્યાંથી તેમને અમર બનાવ્યા. કદાચ તે છે ભાવિ માર્ગઅમરત્વ માટે. 80 ના દાયકાથી, માનવ જીનોમનો અભ્યાસ કરવાના કાર્યક્રમો દેખાયા છે. આ પ્રોગ્રામ્સ ચલાવવાની પ્રક્રિયામાં, લગભગ 5 હજાર જનીનો પહેલેથી જ વાંચવામાં આવ્યા છે (સંપૂર્ણ માનવ જીનોમમાં 50-100 હજાર છે). સંખ્યાબંધ નવા માનવ જનીનોની શોધ થઈ છે. આનુવંશિક ઇજનેરી બધું જ લે છે ઉચ્ચ મૂલ્યજનીન ઉપચારમાં. કારણ કે ઘણા રોગો આનુવંશિક સ્તરે નક્કી થાય છે. તે જીનોમમાં છે કે ઘણા રોગો માટે વલણ અથવા પ્રતિકાર છે. ઘણા વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે 21મી સદીમાં જીનોમિક મેડિસિન અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ કામ કરશે. વૈજ્ઞાનિક ઉદ્દેશ્યના મંચ પર સાચા અર્થમાં મક્કમતાથી ઊભો રહેલો કોઈ પણ વૈજ્ઞાનિક ક્યારેય એવું નહીં કહેશે કે કોઈ વસ્તુની મદદથી તમે દરેક વસ્તુનો ઈલાજ કરી શકો છો અથવા કંઈક “એકદમ સલામત” છે, ખાસ કરીને જો તે આનુવંશિક ઈજનેરીને લગતી હોય જે કુદરતના કાયદાના વ્યક્તિગત સ્તરોને ચાલાકી કરે છે, જ્યારે તેની અખંડિતતાને અવગણીને. જેમ આપણે પરમાણુ સંશોધન સાથે પહેલાથી જ જોયું છે, આવી હેરફેરના પરિણામે મુક્ત થતી ઊર્જા પ્રચંડ હોઈ શકે છે, પરંતુ સંભવિત જોખમ પણ પ્રચંડ છે. જ્યારે પરમાણુ તકનીક વિકાસના તબક્કે હતી, ત્યારે કોઈએ કલ્પના કરી ન હતી કે માત્ર થોડા વર્ષોમાં માનવતા બહુવિધ વિનાશના ભય હેઠળ હશે, જે બંને વિરોધી દળો સમાન રીતે સુનિશ્ચિત કરી શકશે. અને જ્યારે પરમાણુ ઉર્જાનો ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થવા લાગ્યો, ત્યારે કોઈ જાણતું ન હતું કે પરિણામે આપણે લાખો ટન કિરણોત્સર્ગી કચરો મેળવીશું જે હજારો વર્ષો સુધી ઝેરી રહેશે. કોઈને તેના વિશે કંઈપણ ખબર ન હતી, પરંતુ અમે હજી પણ આંધળી છલાંગ લગાવી છે, જેનાથી આપણા માટે અને ભવિષ્યની પેઢીઓ માટે ગંભીર સમસ્યાઓ ઊભી થઈ છે. તેથી, આપણે આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરવા વિશે ખૂબ કાળજી રાખવી જોઈએ જે તે સ્તર પર કાર્ય કરે છે જ્યાં તે સમાયેલ છે. સંપૂર્ણ માહિતીજીવનની સૌથી ઊંડી રચના વિશે.

પૃથ્વી પરના જીવનને અત્યંત સંતુલિત, ગતિશીલ ઇકોસિસ્ટમમાં વિકસિત થવામાં લાખો વર્ષો લાગ્યાં છે, જેમાં જીવન સ્વરૂપોની તમામ અસંખ્ય વિવિધતાઓ આજે આપણે જાણીએ છીએ. આપણે હવે એવા સમયમાં જીવી રહ્યા છીએ જ્યારે, એક પેઢી કે તેનાથી ઓછા સમયમાં, આનુવંશિક ઇજનેરીના હસ્તક્ષેપના પરિણામે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પાકમાં આમૂલ પરિવર્તન આવશે અને આ ફેરફારો સમગ્ર ઇકોસિસ્ટમને ગંભીર રીતે નુકસાન પહોંચાડશે અને સમગ્ર માનવતાને પણ જોખમમાં મૂકશે. આનુવંશિક ઇજનેરીના પરિણામે મેળવેલા ઉત્પાદનોની સલામતી સાબિત ન થાય ત્યાં સુધી, આ મુદ્દો હંમેશા શંકામાં રહેશે - અને આ તે દૃષ્ટિકોણ છે જેનો કુદરતી કાયદો પક્ષ બચાવ કરે છે. આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કડક વૈજ્ઞાનિક સલામતી નિયંત્રણો સાથે હોવો જરૂરી છે. લગભગ સંપૂર્ણ નિશ્ચિતતા સાથે કહી શકાય કે આનુવંશિક ઇજનેરી પર્યાવરણના રાસાયણિક પ્રદૂષણ તરફ દોરી જશે. હર્બિસાઇડ્સના વધતા પ્રતિકાર સાથે અનાજની જાતોનું સંવર્ધન એ હકીકત તરફ દોરી જશે કે ખેડૂતોને નીંદણને નિયંત્રિત કરવા માટે પહેલા કરતાં ત્રણ ગણા વધુ રાસાયણિક જંતુનાશકોનો ઉપયોગ કરવાની ફરજ પડશે, અને આ બદલામાં અમેરિકાની જમીન અને ભૂગર્ભજળના પ્રદૂષણમાં વધારો કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, રાસાયણિક કંપની મોન્સેન્ટોએ પહેલેથી જ મકાઈ, સોયાબીન અને સુગર બીટની જાતો વિકસાવી છે જે હર્બિસાઇડ રાઉન્ડઅપ માટે પ્રતિરોધક છે, જે તે જ કંપની દ્વારા ઉત્પાદિત છે. ઉદ્યોગ અધિકારીઓએ વારંવાર કહ્યું છે કે રાઉન્ડઅપ જીવંત જીવો માટે સલામત છે અને પર્યાવરણ દ્વારા ઝડપથી તટસ્થ થઈ જાય છે. જો કે, ડેનમાર્કમાં પ્રારંભિક સંશોધન દર્શાવે છે કે રાઉન્ડઅપ જમીનમાં ત્રણ વર્ષ સુધી રહે છે (અને તેથી તે વિસ્તારમાં વાવેલા અનુગામી પાક દ્વારા શોષી શકાય છે), અને અન્ય વૈજ્ઞાનિક કાર્ય દર્શાવે છે કે તેનો ઉપયોગ હર્બિસાઇડ ખેડૂતોમાં ઝેરી પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે, વિક્ષેપ પાડે છે. સસ્તન પ્રાણીઓનું પ્રજનન કાર્ય, અને માછલી, અળસિયા અને ફાયદાકારક જંતુઓને નુકસાન પહોંચાડે છે.

આનુવંશિક ઇજનેરીના સમર્થકો વારંવાર દાવો કરે છે કે ટેક્નોલોજી એ ફક્ત પાક અને ઘરેલું પ્રાણીઓની જાતિને સુધારવા માટે સહસ્ત્રાબ્દીથી ઉપયોગમાં લેવાતા સંવર્ધનના પ્રકારમાં સુધારો છે. પરંતુ વાસ્તવમાં, આનુવંશિક ઇજનેરીનો હસ્તક્ષેપ પૃથ્વી પરના જીવનનું સંતુલન અને અખંડિતતા જાળવતી પ્રજાતિઓ વચ્ચેના કુદરતી પ્રજનન અવરોધોને પાર કરે છે. નવી જાતિઓ અને જાતોના સંવર્ધનની પરંપરાગત પદ્ધતિ ડુક્કરની એક જાતિને બીજી જાતિ સાથે અથવા ઘોડા સાથે ગધેડા અથવા બે જાતના ટામેટાંને પાર કરી શકે છે, પરંતુ તે માછલી સાથે ટામેટાંને પાર કરી શકતી નથી - કુદરત આવા જનીનોના મિશ્રણને મંજૂરી આપતી નથી. અને આનુવંશિક ઇજનેરીની મદદથી, વૈજ્ઞાનિકોએ પહેલેથી જ માછલી અને ટામેટાંના જનીનોને જોડી દીધા છે - અને આ ટામેટાં, કોઈપણ રીતે ચિહ્નિત નથી, હવે શાંતિથી અમારા છાજલીઓ પર પડેલા છે. તદુપરાંત, વર્ચ્યુઅલ રીતે તમામ અનાજ અને કઠોળ, શાકભાજી અને ફળો પહેલેથી જ આનુવંશિક ઇજનેરીના હસ્તક્ષેપમાંથી પસાર થઈ ચૂક્યા છે, અને ખાદ્ય ઉદ્યોગઆગામી 5-8 વર્ષમાં આ તમામ પ્રોડક્ટ્સ રજૂ કરવાનો ઇરાદો ધરાવે છે. વિશ્વની સૌથી મોટી બિયારણ કંપની, પાયોનિયર હાઇબ્રિડ ઇન્ટરનેશનલ, સોયાબીનની પ્રોટીન સામગ્રીને વધારવા માટે બ્રાઝિલ નટ જનીનનો સમાવેશ કરતી નવી સોયાબીનની વિવિધતા વિકસાવવા માટે આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરે છે. પરંતુ સોયામાં રોપાયેલા બ્રાઝિલ અખરોટના ઘટકને કારણે મોટાભાગના ગ્રાહકોમાં એલર્જીક પ્રતિક્રિયા થઈ અને પછી પાયોનિયરે પ્રોજેક્ટ રદ કર્યો. અને જ્યારે જાપાનીઝ કંપની શોવા ડેન્કો, આનુવંશિક ઇજનેરી દ્વારા, વધુ કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન માટે કુદરતી બેક્ટેરિયાની રચનામાં ફેરફાર કર્યો. ખોરાક ઉમેરણોટ્રિપ્ટોફન કહેવાય છે, આ આનુવંશિક મેનિપ્યુલેશન્સ બેક્ટેરિયમનું કારણ બને છે, જ્યારે ટ્રિપ્ટોફન ધરાવે છે, તે અત્યંત ઝેરી પદાર્થનું ઉત્પાદન કરે છે જે ઉત્પાદનને 1989 માં બજારમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા પછી જ શોધાયું હતું. પરિણામે: 5,000 લોકો બીમાર પડ્યા, 1,500 કાયમ માટે અક્ષમ બન્યા અને 37 મૃત્યુ પામ્યા. સંશોધકો ઘઉંની ઉચ્ચ ઉપજ આપતી જાતો વિકસાવવા, વધુ પૌષ્ટિક ખોરાક બનાવવા અને અમુક રોગોને દૂર કરવા આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરવા માટે ખૂબ જ ઉત્સાહિત છે, જેનાથી પૃથ્વી પર માનવ જીવન સુધારવાની આશા છે. પરંતુ, વાસ્તવમાં, પ્રાયોગિક ફ્લાસ્કમાં જનીન કાઢવામાં અને યોગ્ય રીતે પાર કરી શકાય છે તે હકીકત હોવા છતાં, વાસ્તવિક જીવનમાં કોઈ બીજાના શરીરમાં જનીન રોપવાના પરિણામોની આગાહી કરવી ખૂબ મુશ્કેલ છે.

આવા ઓપરેશન્સ પરિવર્તનનું કારણ બની શકે છે, જેના પરિણામે શરીરના કુદરતી જનીનોની પ્રવૃત્તિ દબાવવામાં આવે છે. દાખલ કરાયેલા જનીનો પણ અણધારી આડઅસરનું કારણ બની શકે છે: આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ ખોરાકમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઝેર અને એલર્જન હોઈ શકે છે અથવા પોષક મૂલ્યમાં ઘટાડો થઈ શકે છે, જેના કારણે ગ્રાહકો બીમાર થઈ શકે છે અથવા તો મૃત્યુ પામે છે. આ ઉપરાંત, આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરીને ઉછેરવામાં આવેલા સજીવો કુદરતી વસ્તી સાથે સ્વતંત્ર રીતે પુનઃઉત્પાદન અને આંતરસંવર્ધન કરવામાં સક્ષમ છે કે જેઓ આનુવંશિક હસ્તક્ષેપમાંથી પસાર થયા નથી, જે ઉલટાવી શકાય તેવું કારણ બને છે. જૈવિક ફેરફારોસમગ્ર પૃથ્વીના ઇકોસિસ્ટમમાં. અમે સંપૂર્ણ વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ છીએ કે આનુવંશિક ઇજનેરી ચોક્કસપણે એક આશાસ્પદ ક્ષેત્ર છે, જે આપણા દેશમાં, કમનસીબે, ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવતું નથી અને તેનું પોતાનું ઉત્પાદક નથી. રશિયા, અલબત્ત, આ ક્ષેત્રમાં વિકાસમાં રોકાયેલ છે, પરંતુ તેની શોધ વિદેશમાં વેચવાની ફરજ પડી છે. આપણા વૈજ્ઞાનિકોએ હ્યુમન ઇન્ટરફેરોન, એસ્પાર્ટમ અને કોબવેબની શોધ કરી. મહત્વની વાત એ છે કે દવા બનાવતી વખતે, જ્યાં સુધી તેની રચના માનવ જીનોમની નજીક ન હોય ત્યાં સુધી તેનો ઉપયોગ થતો નથી. આ કિસ્સામાં, દવા સંપૂર્ણપણે હાનિકારક છે. એસ્પાર્ટમનું ઉત્પાદન કરતી વખતે, બે એમિનો એસિડ મિશ્રિત થાય છે, પરંતુ પ્રક્રિયા માટે ઉત્પ્રેરક સૂક્ષ્મજીવો છે. આનુવંશિકતાનું કાર્ય વિકાસ હાથ ધરવાનું છે જેથી સુક્ષ્મસજીવોમાંથી દવાનું શુદ્ધિકરણ 100% ચકાસણી પસાર કરે. આ કામની ગુણવત્તા છે. અમે ગુણવત્તા માટે જવાબદાર છીએ અને વ્યાવસાયિક દૃષ્ટિકોણ એ છે કે આનુવંશિક ઇજનેરી વાજબી હદ સુધી માનવતા માટે ફાયદાકારક છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ - દુશ્મન કે મિત્ર? જિનેટિક એન્જિનિયરિંગના જોખમો...

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગના જોખમો વિશે વૈજ્ઞાનિક તથ્યો

1. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ નવી જાતો અને જાતિઓ વિકસાવવાથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે. વિદેશી જનીનોનો કૃત્રિમ ઉમેરો સામાન્ય કોષના બારીક નિયમન કરેલ આનુવંશિક નિયંત્રણમાં મોટા પ્રમાણમાં વિક્ષેપ પાડે છે. જનીન મેનીપ્યુલેશન એ કુદરતી ક્રોસિંગમાં થતા માતૃત્વ અને પૈતૃક રંગસૂત્રોના સંયોજનથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે.

2. હાલમાં, આનુવંશિક ઇજનેરી તકનીકી રીતે અપૂર્ણ છે, કારણ કે તે નવા જનીન દાખલ કરવાની પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવામાં સક્ષમ નથી. તેથી, નિવેશ સ્થળ અને ઉમેરાયેલ જનીનની અસરોની આગાહી કરવી અશક્ય છે. જો જીનોમમાં દાખલ થયા પછી જનીનનું સ્થાન નક્કી કરી શકાય, તો પણ ઉપલબ્ધ ડીએનએ માહિતી પરિણામોની આગાહી કરવા માટે ખૂબ જ અધૂરી છે.

3. વિદેશી જનીનના કૃત્રિમ ઉમેરાના પરિણામે, અનપેક્ષિત જોખમી પદાર્થો. સૌથી ખરાબ સ્થિતિમાં, આ ઝેરી પદાર્થો, એલર્જન અથવા સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક અન્ય પદાર્થો હોઈ શકે છે. આવી શક્યતાઓ વિશેની માહિતી હજી ઘણી અધૂરી છે.

4. હાનિકારકતા માટે પરીક્ષણની કોઈ સંપૂર્ણ વિશ્વસનીય પદ્ધતિઓ નથી. કાળજીપૂર્વક હાથ ધરાયેલા સલામતી અભ્યાસો છતાં નવી દવાઓની 10% થી વધુ ગંભીર આડઅસરો શોધી શકાતી નથી. નવા આનુવંશિક રીતે સંશોધિત ખોરાકના ખતરનાક ગુણધર્મો શોધી ન શકાય તેવું જોખમ દવાઓના કિસ્સામાં કરતાં ઘણું વધારે છે.

5. વર્તમાન સલામતી પરીક્ષણ આવશ્યકતાઓ અત્યંત અપૂરતી છે. તેઓ સ્પષ્ટપણે મંજૂરી પ્રક્રિયાને સરળ બનાવવા માટે રચાયેલ છે. તેઓ અત્યંત અસંવેદનશીલ હાનિકારકતા પરીક્ષણ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. તેથી એક નોંધપાત્ર જોખમ છે કે જોખમી ખાદ્યપદાર્થો તપાસ કર્યા વિના પસાર કરવામાં સક્ષમ હશે.

6. આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરીને આજની તારીખમાં બનાવેલ ખાદ્ય ઉત્પાદનો માનવતા માટે કોઈ નોંધપાત્ર મૂલ્ય ધરાવતા નથી. આ ઉત્પાદનો મુખ્યત્વે વ્યાવસાયિક હિતોને સંતોષે છે.

7. પર્યાવરણમાં દાખલ થયેલા આનુવંશિક રીતે સંશોધિત જીવોની અસરો વિશેનું જ્ઞાન સંપૂર્ણપણે અપૂરતું છે. તે હજુ સુધી સાબિત થયું નથી કે આનુવંશિક ઇજનેરી દ્વારા સંશોધિત સજીવો પર્યાવરણ પર હાનિકારક અસર કરશે નહીં. પર્યાવરણવાદીઓએ વિવિધ સંભવિત પર્યાવરણીય ગૂંચવણો સૂચવ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, આનુવંશિક ઇજનેરી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા સંભવિત હાનિકારક જનીનોના અનિયંત્રિત ફેલાવાની ઘણી તકો છે, જેમાં બેક્ટેરિયા અને વાયરસ દ્વારા જીન ટ્રાન્સફરનો સમાવેશ થાય છે. કારણે થતી ગૂંચવણો પર્યાવરણ, સંભવતઃ સુધારવું અશક્ય હશે, કારણ કે મુક્ત થયેલા જનીનો પાછા લઈ શકાતા નથી.

8. નવું અને ખતરનાક વાયરસ. તે પ્રાયોગિક રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જીનોમમાં જડિત વાયરલ જનીનો ચેપી વાયરસ (કહેવાતા પુનઃસંયોજન) ના જનીનો સાથે જોડાઈ શકે છે. આ નવા વાયરસ મૂળ વાયરસ કરતા વધુ આક્રમક હોઈ શકે છે. વાઈરસ પણ ઓછી પ્રજાતિ વિશિષ્ટ બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, છોડના વાયરસ ફાયદાકારક જંતુઓ, પ્રાણીઓ અને મનુષ્યો માટે પણ હાનિકારક બની શકે છે.

9. વારસાગત પદાર્થ ડીએનએનું જ્ઞાન ખૂબ જ અધૂરું છે. માત્ર ત્રણ ટકા ડીએનએનું કાર્ય જાણીતું છે. ચાલાકી કરવી જોખમી જટિલ સિસ્ટમો, જેના વિશે જ્ઞાન અધૂરું છે. જીવવિજ્ઞાન, ઇકોલોજી અને દવાના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક અનુભવ દર્શાવે છે કે આ ગંભીર અણધારી સમસ્યાઓ અને વિકૃતિઓનું કારણ બની શકે છે.

10. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ વિશ્વની ભૂખની સમસ્યાને હલ કરશે નહીં. આનુવંશિક ઇજનેરી વિશ્વની ભૂખની સમસ્યાને હલ કરવામાં મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપી શકે છે તે દાવો વૈજ્ઞાનિક રીતે પાયા વગરની માન્યતા છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ(આનુવંશિક ઇજનેરી) - પદ્ધતિઓ અને તકનીકોનો સમૂહ, જેમાં રિકોમ્બિનન્ટ રિબોન્યુક્લિક અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિક એસિડ ઉત્પન્ન કરવા માટેની તકનીકોનો સમાવેશ થાય છે, શરીરમાંથી જનીનોને અલગ કરવા, જનીનોની હેરફેર કરવા અને તેમને અન્ય સજીવોમાં દાખલ કરવા માટે.

આનુવંશિક ઇજનેરી - ઘટકઆધુનિક બાયોટેકનોલોજી, સૈદ્ધાંતિક આધારતે મોલેક્યુલર બાયોલોજી, જીનેટિક્સ છે. નવી ટેકનોલોજીનો સાર એ નિર્દેશિત છે, પૂર્વનિર્ધારિત પ્રોગ્રામ અનુસાર, મોલેક્યુલરની ડિઝાઇન આનુવંશિક સિસ્ટમોશરીરની બહાર (ઇન વિટ્રો) જીવંત સજીવમાં બનાવેલ રચનાઓના અનુગામી પરિચય સાથે. પરિણામે, આપેલ જીવતંત્ર અને તેના સંતાનોમાં તેમનો સમાવેશ અને પ્રવૃત્તિ પ્રાપ્ત થાય છે. આનુવંશિક ઇજનેરીની શક્યતાઓ છે આનુવંશિક પરિવર્તન, છોડ, પ્રાણીઓ અને સુક્ષ્મસજીવોના કોષોમાં વિદેશી જનીનો અને આનુવંશિકતાના અન્ય સામગ્રી વાહકોનું સ્થાનાંતરણ, નવા અનન્ય આનુવંશિક, બાયોકેમિકલ અને આનુવંશિક રીતે સંશોધિત (આનુવંશિક રીતે સંશોધિત, ટ્રાન્સજેનિક) સજીવોનું ઉત્પાદન. શારીરિક ગુણધર્મોઅને સંકેતો કે જે આ દિશાને વ્યૂહાત્મક બનાવે છે.

પદ્ધતિના દૃષ્ટિકોણથી, આનુવંશિક ઇજનેરી મૂળભૂત સિદ્ધાંતો (જિનેટિક્સ, સેલ થિયરી, મોલેક્યુલર બાયોલોજી, સિસ્ટમ્સ બાયોલોજી), સૌથી આધુનિક પોસ્ટ-જીનોમિક સાયન્સની સિદ્ધિઓને જોડે છે: જીનોમિક્સ, મેટાબોલિક્સ, પ્રોટીઓમિક્સ વાસ્તવિક સિદ્ધિઓલાગુ ક્ષેત્રોમાં: બાયોમેડિસિન, એગ્રોબાયોટેક્નોલોજી, બાયોએનર્જી, બાયોફાર્માકોલોજી, બાયોઇન્ડસ્ટ્રી, વગેરે.

આનુવંશિક ઇજનેરી (બાયોટેક્નોલોજી, જિનેટિક્સ, મોલેક્યુલર બાયોલોજી અને અન્ય સંખ્યાબંધ જીવન વિજ્ઞાન સાથે) કુદરતી વિજ્ઞાનના ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે.

ઐતિહાસિક પૃષ્ઠભૂમિ

બાયોકેમિસ્ટ્રી અને મોલેક્યુલર જિનેટિક્સની વિવિધ શાખાઓમાં ઘણા સંશોધકોના કાર્યને આભારી આનુવંશિક ઇજનેરી દેખાય છે. 1953માં, જે. વોટ્સન અને એફ. ક્રિકે 20મી સદીના 50-60ના દાયકાના વળાંક પર એક ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ મોડલ બનાવ્યું હતું આનુવંશિક કોડ, અને 60 ના દાયકાના અંત સુધીમાં તેની સાર્વત્રિકતા પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ મળી હતી. મોલેક્યુલર જિનેટિક્સનો સઘન વિકાસ થયો હતો, જેનાં પદાર્થો ઇ. કોલી, તેના વાયરસ અને પ્લાઝમિડ્સ હતા. અખંડ ડીએનએ અણુઓ, પ્લાઝમિડ્સ અને વાયરસની અત્યંત શુદ્ધ તૈયારીઓને અલગ કરવા માટેની પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે. વાયરસ અને પ્લાઝમિડ્સના ડીએનએને જૈવિક રીતે સક્રિય સ્વરૂપમાં કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા, તેની નકલ અને અનુરૂપ જનીનોની અભિવ્યક્તિને સુનિશ્ચિત કરી હતી. 1970 માં, જી. સ્મિથ એ સંખ્યાબંધ ઉત્સેચકોને અલગ પાડનારા પ્રથમ હતા - પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો, આનુવંશિક ઇજનેરી હેતુઓ માટે યોગ્ય. જી. સ્મિથે શોધી કાઢ્યું કે બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલ શુદ્ધ હિન્દઆઈઆઈ એન્ઝાઇમ જીવંત બેક્ટેરિયાની લાક્ષણિકતા ન્યુક્લીક એસિડના પરમાણુઓ (ન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ)ને કાપવાની ક્ષમતા જાળવી રાખે છે. ડીએનએ પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો (ડીએનએ પરમાણુઓને ચોક્કસ ટુકડાઓમાં કાપવા માટે) અને ઉત્સેચકો, ડીએનએ લિગાસેસનું સંયોજન, જે 1967 માં અલગ કરવામાં આવ્યું હતું (એક મનસ્વી ક્રમમાં ટુકડાઓને "લિંક કરવા" માટે) આનુવંશિક ઇજનેરી તકનીકમાં યોગ્ય રીતે કેન્દ્રિય કડી ગણી શકાય.

આમ, 70 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, જીવંત જીવતંત્રમાં ન્યુક્લિક એસિડ અને પ્રોટીનની કામગીરીના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો ઘડવામાં આવ્યા હતા અને આનુવંશિક ઇજનેરી માટે સૈદ્ધાંતિક પૂર્વજરૂરીયાતો બનાવવામાં આવી હતી.

શિક્ષણવિદ એ.એ. બાએવ આપણા દેશના પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક હતા જેમણે આનુવંશિક ઇજનેરીના વચનમાં વિશ્વાસ કર્યો અને આ ક્ષેત્રમાં સંશોધનનું નેતૃત્વ કર્યું. આનુવંશિક ઇજનેરી (તેની વ્યાખ્યા દ્વારા) એ કાર્યાત્મક રીતે સક્રિય આનુવંશિક માળખાં (રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએ) અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, કૃત્રિમ આનુવંશિક કાર્યક્રમોનું નિર્માણ છે.

આનુવંશિક ઇજનેરીના ઉદ્દેશ્યો અને પદ્ધતિઓ

તે જાણીતું છે કે પરંપરાગત સંવર્ધનમાં સંખ્યાબંધ મર્યાદાઓ છે જે નવી પ્રાણી જાતિઓ, છોડની જાતો અથવા વ્યવહારિક રીતે મૂલ્યવાન સુક્ષ્મસજીવોની જાતિના ઉત્પાદનને અટકાવે છે:

1. અસંબંધિત પ્રજાતિઓમાં પુનઃસંયોજનની ગેરહાજરી. પ્રજાતિઓ વચ્ચે કઠોર અવરોધો છે જે કુદરતી પુનઃસંયોજનને મુશ્કેલ બનાવે છે.
2. બહારથી શરીરમાં પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવામાં અસમર્થતા. રંગસૂત્રો વચ્ચે હોમોલોજીનો અભાવ સૂક્ષ્મજંતુના કોષોની રચના દરમિયાન વ્યક્તિગત વિભાગો (અને જનીનો) નો સંપર્ક અને વિનિમય કરવામાં અસમર્થતા તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે, જરૂરી જનીનોને સ્થાનાંતરિત કરવું અને નવા જીવતંત્રમાં વિવિધ પેરેંટલ સ્વરૂપોમાંથી મેળવેલા જનીનોના શ્રેષ્ઠ સંયોજનની ખાતરી કરવી અશક્ય બની જાય છે;
3. સંતાનની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોને ચોક્કસ રીતે સ્પષ્ટ કરવામાં અસમર્થતા, કારણ કે પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયા આંકડાકીય છે.

સજીવના જીનોમની શુદ્ધતા અને સ્થિરતાનું રક્ષણ કરતી કુદરતી પદ્ધતિઓ શાસ્ત્રીય પસંદગી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને દૂર કરવી લગભગ અશક્ય છે.

આનુવંશિક રીતે મેળવવાની તકનીક સંશોધિત સજીવો(GMO) તમામ કુદરતી અને આંતરવિશિષ્ટ પુનઃસંયોજન અને પ્રજનન અવરોધોને દૂર કરવાના મુદ્દાઓને મૂળભૂત રીતે હલ કરે છે. પરંપરાગત પસંદગીથી વિપરીત, જે દરમિયાન જીનોટાઇપ ફક્ત આડકતરી રીતે ફેરફારોને આધીન હોય છે, આનુવંશિક ઇજનેરી મોલેક્યુલર ક્લોનિંગની તકનીકનો ઉપયોગ કરીને આનુવંશિક ઉપકરણમાં સીધો હસ્તક્ષેપ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આનુવંશિક ઇજનેરી તમને કોઈપણ જનીનો સાથે કામ કરવાની પરવાનગી આપે છે, કૃત્રિમ રીતે સંશ્લેષિત અથવા અસંબંધિત સજીવો સાથે સંબંધિત, તેમને એક જાતિમાંથી બીજી જાતિમાં સ્થાનાંતરિત કરવા અને કોઈપણ ક્રમમાં તેમને જોડવાની મંજૂરી આપે છે.

તકનીકમાં જીએમઓ બનાવવાના ઘણા તબક્કાઓ શામેલ છે:

1. એક અલગ જનીન મેળવવું.
2. શરીરમાં એકીકરણ માટે વેક્ટરમાં જનીનનો પરિચય.
3. સંશોધિત પ્રાપ્તકર્તા જીવતંત્રમાં રચના સાથે વેક્ટરનું સ્થાનાંતરણ.
4. મોલેક્યુલર ક્લોનિંગ.
5. જીએમઓની પસંદગી.

પ્રથમ તબક્કો - લક્ષ્ય DNA અથવા RNA ટુકડાઓ અને નિયમનકારી તત્વોનું સંશ્લેષણ, અલગતા અને ઓળખ ખૂબ જ સારી રીતે વિકસિત અને સ્વચાલિત છે. આઇસોલેટેડ જનીન ફેજ લાઇબ્રેરીમાંથી પણ મેળવી શકાય છે.

બીજો તબક્કો એ આનુવંશિક રચના (ટ્રાન્સજેન) ની વિટ્રોમાં (ટેસ્ટ ટ્યુબમાં) રચના છે, જેમાં નિયમનકારી તત્વો સાથે સંયોજનમાં એક અથવા વધુ ડીએનએ ટુકડાઓ (પ્રોટીનના એમિનો એસિડ ક્રમનું એન્કોડિંગ) સમાવે છે (બાદમાં તે તેની પ્રવૃત્તિને સુનિશ્ચિત કરે છે. શરીરમાં ટ્રાન્સજેન્સ). આગળ, આનુવંશિક ઇજનેરી સાધનો - પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો અને લિગાસેસનો ઉપયોગ કરીને ક્લોનિંગ વેક્ટરના ડીએનએમાં ટ્રાન્સજેન્સ દાખલ કરવામાં આવે છે. પ્રતિબંધ ઉત્સેચકોની શોધ માટે, વર્નર આર્બર, ડેનિયલ નાથન્સ અને હેમિલ્ટન સ્મિથને નોબેલ પુરસ્કાર (1978) એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. એક નિયમ તરીકે, પ્લાઝમિડ્સ, બેક્ટેરિયલ મૂળના નાના ગોળાકાર ડીએનએ અણુઓનો ઉપયોગ વેક્ટર તરીકે થાય છે.

આગળનો તબક્કો વાસ્તવિક "આનુવંશિક ફેરફાર" (પરિવર્તન) છે, એટલે કે. વ્યક્તિગત જીવંત કોષોમાં "વેક્ટર - એમ્બેડેડ ડીએનએ" રચનાનું સ્થાનાંતરણ. વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોના વારસાગત ઉપકરણમાં સમાપ્ત જનીનનો પરિચય છે મુશ્કેલ કાર્ય, જે કોષના આનુવંશિક ઉપકરણમાં વિદેશી ડીએનએ (વાયરસ અથવા બેક્ટેરિયા) ની રજૂઆતની વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કર્યા પછી હલ કરવામાં આવી હતી. પરિચયના સિદ્ધાંત તરીકે ટ્રાન્સફેક્શન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો આનુવંશિક સામગ્રીએક પાંજરામાં.

જો પરિવર્તન સફળ થાય છે, તો અસરકારક પ્રતિકૃતિ પછી, કૃત્રિમ રીતે બનાવેલ આનુવંશિક રચના ધરાવતા ઘણા પુત્રી કોષો એક રૂપાંતરિત કોષમાંથી ઉદ્ભવે છે. સજીવમાં નવા લક્ષણના દેખાવ માટેનો આધાર એ જીવતંત્ર માટે નવા પ્રોટીનનું જૈવસંશ્લેષણ છે - ટ્રાન્સજેન ઉત્પાદનો, ઉદાહરણ તરીકે, છોડ - જીએમ છોડમાં દુષ્કાળ અથવા જંતુઓ સામે પ્રતિકાર.

માટે એકકોષીય સજીવોઆનુવંશિક ફેરફારની પ્રક્રિયા સંશોધિત વંશજો (ક્લોન્સ) ની અનુગામી પસંદગી સાથે રિકોમ્બિનન્ટ પ્લાઝમિડ દાખલ કરવા સુધી મર્યાદિત છે. ઉચ્ચ મલ્ટીસેલ્યુલર સજીવો માટે, ઉદાહરણ તરીકે, છોડ માટે, રંગસૂત્રો અથવા સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સ (ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ, મિટોકોન્ડ્રિયા) ના ડીએનએમાં રચનાનો સમાવેશ કરવો ફરજિયાત છે, ત્યારબાદ પોષક માધ્યમો પર અલગ અલગ કોષમાંથી સમગ્ર છોડનું પુનર્જીવન થાય છે. પ્રાણીઓના કિસ્સામાં, બદલાયેલ જીનોટાઇપવાળા કોષોને સરોગેટ માતાના બ્લાસ્ટોસાઇડ્સમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. પ્રથમ જીએમ પ્લાન્ટ્સ 1982માં કોલોનમાં ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ પ્લાન્ટ સાયન્સ અને મોન્સેન્ટો કંપનીના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા મેળવવામાં આવ્યા હતા.

મુખ્ય દિશાઓ

21મી સદીના પ્રથમ દાયકામાં પોસ્ટ-જિનોમિક યુગે આનુવંશિક ઇજનેરીના વિકાસને નવા સ્તરે પહોંચાડ્યો. કહેવાતા કોલોન પ્રોટોકોલ "જ્ઞાન-આધારિત બાયોઇકોનોમી તરફ" બાયોઇકોનોમીને "નવા, ટકાઉ, પર્યાવરણીય રીતે કાર્યક્ષમ અને સ્પર્ધાત્મક ઉત્પાદનોમાં જીવન વિજ્ઞાનના જ્ઞાનનું પરિવર્તન" તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ રોડમેપમાં સંખ્યાબંધ ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે: જીન થેરાપી, બાયોઇન્ડસ્ટ્રી, એનિમલ સ્ટેમ સેલ પર આધારિત ટેક્નોલોજી, જીએમ પ્લાન્ટ્સ, જીએમ પ્રાણીઓ વગેરે.

આનુવંશિક રીતે સંશોધિત છોડ

વિદેશી ડીએનએ છોડમાં વિવિધ રીતે દાખલ કરી શકાય છે.

ડાયકોટાઇલેડોનસ છોડ માટે, આડા જનીન ટ્રાન્સફર માટે કુદરતી વેક્ટર છે: એગ્રોબેક્ટેરિયમ પ્લાઝમિડ્સ. મોનોકોટ્સની વાત કરીએ તો, જો કે તાજેતરના વર્ષોમાં એગ્રોબેક્ટેરિયલ વેક્ટર સાથેના તેમના પરિવર્તનમાં ચોક્કસ સફળતાઓ પ્રાપ્ત થઈ છે, આવા પરિવર્તનના માર્ગમાં હજુ પણ નોંધપાત્ર મુશ્કેલીઓનો સામનો કરવો પડે છે.

એગ્રોબેક્ટેરિયા માટે પ્રતિરોધક છોડને પરિવર્તિત કરવા માટે, કોષમાં ડીએનએના સીધા ભૌતિક સ્થાનાંતરણ માટે પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ અથવા બેલિસ્ટિક પદ્ધતિ; ઇલેક્ટ્રોપોરેશન; પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ સાથે સારવાર; લિપોસોમમાં ડીએનએ ટ્રાન્સફર વગેરે.

છોડની પેશીઓ એક અથવા બીજી રીતે રૂપાંતરિત થયા પછી, તેને ફાયટોહોર્મોન્સ સાથે વિશિષ્ટ માધ્યમ પર વિટ્રોમાં મૂકવામાં આવે છે, જે કોષોના પ્રસારને પ્રોત્સાહન આપે છે. માધ્યમમાં સામાન્ય રીતે પસંદગીયુક્ત એજન્ટ હોય છે જેના માટે ટ્રાન્સજેનિક કોષો, પરંતુ નિયંત્રણ કોષો નહીં, પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરે છે. પુનર્જીવન મોટાભાગે કોલસ તબક્કામાંથી પસાર થાય છે, તે પછી, ક્યારે યોગ્ય પસંદગીઓર્ગેનોજેનેસિસ (શૂટ રચના) શરૂ થાય છે. રચાયેલા અંકુરને મૂળિયાના માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેમાં ઘણીવાર ટ્રાન્સજેનિક વ્યક્તિઓની વધુ કડક પસંદગી માટે પસંદગીયુક્ત એજન્ટ પણ હોય છે.

પ્રથમ ટ્રાન્સજેનિક છોડ (સૂક્ષ્મજીવાણુઓમાંથી દાખલ કરાયેલા જનીન સાથે તમાકુના છોડ) 1983 માં મેળવવામાં આવ્યા હતા. ટ્રાન્સજેનિક છોડ (વાયરલ ચેપ સામે પ્રતિરોધક તમાકુના છોડ) ની પ્રથમ સફળ ક્ષેત્રીય ટ્રાયલ યુએસએમાં 1986 માં કરવામાં આવી હતી.

ઝેરી, એલર્જેનિસિટી, મ્યુટેજેનિસિટી, વગેરે માટે તમામ જરૂરી પરીક્ષણો પાસ કર્યા પછી. સૌપ્રથમ ટ્રાન્સજેનિક ઉત્પાદનો 1994માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વ્યાપારી ધોરણે ઉપલબ્ધ થયા. આ કેલજેનના વિલંબિત-પાકતા ફ્લેવર સેવર ટામેટાં અને મોન્સેન્ટોના હર્બિસાઇડ-પ્રતિરોધક સોયાબીન હતા. 1-2 વર્ષની અંદર, બાયોટેક કંપનીઓએ આનુવંશિક રીતે સંશોધિત છોડની સંપૂર્ણ શ્રેણી બજારમાં મૂકી: ટામેટાં, મકાઈ, બટાકા, તમાકુ, સોયાબીન, રેપસીડ, ઝુચીની, મૂળો, કપાસ.

રશિયન ફેડરેશનમાં, એગ્રોબેક્ટેરિયમ ટ્યુમેફેસિયન્સનો ઉપયોગ કરીને બેક્ટેરિયલ ટ્રાન્સફોર્મેશન દ્વારા ટ્રાન્સજેનિક બટાકા મેળવવાની શક્યતા 1990 માં દર્શાવવામાં આવી હતી.

હાલમાં, 100 બિલિયન ડોલરથી વધુની કુલ મૂડી ધરાવતી વિશ્વભરની સેંકડો વ્યાપારી કંપનીઓ આનુવંશિક રીતે સંશોધિત છોડના ઉત્પાદન અને પરીક્ષણમાં રોકાયેલી છે. આનુવંશિક ઇજનેરી પ્લાન્ટ બાયોટેકનોલોજી પહેલેથી જ ખાદ્ય ઉત્પાદન અને અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ શાખા બની ગઈ છે તંદુરસ્ત ઉત્પાદનો, નોંધપાત્ર માનવ સંસાધન અને નાણાકીય પ્રવાહોને આકર્ષિત કરે છે.

રશિયામાં, શિક્ષણશાસ્ત્રી કે.જી.ના નેતૃત્વ હેઠળ. સ્ક્રિયાબિન (સેન્ટર ફોર બાયોએન્જિનિયરિંગ, રશિયન એકેડેમી ઓફ સાયન્સ), જીએમ બટાકાની જાતો એલિઝાવેટા પ્લસ અને લુગોવસ્કાય પ્લસ, કોલોરાડો બટાટા ભમરો માટે પ્રતિરોધક, મેળવવામાં આવી હતી અને લાક્ષણિકતા હતી. રશિયન એકેડેમી ઑફ મેડિકલ સાયન્સિસના સ્ટેટ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ન્યુટ્રિશનના નિષ્ણાત અભિપ્રાયના આધારે, ગ્રાહક અધિકાર સંરક્ષણ અને માનવ કલ્યાણના ક્ષેત્રમાં દેખરેખ માટે ફેડરલ સર્વિસ દ્વારા કરવામાં આવેલા નિરીક્ષણના પરિણામોના આધારે, આ જાતો પસાર થઈ છે. રાજ્ય નોંધણી, રાજ્ય રજિસ્ટરમાં શામેલ છે અને રશિયન ફેડરેશનના પ્રદેશ પર આયાત, ઉત્પાદન અને પરિભ્રમણ માટે મંજૂરી છે.

આ જીએમ બટાકાની જાતો તેના જીનોમમાં સંકલિત જનીનની હાજરીમાં પરંપરાગત જાતોથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે જે કોઈપણ રસાયણોના ઉપયોગ વિના કોલોરાડો બટાકાની ભમરોથી પાકનું 100% રક્ષણ નક્કી કરે છે.

વ્યવહારિક ઉપયોગ માટે મંજૂર કરાયેલ ટ્રાન્સજેનિક છોડની પ્રથમ તરંગમાં પ્રતિકાર માટે વધારાના જનીનો (રોગો, હર્બિસાઇડ્સ, જંતુઓ, સંગ્રહ દરમિયાન બગાડ, તણાવ) શામેલ છે.

પ્લાન્ટ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગના વિકાસના વર્તમાન તબક્કાને "મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગ" કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પરંપરાગત સંવર્ધનની જેમ છોડના કેટલાક અસ્તિત્વમાંના ગુણોને સુધારવાનું કાર્ય એટલું વધારે નથી, પરંતુ છોડને દવા, રાસાયણિક ઉત્પાદન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સંપૂર્ણપણે નવા સંયોજનો બનાવવાનું શીખવવાનું છે. આ સંયોજનો, ઉદાહરણ તરીકે, ખાસ ફેટી એસિડ્સ, આવશ્યક એમિનો એસિડની ઉચ્ચ સામગ્રી સાથે ઉપયોગી પ્રોટીન, સંશોધિત પોલિસેકરાઇડ્સ, ખાદ્ય રસીઓ, એન્ટિબોડીઝ, ઇન્ટરફેરોન અને અન્ય "ઔષધીય" પ્રોટીન, નવા પોલિમર જે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતા નથી, અને ઘણું બધું હોઈ શકે છે. , ઘણું બધું. ટ્રાન્સજેનિક છોડનો ઉપયોગ આવા પદાર્થોનું મોટા પાયે અને સસ્તું ઉત્પાદન સ્થાપિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને ત્યાંથી તેમને વ્યાપક વપરાશ માટે વધુ સુલભ બનાવે છે.

આનુવંશિક રીતે સંશોધિત પ્રાણીઓ

વિદેશી ડીએનએને શોષવાની તેમની ક્ષમતામાં પ્રાણી કોષો બેક્ટેરિયલ કોષોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે, તેથી સસ્તન પ્રાણીઓ, માખીઓ અને માછલીઓના ગર્ભ કોષોમાં જનીનો દાખલ કરવાની પદ્ધતિઓ અને પદ્ધતિઓ આનુવંશિક ઇજનેરોના ધ્યાનનું કેન્દ્ર રહે છે.

સૌથી વધુ આનુવંશિક રીતે અભ્યાસ કરાયેલ સસ્તન પ્રાણી ઉંદર છે. પ્રથમ સફળતા 1980 ની છે, જ્યારે ડી. ગોર્ડન અને તેમના સાથીઓએ વિદેશી ડીએનએને ઉંદરના જીનોમમાં દાખલ કરવાની અને એકીકૃત કરવાની શક્યતા દર્શાવી હતી. એકીકરણ સ્થિર હતું અને સંતાનમાં સતત રહેતું હતું. એક-કોષના તબક્કા (ઝાયગોટ) પર નવા ગર્ભના એક અથવા બંને પ્રોન્યુક્લી (ન્યુક્લી) માં ક્લોન કરેલા જનીનોને માઇક્રોઇન્જેક્ટ કરીને ટ્રાન્સફોર્મેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. શુક્રાણુ દ્વારા રજૂ કરાયેલ પુરૂષ પ્રોન્યુક્લિયસ વધુ વખત પસંદ કરવામાં આવે છે, કારણ કે તેનું કદ મોટું છે. ઇન્જેક્શન પછી, ઇંડાને તરત જ દત્તક માતાના અંડકોશમાં રોપવામાં આવે છે, અથવા તેને સંસ્કૃતિમાં બ્લાસ્ટોસિસ્ટ સ્ટેજ સુધી વિકસાવવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે, જે પછી તેને ગર્ભાશયમાં રોપવામાં આવે છે.

આમ, હ્યુમન ઇન્ટરફેરોન અને ઇન્સ્યુલિન જનીન, રેબિટ β-ગ્લોબિન જનીન, હર્પીસ સિમ્પ્લેક્સ વાયરસ થાઇમિડિન કિનાઝ જનીન અને મ્યુરિન લ્યુકેમિયા વાયરસ સીડીએનએ ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યા હતા. ઇન્જેક્શન દીઠ સંચાલિત પરમાણુઓની સંખ્યા 100 થી 300,000 સુધીની છે, અને તેમનું કદ 5 થી 50 kb સુધીની છે. સામાન્ય રીતે 10-30% ઇંડા ટકી રહે છે, અને રૂપાંતરિત ઇંડામાંથી જન્મેલા ઉંદરનું પ્રમાણ થોડાથી 40% સુધી બદલાય છે. તેથી વાસ્તવિક કાર્યક્ષમતા લગભગ 10% છે.

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ ઉંદરો, સસલા, ઘેટાં, ડુક્કર, બકરા, વાછરડા અને અન્ય સસ્તન પ્રાણીઓના ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવે છે. આપણા દેશમાં, સોમેટોટ્રોપિન જનીન વહન કરતા ડુક્કર મેળવવામાં આવ્યા છે. તેઓ સામાન્ય પ્રાણીઓના વિકાસ દરમાં અલગ નહોતા, પરંતુ ચયાપચયમાં ફેરફારથી ચરબીની સામગ્રી પર અસર થાય છે. આવા પ્રાણીઓમાં, લિપોજેનેસિસ પ્રક્રિયાઓ અટકાવવામાં આવી હતી અને પ્રોટીન સંશ્લેષણ સક્રિય કરવામાં આવ્યું હતું. ઇન્સ્યુલિન જેવા પરિબળના જનીનો દાખલ થવાથી પણ ચયાપચયની ક્રિયામાં ફેરફાર થયો. જીએમ પિગની રચના હોર્મોનના બાયોકેમિકલ ટ્રાન્સફોર્મેશનની સાંકળનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવી હતી અને તેની આડ અસર રોગપ્રતિકારક શક્તિને મજબૂત બનાવતી હતી.

સૌથી શક્તિશાળી પ્રોટીન સંશ્લેષણ સિસ્ટમ સ્તનધારી ગ્રંથિ કોશિકાઓમાં જોવા મળે છે. જો તમે વિદેશી પ્રોટીનના જનીનોને કેસીન પ્રમોટરના નિયંત્રણ હેઠળ મૂકો છો, તો આ જનીનોની અભિવ્યક્તિ શક્તિશાળી અને સ્થિર હશે, અને પ્રોટીન દૂધમાં એકઠા થશે. પશુ બાયોરિએક્ટર (ટ્રાન્સજેનિક ગાય) નો ઉપયોગ કરીને, દૂધનું ઉત્પાદન પહેલેથી જ કરવામાં આવ્યું છે જેમાં માનવ પ્રોટીન લેક્ટોફેરિન હોય છે. ઓછી રોગપ્રતિકારક શક્તિ ધરાવતા લોકોમાં ગેસ્ટ્રોએન્ટેરોલોજીકલ રોગોની રોકથામ માટે આ પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરવાની યોજના છે: એઇડ્સના દર્દીઓ, અકાળ શિશુઓ, કેન્સરના દર્દીઓ જેમણે રેડિયોથેરાપી કરાવી છે.

ટ્રાન્સજેનોસિસનું એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્ર રોગ-પ્રતિરોધક પ્રાણીઓનું ઉત્પાદન છે. ઇન્ટરફેરોન જનીન, રક્ષણાત્મક પ્રોટીન સાથે સંબંધિત, વિવિધ પ્રાણીઓમાં દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું. ટ્રાન્સજેનિક ઉંદરોએ પ્રતિકાર મેળવ્યો - તેઓ બીમાર થયા નહોતા અથવા થોડા બીમાર થયા ન હતા, પરંતુ ડુક્કરમાં આવી કોઈ અસર જોવા મળી નથી.

વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં એપ્લિકેશન

જનીન નોકઆઉટ એ એક અથવા વધુ જનીનોને દૂર કરવાની તકનીક છે, જેનાથી જનીનનું કાર્ય અભ્યાસ કરી શકાય છે. નોકઆઉટ ઉંદર ઉત્પન્ન કરવા માટે, પરિણામી આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ રચનાને ગર્ભના સ્ટેમ કોશિકાઓમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, જ્યાં રચના સોમેટિક રિકોમ્બિનેશનમાંથી પસાર થાય છે અને સામાન્ય જનીનને બદલે છે, અને બદલાયેલા કોષોને સરોગેટ માતાના બ્લાસ્ટોસિસ્ટ્સમાં રોપવામાં આવે છે. તેવી જ રીતે, છોડ અને સુક્ષ્મસજીવોમાં નોકઆઉટ્સ મેળવવામાં આવે છે.

કૃત્રિમ અભિવ્યક્તિ એ શરીરમાં જનીનનો ઉમેરો છે જે તેની પાસે અગાઉ ન હતો, તે પણ જનીન કાર્યનો અભ્યાસ કરવાના હેતુથી. જનીન ઉત્પાદન વિઝ્યુલાઇઝેશન - જનીન ઉત્પાદનના સ્થાનનો અભ્યાસ કરવા માટે વપરાય છે. રિપોર્ટર એલિમેન્ટ (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રીન ફ્લોરોસન્ટ પ્રોટીન જનીન) સાથે જોડાયેલા એન્જિનીયર્ડ જનીન સાથે સામાન્ય જનીનનું રિપ્લેસમેન્ટ આનુવંશિક ફેરફારના ઉત્પાદનનું વિઝ્યુલાઇઝેશન પૂરું પાડે છે.

અભિવ્યક્તિ પદ્ધતિનો અભ્યાસ. કોડિંગ ક્ષેત્ર (પ્રમોટર) ની સામે સ્થિત ડીએનએનો એક નાનો વિભાગ અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળોને બાંધવા માટે સેવા આપતા શરીરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ રિપોર્ટર જનીન, ઉદાહરણ તરીકે, GFP, જે તેના પોતાના જનીનને બદલે સરળતાથી શોધી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ચોક્કસ પેશીઓમાં પ્રમોટરનું કાર્ય એક સમયે અથવા બીજા સમયે સ્પષ્ટપણે દૃશ્યમાન થાય છે તે ઉપરાંત, આવા પ્રયોગો પ્રમોટરની રચનાને તેમાં ડીએનએ ટુકડાઓ દૂર કરીને અથવા ઉમેરીને અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવે છે, તેમજ કૃત્રિમ રીતે જનીનને વધારે છે. અભિવ્યક્તિ

આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રવૃત્તિઓની જૈવ સલામતી

પાછા 1975 માં, એસિલોમર કોન્ફરન્સમાં વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકોએ ઉભા કર્યા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્ન: શું જીએમઓના ઉદભવ પર સંભવિત નકારાત્મક અસર પડશે જૈવિક વિવિધતા? તે ક્ષણથી, આનુવંશિક ઇજનેરીના ઝડપી વિકાસ સાથે, એક નવી દિશા વિકસાવવાનું શરૂ થયું - બાયોસેફ્ટી. તેનું મુખ્ય કાર્ય એ આકારણી કરવાનું છે કે શું GMO નો ઉપયોગ પર્યાવરણ, માનવ અને પ્રાણીઓના સ્વાસ્થ્ય પર અનિચ્છનીય અસરો ધરાવે છે, અને મુખ્ય ધ્યેય સલામતીની બાંયધરી આપતી વખતે આધુનિક બાયોટેકનોલોજીની સિદ્ધિઓનો ઉપયોગ કરવાનો માર્ગ ખોલવાનો છે.

જૈવ સુરક્ષા વ્યૂહરચના પર આધારિત છે વૈજ્ઞાનિક સંશોધનજીએમઓની લાક્ષણિકતાઓ, તેની સાથેનો અનુભવ, તેમજ તેના હેતુપૂર્વકના ઉપયોગ વિશેની માહિતી અને તે પર્યાવરણ કે જેમાં તેને રજૂ કરવામાં આવશે. આંતરરાષ્ટ્રીય સંસ્થાઓ (UNEP, WHO, OECD) ના સંયુક્ત લાંબા ગાળાના પ્રયાસો દ્વારા, રશિયા સહિત વિવિધ દેશોના નિષ્ણાતો, મૂળભૂત ખ્યાલોઅને પ્રક્રિયાઓ: જૈવિક સલામતી, જૈવિક સંકટ, જોખમ, જોખમ મૂલ્યાંકન. તપાસનું સંપૂર્ણ ચક્ર સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ થયા પછી જ તૈયાર GMO ની જૈવ સલામતી પર વૈજ્ઞાનિક નિષ્કર્ષ આવે છે. 2005 માં, ડબ્લ્યુએચઓએ એક અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો હતો જે મુજબ ખોરાક તરીકે નોંધાયેલ જીએમ છોડનું સેવન તેમના પરંપરાગત સમકક્ષો જેટલું જ સલામત છે.

રશિયામાં બાયોસેફ્ટી કેવી રીતે સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે? 1995 માં જૈવવિવિધતા પરના સંમેલનની બહાલી એ વૈશ્વિક જૈવ સુરક્ષા પ્રણાલીમાં રશિયાના સમાવેશની શરૂઆત ગણી શકાય. આ ક્ષણથી રચના શરૂ થઈ રાષ્ટ્રીય સિસ્ટમબાયોસેફ્ટી, જેનો પ્રારંભિક બિંદુ રશિયન ફેડરેશનના ફેડરલ કાયદાના અમલમાં પ્રવેશ હતો "આનુવંશિક એન્જિનિયરિંગ પ્રવૃત્તિઓના ક્ષેત્રમાં રાજ્ય નિયમન પર" (1996). ફેડરલ કાયદો રાજ્યના નિયમન અને જીએમઓ સાથેના તમામ પ્રકારના કામના નિયંત્રણના મૂળભૂત ખ્યાલો અને સિદ્ધાંતો સ્થાપિત કરે છે. ફેડરલ લૉ જીએમઓના પ્રકાર અને કામના પ્રકાર પર આધાર રાખીને જોખમ સ્તરો સ્થાપિત કરે છે, બંધ અને ખુલ્લી સિસ્ટમો વ્યાખ્યાયિત કરે છે, જીએમઓનું પ્રકાશન વગેરે.

પાછલા વર્ષોમાં, રશિયાએ સૌથી કડક નિયમનકારી પ્રણાલીઓ વિકસાવી છે. તે અસામાન્ય છે કે જીએમઓના રાજ્ય નિયમનની પ્રણાલી નિવારક રીતે શરૂ થઈ હતી, 1996 માં, વાસ્તવિક આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ સજીવોને રશિયામાં વ્યાપારીકરણ માટે જાહેર કરવામાં આવ્યા તે પહેલાં (પ્રથમ જીએમઓ - જીએમ સોયાબીન - 1999 માં ખોરાકના ઉપયોગ માટે નોંધાયેલ હતું). મૂળભૂત કાનૂની સાધનો એ આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સજીવોની રાજ્ય નોંધણી છે, તેમજ તેમાંથી મેળવેલા ઉત્પાદનો અથવા તેમાં સમાવિષ્ટ, ખોરાક અને ખોરાક તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે બનાવાયેલ છે.

સમજણ માટે વર્તમાન પરિસ્થિતિમહત્વની હકીકત એ છે કે બજારમાં જીએમ પ્લાન્ટની પ્રથમ એન્ટ્રી થયાના 25 વર્ષો દરમિયાન, પર્યાવરણ અને માનવ અને પ્રાણીઓના સ્વાસ્થ્ય પર એક પણ વિશ્વસનીય નકારાત્મક અસર ઓળખવામાં આવી નથી, ક્યાં તો પરીક્ષણ દરમિયાન અથવા તે દરમિયાન. વ્યાપારી ઉપયોગ. વિશ્વના સ્ત્રોતોમાંથી માત્ર એક - અધિકૃત સોસાયટી AGBIOS "આવશ્યક બાયોસેફ્ટી" ના અહેવાલમાં અભ્યાસના 1000 થી વધુ સંદર્ભો છે જે સાબિત કરે છે કે બાયોટેક પાકોમાંથી મેળવેલ ખોરાક અને ખોરાક પરંપરાગત ઉત્પાદનોની જેમ સલામત છે. જો કે, આજે રશિયામાં એવું કોઈ નિયમનકારી માળખું નથી કે જે આપણા દેશના પ્રદેશ પર જીએમ પ્લાન્ટ્સ, તેમજ તેમાંથી મેળવેલા અથવા તેમાં સમાવિષ્ટ ઉત્પાદનોના પર્યાવરણમાં મુક્ત થવા દે. પરિણામે, 2010 સુધીમાં, વ્યાવસાયિક હેતુઓ માટે રશિયન ફેડરેશનના પ્રદેશ પર એક પણ જીએમ પ્લાન્ટ ઉગાડવામાં આવતો નથી.

આગાહી મુજબ, કોલોન પ્રોટોકોલ (2007) અનુસાર, 2030 સુધીમાં જીએમ કૃષિ પાકો પ્રત્યેનું વલણ તેમના ઉપયોગની મંજૂરી તરફ બદલાશે.

સિદ્ધિઓ અને વિકાસની સંભાવનાઓ

દવામાં આનુવંશિક ઇજનેરી

આરોગ્યસંભાળની જરૂરિયાતો અને વૃદ્ધ વસ્તીની સમસ્યાઓના ઉકેલની જરૂરિયાત આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ ($26 બિલિયનના વાર્ષિક વેચાણ સાથે) અને વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના કાચા માલમાંથી ઔષધીય અને કોસ્મેટિક ઉત્પાદનો (લગભગ $40 બિલિયનના વાર્ષિક વેચાણ સાથે)ની સતત માંગ ઊભી કરે છે. યુએસએ).

ઔદ્યોગિક ધોરણે માનવ ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન એ જિનેટીક એન્જિનિયરિંગની ઘણી સિદ્ધિઓમાં જે દવામાં ઉપયોગમાં લેવાય છે તેમાં સૌથી નોંધપાત્ર છે.

હાલમાં, WHO મુજબ, વિશ્વમાં લગભગ 110 મિલિયન લોકો ડાયાબિટીસથી પીડિત છે. ઇન્સ્યુલિન, જેનાં ઇન્જેક્શન આ રોગવાળા દર્દીઓ માટે સૂચવવામાં આવે છે, તે લાંબા સમયથી પ્રાણીઓના અંગોમાંથી મેળવવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તબીબી પ્રેક્ટિસ. જો કે, પ્રાણી ઇન્સ્યુલિનના લાંબા ગાળાના ઉપયોગથી વિદેશી ઇન્જેક્શનને કારણે થતી રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાઓને કારણે દર્દીના ઘણા અવયવોને ઉલટાવી શકાય તેવું નુકસાન થાય છે. માનવ શરીર માટેપ્રાણી ઇન્સ્યુલિન. પરંતુ તાજેતરમાં સુધી પ્રાણી ઇન્સ્યુલિનની જરૂરિયાતો પણ માત્ર 60-70% દ્વારા પૂરી થતી હતી. આનુવંશિક ઇજનેરોપ્રથમ વ્યવહારુ કાર્ય તરીકે, ઇન્સ્યુલિન જનીનનું ક્લોન કરવામાં આવ્યું હતું. ક્લોન કરેલા માનવ ઇન્સ્યુલિન જનીનોને પ્લાઝમિડ સાથે બેક્ટેરિયલ કોષમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા, જ્યાં હોર્મોનનું સંશ્લેષણ શરૂ થયું હતું, જે કુદરતી માઇક્રોબાયલ સ્ટ્રેન્સે ક્યારેય સંશ્લેષણ કર્યું ન હતું. 1982 થી, યુએસએ, જાપાન, ગ્રેટ બ્રિટન અને અન્ય દેશોની કંપનીઓ આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન કરી રહી છે. રશિયામાં, આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઇન્સ્યુલિન - ઇન્સ્યુરન -નું ઉત્પાદન બાયોઓર્ગેનિક રસાયણશાસ્ત્રની સંસ્થામાં હાથ ધરવામાં આવે છે. એમએમ. શેમ્યાકિન અને યુ.એ. ઓવચિનીકોવ આરએએસ. આજે, ઘરેલું ઇન્સ્યુલિન મોસ્કોમાં ડાયાબિટીસના દર્દીઓને પૂરા પાડવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન થાય છે. તે જ સમયે, આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ ઇન્સ્યુલિન માટેની સમગ્ર રશિયન બજારની માંગ મુખ્યત્વે આયાતી પુરવઠો દ્વારા સંતોષાય છે. વૈશ્વિક ઇન્સ્યુલિન બજાર હાલમાં $400 મિલિયનથી વધુ મૂલ્યનું છે, વાર્ષિક વપરાશ આશરે 2500 કિલોગ્રામ છે.

છેલ્લી સદીના 80 ના દાયકામાં આનુવંશિક ઇજનેરીના વિકાસએ સુક્ષ્મસજીવોના આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ સ્ટ્રેન્સ બનાવવા માટે રશિયા માટે સારો પાયો પૂરો પાડ્યો. આપેલ ગુણધર્મો- જૈવિક રીતે ઉત્પાદકો સક્રિય પદાર્થો, વાયરસની આનુવંશિક સામગ્રીના પુનઃનિર્માણ માટે આનુવંશિક ઇજનેરી પદ્ધતિઓના વિકાસમાં, ઔષધીય પદાર્થોના ઉત્પાદનમાં, ઉપયોગ સહિત કમ્પ્યુટર મોડેલિંગ. તબીબી અને પશુચિકિત્સા હેતુઓ માટે તેના આધારે રિકોમ્બિનન્ટ ઇન્ટરફેરોન અને ડોઝ સ્વરૂપો, ઇન્ટરલ્યુકિન (બી-લ્યુકિન), અને એરિથ્રોપોઇટીન ઉત્પાદનના તબક્કામાં લાવવામાં આવ્યા છે. અત્યંત શુદ્ધ દવાઓની વધતી માંગ હોવા છતાં, ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન, આલ્બ્યુમિન અને પ્લાઝમોલનું સ્થાનિક ઉત્પાદન સ્થાનિક બજારની 20% જરૂરિયાતો પૂરી પાડે છે.

હેપેટાઇટિસ, એઇડ્સ અને અન્ય અસંખ્ય રોગોની રોકથામ અને સારવાર માટે રસીઓ વિકસાવવા તેમજ સૌથી સામાજિક રીતે નોંધપાત્ર ચેપ સામે નવી પેઢીની સંયુક્ત રસીઓ વિકસાવવા માટે સંશોધન સક્રિયપણે ચાલી રહ્યું છે. નવી પેઢીના પોલિમર-સબ્યુનિટ રસીઓમાં વિવિધ પ્રકૃતિના અત્યંત શુદ્ધ રક્ષણાત્મક એન્ટિજેન્સ અને વાહક હોય છે - ઇમ્યુનોસ્ટીમ્યુલન્ટ પોલિઓક્સિડોનિયમ, જે પૂરી પાડે છે. વધારો સ્તરચોક્કસ રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયા. રશિયા તેના પોતાના રોગપ્રતિકારક ઉત્પાદનના આધારે મોટાભાગના જાણીતા ચેપ સામે રસીકરણ પ્રદાન કરી શકે છે. માત્ર રૂબેલા રસીનું ઉત્પાદન સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે.

કૃષિ માટે આનુવંશિક ઇજનેરી

પાક અને સુશોભન છોડની આનુવંશિક સુધારણા એ વધુને વધુ ચોક્કસ અને અનુમાનિત તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને લાંબી અને સતત પ્રક્રિયા છે. યુએન વૈજ્ઞાનિક અહેવાલ (1989) નીચે જણાવેલ છે: “કારણ કે પરમાણુ પદ્ધતિઓસૌથી સચોટ છે, જેઓ તેનો ઉપયોગ કરે છે તેઓ છોડને જે લક્ષણો આપે છે તેમાં વધુ વિશ્વાસ હોય છે અને તેથી પરંપરાગત સંવર્ધન પદ્ધતિઓ કરતાં અણધારી અસરો અનુભવવાની શક્યતા ઓછી હોય છે.”

યુએસએ, આર્જેન્ટિના, ભારત, ચીન અને બ્રાઝિલ જેવા દેશોમાં નવી ટેક્નોલોજીના લાભોનો પહેલેથી જ વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે, જ્યાં મોટા વિસ્તારોમાં આનુવંશિક રીતે સંશોધિત પાકની ખેતી કરવામાં આવે છે.

નવી તકનીકો ગરીબ ખેડૂતો અને ગરીબ દેશોના લોકો, ખાસ કરીને મહિલાઓ અને બાળકો માટે પણ મોટો ફરક લાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આનુવંશિક રીતે સંશોધિત જંતુ-પ્રતિરોધક કપાસ અને મકાઈને જંતુનાશકોના ઉપયોગના નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઊંચા સ્તરની જરૂર પડે છે. નાના વોલ્યુમો(જે ખેતરના કામને સુરક્ષિત બનાવે છે). આવા પાકો ઉત્પાદકતા વધારવામાં, ખેડૂતોને વધુ આવક મેળવવામાં, ગરીબી ઘટાડવામાં અને રાસાયણિક જંતુનાશકોથી વસ્તીને ઝેર આપવાનું જોખમ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, જે ખાસ કરીને ભારત, ચીન, દક્ષિણ આફ્રિકા અને ફિલિપાઇન્સ સહિતના સંખ્યાબંધ દેશો માટે લાક્ષણિક છે.

સૌથી સામાન્ય જીએમ છોડ એવા છે જે સસ્તા, ઓછા ઝેરી અને સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા હર્બિસાઇડ્સ સામે પ્રતિરોધક છે. આવા પાકની ખેતી તમને હેક્ટર દીઠ ઊંચું ઉપજ મેળવવાની પરવાનગી આપે છે, મેન્યુઅલ નીંદણથી છુટકારો મેળવે છે, ન્યૂનતમ અથવા બિન-ખેતીને કારણે ઓછા પૈસા ખર્ચે છે, જે બદલામાં, જમીનના ધોવાણમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

2009 માં, પ્રથમ પેઢીના આનુવંશિક રીતે સંશોધિત પાકોને બીજી પેઢીના ઉત્પાદનો દ્વારા બદલવામાં આવ્યા હતા, જેના કારણે પ્રથમ વખત પ્રતિ સે ઉપજમાં વધારો થયો હતો. બાયોટેક પાકના નવા વર્ગનું ઉદાહરણ (જેના પર ઘણા સંશોધકોએ કામ કર્યું છે) ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક સોયાબીન RReady2Yield™ છે, જે 2009માં યુએસએ અને કેનેડામાં 0.5 મિલિયન હેક્ટરથી વધુ જમીનમાં ઉગાડવામાં આવ્યું હતું.

આધુનિક એગ્રોબાયોલોજીમાં આનુવંશિક ઇજનેરીનો પરિચય વિશ્વ-વિખ્યાત નિષ્ણાત ક્લેવ જેમ્સની આગેવાની હેઠળની સ્વતંત્ર ઇન્ટરનેશનલ સર્વિસ ફોર મોનિટરિંગ ધ એપ્લીકેશન ઓફ એગ્રોબાયોટેક્નોલોજીસ (ISAAA) ની વાર્ષિક સમીક્ષા સહિત સંખ્યાબંધ વિદેશી નિષ્ણાતોની સમીક્ષાઓમાંથી નીચેના તથ્યો દ્વારા સમજાવી શકાય છે. : (www .isaaa.org)

2009 માં, વિશ્વભરના 25 દેશોએ 134 મિલિયન હેક્ટર (જે વિશ્વની તમામ ખેતીલાયક જમીનના 1.5 બિલિયન હેક્ટરના 9% છે) વિસ્તારમાં જીએમ પાક ઉગાડ્યા હતા. યુરોપિયન યુનિયનના છ દેશો (27માંથી) બીટી મકાઈની ખેતી કરતા હતા અને 2009માં બીટી મકાઈ હેઠળનો વિસ્તાર 94,750 હેક્ટરથી વધુ સુધી પહોંચ્યો હતો. 1996 થી 2008 ના સમયગાળા માટે બાયોટેક પાકોના ઉપયોગની વૈશ્વિક આર્થિક અસરનું વિશ્લેષણ. બે સ્ત્રોતોને કારણે $51.9 બિલિયનના નફામાં વધારો દર્શાવે છે: પ્રથમ, ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો (50%) અને બીજું, 167 મિલિયન ટનની ઉપજ (50%) માં નોંધપાત્ર વધારો.

2009 માં, વિશ્વમાં જીએમ પાકના બીજનું કુલ બજાર મૂલ્ય $10.5 બિલિયન હતું. 2008માં મકાઈ અને સોયાબીન તેમજ કપાસનું કુલ બાયોટેક અનાજ મૂલ્ય $130 બિલિયન હતું અને વાર્ષિક ધોરણે 10-15% વધવાની અપેક્ષા છે.

એવો અંદાજ છે કે જો બાયોટેકનોલોજીને સંપૂર્ણપણે અપનાવવામાં આવે તો, 2006-2015ના સમયગાળાના અંત સુધીમાં, જીડીપીની દ્રષ્ટિએ તમામ દેશોની આવક દર વર્ષે $210 બિલિયન વધી જશે.

માં ઉપયોગની શરૂઆતથી કરવામાં આવેલા અવલોકનો કૃષિહર્બિસાઇડ-પ્રતિરોધક પાકો આકર્ષક પુરાવા આપે છે કે ખેડૂતો હવે નીંદણને વધુ અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરવામાં સક્ષમ છે. તે જ સમયે, નીંદણ નિયંત્રણના સાધન તરીકે છૂટક અને ખેડાણ ખેતરો તેમનું મહત્વ ગુમાવે છે. પરિણામે, ટ્રેક્ટરના બળતણનો વપરાશ ઓછો થાય છે, જમીનની રચનામાં સુધારો થાય છે અને ધોવાણ અટકાવવામાં આવે છે. બીટી કપાસ માટે લક્ષિત જંતુનાશક કાર્યક્રમોમાં ઓછા પાક સ્પ્રેનો સમાવેશ થાય છે અને તેથી ઓછા ફિલ્ડ ટ્રિપ્સ, પરિણામે જમીનનું ધોવાણ ઘટે છે. આ બધું અનૈચ્છિકપણે ઘટાડવાના હેતુથી સંરક્ષણ જમીનની ખેતી તકનીકની રજૂઆતમાં ફાળો આપે છે. માટીનું ધોવાણ, સ્તર કાર્બન ડાયોક્સાઇડઅને પાણીની ખોટ ઘટાડવી.

વિજ્ઞાનની વર્તમાન સ્થિતિની લાક્ષણિકતા છે સંકલિત અભિગમ, સંશોધનની વિશાળ શ્રેણી કરવા માટે એકીકૃત તકનીકી પ્લેટફોર્મની રચના. તેઓ માત્ર બાયોટેકનોલોજી, મોલેક્યુલર બાયોલોજી અને આનુવંશિક ઇજનેરી જ નહીં, પણ રસાયણશાસ્ત્ર, ભૌતિકશાસ્ત્ર, બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ, ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમિક્સ, પ્રોટીઓમિક્સ, મેટાબોલોમિક્સ પણ જોડે છે.

ભલામણ કરેલ વાંચન
1. જે. વોટસન. મોલેક્યુલર બાયોલોજીજનીન એમ.: મીર. 1978.
2. સ્ટેન્ટ જી., કાલિન્દર આર. મોલેક્યુલર જિનેટિક્સ. એમ.: મીર. 1981
3. એસ.એન. શેલકુનોવ "આનુવંશિક ઇજનેરી". નોવોસિબિર્સ્ક, પબ્લિશિંગ હાઉસ સાઇબેરીયન યુનિવર્સિટી, 2008
4. Glick B. મોલેક્યુલર બાયોટેકનોલોજી. સિદ્ધાંતો અને એપ્લિકેશન / B. Glick, J. Pasternak. એમ.: મીર, 2002
5. છોડની આનુવંશિક ઇજનેરી. લેબોરેટરી મેન્યુઅલ. જે. ડ્રેપર, આર. સ્કોટ, એફ. આર્મિટેજ, આર. વોલ્ડન દ્વારા સંપાદિત. એમ.: "શાંતિ". 1991.
6. વિશ્વમાં એગ્રોબાયોટેક્નોલોજી. એડ. સ્ક્રિબિના કે.જી. એમ.: સેન્ટર “બાયોએન્જિનિયરિંગ” આરએએસ, 2008. – 135 પૃષ્ઠ.
7. ક્લાર્ક. ડી., રસેલ એલ. મોલેક્યુલર બાયોલોજી એક સરળ અને મનોરંજક અભિગમ. એમ.: JSC "KOND કંપની". 2004

લિંક્સ
1. "આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રવૃત્તિઓના રાજ્ય નિયમન પર." FZ-86 સુધારેલ તરીકે 2000, કલા 1
2. કોલોન પ્રોટોકોલ, કોલોન પેપર, યુરોપિયન યુનિયન દ્વારા EU ના જર્મન પ્રેસિડેન્સી દરમિયાન આયોજિત કોન્ફરન્સ "ટોવર્ડ્સ એ નોલેજ-બેઝ્ડ બાયોઇકોનોમી" (કોલોન, 30 મે 2007) માં અપનાવવામાં આવ્યું હતું.

જેની મદદથી કોઈપણ સજીવોની આનુવંશિક માહિતીનું નિર્દેશિત સંયોજન હાથ ધરવામાં આવે છે. આનુવંશિક ઇજનેરી (GE) કુદરતી આંતરજાતીય અવરોધોને દૂર કરવાનું શક્ય બનાવે છે જે સજીવોની વર્ગીકરણની રીતે દૂરની પ્રજાતિઓ વચ્ચે આનુવંશિક માહિતીના વિનિમયને અટકાવે છે અને ચોક્કસ વારસાગત ગુણધર્મો સાથે, પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં નથી તેવા જનીનોના સંયોજનો સાથે કોષો અને સજીવોનું નિર્માણ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રભાવનો મુખ્ય ઉદ્દેશ આનુવંશિક માહિતીનો વાહક છે - ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ), જેનું પરમાણુ સામાન્ય રીતે બે સાંકળો ધરાવે છે. પ્યુરિન અને પાયરીમિડીન પાયાના જોડાણની કડક વિશિષ્ટતા પૂરકતાની મિલકત નક્કી કરે છે - બે સાંકળોમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું પરસ્પર પત્રવ્યવહાર. જનીનોના નવા સંયોજનોની રચના તમામ પ્રકારના સજીવોમાં ડીએનએ પરમાણુઓની રચનામાં મૂળભૂત સમાનતા અને આનુવંશિકતાની વાસ્તવિક સાર્વત્રિકતાને કારણે શક્ય બન્યું. કોડ કોઈપણ પ્રકારના કોષમાં વિદેશી જનીનો (તેમની કાર્યાત્મક પ્રવૃત્તિનું અભિવ્યક્તિ) વ્યક્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં જ્ઞાનના સંચય, સંસ્થાના પરમાણુ લક્ષણોની ઓળખ અને જનીનોની કામગીરી (તેમની અભિવ્યક્તિને નિયંત્રિત કરવા માટેની પદ્ધતિઓની સ્થાપના અને "વિદેશી" ની ક્રિયા માટે જનીનોને ગૌણ બનાવવાની સંભાવના સહિત) દ્વારા પણ આ સુવિધા આપવામાં આવી હતી. નિયમનકારી તત્વો), ડીએનએ સિક્વન્સિંગ પદ્ધતિઓનો વિકાસ, પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયાની શોધ, જેણે કોઈપણ ડીએનએ ટુકડાને ઝડપથી સંશ્લેષણ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું.

G.I ના ઉદભવ માટે મહત્વપૂર્ણ પૂર્વજરૂરીયાતો. હતા: સ્વાયત્ત પ્રતિકૃતિ અને એક બેક્ટેરિયલ કોષમાંથી બીજામાં સંક્રમણ માટે સક્ષમ પ્લાઝમિડ્સની શોધ, અને ટ્રાન્સડક્શનની ઘટના - બેક્ટેરિયોફેજ દ્વારા ચોક્કસ જનીનોનું સ્થાનાંતરણ, જેણે વેક્ટર - જનીન વાહક પરમાણુઓનો વિચાર ઘડવાનું શક્ય બનાવ્યું.

G.I પદ્ધતિના વિકાસમાં ખૂબ મહત્વ છે. ન્યુક્લિક એસિડના રૂપાંતરણમાં સામેલ ઉત્સેચકો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે: પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો (ડીએનએ પરમાણુઓમાં સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત સિક્વન્સ (સાઇટ્સ) ને ઓળખો અને આ સ્થાનો પર ડબલ સ્ટ્રૅન્ડને "કટ" કરો), ડીએનએ લિગાસેસ (વ્યક્તિગત ડીએનએ ટુકડાઓને સહસંયોજક રીતે બાંધવા), રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેસ (સંશ્લેષણ) નમૂના પર આરએનએ ડીએનએ, અથવા સીડીએનએ) વગેરેની પૂરક નકલ. તેમની હાજરીમાં જ કલાનું સર્જન થાય છે. સ્ટ્રક્ચર્સ તકનીકી રીતે શક્ય કાર્ય બની ગયું છે. ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ વ્યક્તિગત ડીએનએ ટુકડાઓ (જીન્સ) મેળવવા અને મોલેક્યુલર હાઇબ્રિડ બનાવવા માટે થાય છે - પ્લાઝમિડ્સ અને વાયરસના ડીએનએ પર આધારિત રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએ (રેસીડીએનએ). બાદમાં યજમાન કોષમાં ઇચ્છિત જનીન પહોંચાડે છે, ત્યાં તેનું પ્રજનન (ક્લોનિંગ) અને અંતિમ જનીન ઉત્પાદન (તેની અભિવ્યક્તિ) ની ખાતરી કરે છે.

રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએ અણુઓ બનાવવાના સિદ્ધાંતો

શબ્દ "જી. અને." 1972 માં પી. બર્ગ એટ અલ પછી વ્યાપક બન્યું. પ્રથમ વખત, રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએ મેળવવામાં આવ્યું હતું, જે એક વર્ણસંકર હતું જેમાં બેક્ટેરિયમ એસ્ચેરીચિયા કોલીના ડીએનએ ટુકડાઓ, તેના વાયરસ (બેક્ટેરિયોફેજ λ) અને સિમિયન વાયરસ SV40 ના ડીએનએને જોડવામાં આવ્યા હતા. 1973માં એસ. કોહેન એટ અલ. અમે પ્લાઝમિડ pSC101 અને પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કર્યો ( ઇકો RI), જે તેને એક જગ્યાએ એવી રીતે તોડે છે કે ટૂંકી પૂરક સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ "પૂંછડીઓ" (સામાન્ય રીતે 4-6 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ DNA પરમાણુના છેડે રચાય છે. તેમને "સ્ટીકી" કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ એકબીજા સાથે સમાગમ કરી શકે છે (જેમ કે તે એકસાથે વળગી રહે છે). જ્યારે આવા ડીએનએને સમાન પ્રતિબંધિત એન્ઝાઇમ સાથે સારવાર કરાયેલા વિદેશી ડીએનએના ટુકડાઓ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને સમાન સ્ટીકી છેડા હોય છે, ત્યારે નવા હાઇબ્રિડ પ્લાઝમિડ્સ મેળવવામાં આવ્યા હતા, જેમાંના દરેકમાં ઓછામાં ઓછા એક વિદેશી ડીએનએનો ટુકડો જડિત હતો. ઇકોપ્લાઝમિડની RI સાઇટ. તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે કે સૂક્ષ્મજીવો અને ઉચ્ચ યુકેરીયોટ્સ બંનેમાંથી મેળવેલા વિવિધ વિદેશી ડીએનએના ટુકડાઓ આવા પ્લાઝમિડ્સમાં દાખલ કરી શકાય છે.

recDNA મેળવવા માટેની મુખ્ય આધુનિક વ્યૂહરચના નીચે મુજબ છે:

1. પ્લાઝમિડ અથવા વાયરસના ડીએનએમાં, જે રંગસૂત્રથી સ્વતંત્ર રીતે પુનઃઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ છે, અન્ય જીવતંત્રના ડીએનએ ટુકડાઓ દાખલ કરવામાં આવે છે, જેમાં ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. સંશોધકને રસ ધરાવતા જનીનો અથવા કૃત્રિમ રીતે મેળવેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સ;
2. પરિણામી વર્ણસંકર અણુઓ સંવેદનશીલ પ્રોકેરીયોટિક અથવા યુકેરીયોટિક કોષોમાં દાખલ થાય છે, જ્યાં તેઓ તેમનામાં બનેલા DNA ટુકડાઓ સાથે પ્રતિકૃતિ (ગુણાકાર, વિસ્તૃત) થાય છે;
3. સેલ ક્લોન્સ ખાસ પોષક માધ્યમો (અથવા વાયરસ - ક્લીયરિંગ ઝોનના સ્વરૂપમાં - બેક્ટેરિયલ કોશિકાઓ અથવા પ્રાણી પેશીઓની સંસ્કૃતિના સતત વિકાસના સ્તર પર તકતીઓ) પર વસાહતોના સ્વરૂપમાં પસંદ કરવામાં આવે છે, જેમાં જરૂરી પ્રકારના recDNA પરમાણુઓ હોય છે અને તેમને વિષય બનાવે છે. વ્યાપક માળખાકીય અને કાર્યાત્મક અભ્યાસ માટે.

કોષોની પસંદગીને સરળ બનાવવા માટે જેમાં recDNA હાજર છે, એક અથવા વધુ માર્કર ધરાવતા વેક્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્લાઝમિડ્સમાં, ઉદાહરણ તરીકે, એન્ટિબાયોટિક પ્રતિકારક જનીનો આવા માર્કર્સ તરીકે સેવા આપી શકે છે (રેસીડીએનએ ધરાવતા કોષો ચોક્કસ એન્ટિબાયોટિકની હાજરીમાં વૃદ્ધિ કરવાની તેમની ક્ષમતાના આધારે પસંદ કરવામાં આવે છે). ઇચ્છિત જનીનો વહન કરતું RecDNA પસંદ કરવામાં આવે છે અને પ્રાપ્તકર્તા કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. આ ક્ષણથી, મોલેક્યુલર ક્લોનિંગ શરૂ થાય છે - recDNA ની નકલો પ્રાપ્ત કરવી, અને તેથી તેની રચનામાં લક્ષ્ય જનીનોની નકલો. જો તમામ ટ્રાન્સફેક્ટેડ અથવા ચેપગ્રસ્ત કોષોને અલગ કરવાનું શક્ય હોય તો જ દરેક ક્લોન કોષોની અલગ વસાહત દ્વારા રજૂ કરવામાં આવશે અને તેમાં ચોક્કસ કોષ હશે. recDNA. ચાલુ અંતિમ તબક્કોક્લોન્સની ઓળખ (શોધ) હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાં ઇચ્છિત જનીન હોય છે. તે એ હકીકત પર આધારિત છે કે recDNA માં દાખલ થવાથી તે કોષની કેટલીક અનન્ય મિલકત નક્કી કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે, દાખલ કરેલ જનીનનું અભિવ્યક્તિ ઉત્પાદન). મોલેક્યુલર ક્લોનિંગ પ્રયોગોમાં, 2 મૂળભૂત સિદ્ધાંતો જોવામાં આવે છે:

• કોઈ કોષ જ્યાં recDNA ક્લોનિંગ થાય છે તેને એક કરતાં વધુ પ્લાઝમિડ પરમાણુ અથવા વાયરલ કણ પ્રાપ્ત થવા જોઈએ નહીં;
• બાદમાં પ્રતિકૃતિ માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ.

G.I માં વેક્ટર પરમાણુઓ તરીકે પ્લાઝમિડ અને વાયરલ ડીએનએની વિશાળ શ્રેણીનો ઉપયોગ થાય છે. સૌથી વધુ લોકપ્રિય ક્લોનિંગ વેક્ટરમાં ઘણા આનુવંશિક જનીનો હોય છે. માર્કર્સ અને વિવિધ પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો માટે ક્રિયાની સમાન સાઇટ ધરાવે છે. આ જરૂરિયાત, ઉદાહરણ તરીકે, પ્લાઝમિડ pBR322 દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે પૂરી થાય છે, જે recDNA સાથે કામ કરતી વખતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને મૂળ કુદરતી રીતે બનતા પ્લાઝમિડમાંથી બનાવવામાં આવી હતી; તે એમ્પીસિલિન અને ટેટ્રાસાયક્લાઇનના પ્રતિકાર માટે જનીનો ધરાવે છે, અને 19 વિવિધ પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો માટે એક ઓળખ સ્થળ ધરાવે છે. ક્લોનિંગ વેક્ટર્સનો એક ખાસ કેસ એક્સપ્રેશન વેક્ટર છે, જે એમ્પ્લીફિકેશન સાથે, પ્રાપ્તકર્તા કોષોમાં વિદેશી જનીનોની સાચી અને અસરકારક અભિવ્યક્તિની ખાતરી કરે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પરમાણુ વેક્ટર્સ કોષ અથવા વાયરસના જીનોમમાં વિદેશી ડીએનએના એકીકરણની ખાતરી કરી શકે છે (તેમને સંકલિત વેક્ટર્સ કહેવામાં આવે છે).

G.I ના સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્યોમાંનું એક. - બેક્ટેરિયા અથવા યીસ્ટના તાણની રચના, પ્રાણી અથવા છોડની પેશીઓની કોષ રેખાઓ, તેમજ ટ્રાન્સજેનિક છોડ અને પ્રાણીઓ (જુઓ ટ્રાન્સજેનિક સજીવો), જે તેમનામાં ક્લોન કરેલા જનીનોની અસરકારક અભિવ્યક્તિની ખાતરી કરશે. જ્યારે મલ્ટિકોપી વેક્ટરમાં જનીનોનું ક્લોન કરવામાં આવે છે ત્યારે ઉચ્ચ સ્તરનું પ્રોટીન ઉત્પાદન પ્રાપ્ત થાય છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં, લક્ષ્ય જનીન કોષમાં મોટી માત્રામાં હાજર રહેશે. તે મહત્વનું છે કે ડીએનએ કોડિંગ ક્રમ પ્રમોટરના નિયંત્રણ હેઠળ છે જે સેલના આરએનએ પોલિમરેઝ દ્વારા અસરકારક રીતે ઓળખાય છે, અને પરિણામી એમઆરએનએ પ્રમાણમાં સ્થિર અને અસરકારક રીતે અનુવાદિત છે. વધુમાં, પ્રાપ્તકર્તા કોષોમાં સંશ્લેષિત વિદેશી પ્રોટીન ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર પ્રોટીઝ દ્વારા ઝડપી અધોગતિને પાત્ર હોવું જોઈએ નહીં. ટ્રાન્સજેનિક પ્રાણીઓ અને છોડ બનાવતી વખતે, પરિચયિત લક્ષ્ય જનીનોની પેશી-વિશિષ્ટ અભિવ્યક્તિ ઘણીવાર પ્રાપ્ત થાય છે.

આનુવંશિક થી કોડ સાર્વત્રિક છે; જનીન અભિવ્યક્તિની સંભાવના ફક્ત તેની શરૂઆત અને ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન અને અનુવાદને સમાપ્ત કરવા માટેના સંકેતોની હાજરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે યજમાન કોષ દ્વારા યોગ્ય રીતે ઓળખાય છે. કારણ કે ઉચ્ચ યુકેરીયોટ્સના મોટા ભાગના જનીનોમાં અસંતુલિત એક્ઝોન-ઇન્ટ્રોન માળખું હોય છે, આવા જનીનોના ટ્રાન્સક્રિપ્શનના પરિણામે, પૂર્વવર્તી મેસેન્જર આરએનએ (પ્રી-એમઆરએનએ) રચાય છે, જેમાંથી અનુગામી વિભાજન દરમિયાન, બિન-કોડિંગ સિક્વન્સ - ઇન્ટ્રોન્સ - છે. વિભાજિત થાય છે, અને પરિપક્વ mRNA રચાય છે. આવા જનીનો બેક્ટેરિયલ કોશિકાઓમાં વ્યક્ત કરી શકાતા નથી જ્યાં સ્પ્લિસિંગ સિસ્ટમ નથી. આ અવરોધને દૂર કરવા માટે, ડીએનએ કોપી (સીડીએનએ) પુખ્ત mRNA પરમાણુઓ પર રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેસનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જેમાં ડીએનએ પોલિમરેઝનો ઉપયોગ કરીને બીજી સ્ટ્રાન્ડ ઉમેરવામાં આવે છે. જનીન કોડિંગ ક્રમને અનુરૂપ આવા ડીએનએ ટુકડાઓ (હવે ઇન્ટ્રોન્સ દ્વારા અલગ કરવામાં આવતા નથી) યોગ્ય મોલેક્યુલર વેક્ટરમાં દાખલ કરી શકાય છે.

લક્ષ્ય પોલિપેપ્ટાઇડના એમિનો એસિડ ક્રમને જાણીને, કહેવાતા પ્રાપ્ત કરીને, તેને એન્કોડ કરીને ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમનું સંશ્લેષણ કરવું શક્ય છે. સમકક્ષ જનીન અને તેને યોગ્ય અભિવ્યક્તિ વેક્ટરમાં દાખલ કરો. સમકક્ષ જનીન બનાવતી વખતે, આનુવંશિક અધોગતિની મિલકતને સામાન્ય રીતે ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. કોડ (20 એમિનો એસિડ 61 કોડોન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે) અને તે કોષોમાં દરેક એમિનો એસિડ માટે કોડનની ઘટનાની આવર્તન કે જેમાં આ જનીન દાખલ કરવાની યોજના છે, કારણ કે વિવિધ સજીવોમાં કોડોનની રચના નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ શકે છે. યોગ્ય રીતે પસંદ કરેલ કોડોન પ્રાપ્તકર્તા કોષમાં લક્ષ્ય પ્રોટીનના ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે.

જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનું મહત્વ

જી.આઈ. પ્રાયોગિક સીમાઓને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરી, કારણ કે તે ડીકોમ્પમાં પરિચયની મંજૂરી આપે છે. કોષો વિદેશી ડીએનએના પ્રકારો અને તેના કાર્યોનો અભ્યાસ કરે છે. આનાથી સામાન્ય જૈવિક ઓળખવાનું શક્ય બન્યું સંસ્થાના દાખલાઓ અને આનુવંશિક અભિવ્યક્તિ. વિવિધ માહિતી સજીવો આ અભિગમે મૂળભૂત રીતે નવા માઇક્રોબાયોલોજીકલ બનાવવાની સંભાવનાઓ ખોલી છે જૈવિક સક્રિય પદાર્થોના ઉત્પાદકો. તેમજ વિધેયાત્મક રીતે સક્રિય વિદેશી જનીનો વહન કરતા પ્રાણીઓ અને છોડ. Mn. અગાઉ જૈવિક રીતે અપ્રાપ્ય સક્રિય પ્રોટીનવ્યક્તિ, સહિત. ઇન્ટરફેરોન્સ, ઇન્ટરલ્યુકિન્સ, પેપ્ટાઇડ હોર્મોન્સ, રક્ત પરિબળો બેક્ટેરિયા, યીસ્ટ અથવા સસ્તન પ્રાણીઓના કોષોમાં મોટી માત્રામાં ઉત્પન્ન થવા લાગ્યા અને તેનો વ્યાપકપણે દવામાં ઉપયોગ થયો. તદુપરાંત, કૃત્રિમ રીતે બે કે તેથી વધુ પ્રાકૃતિક પ્રોટીનના ગુણધર્મ ધરાવતા ચીમેરિક પોલિપેપ્ટાઈડ્સ એન્કોડિંગ જનીનો બનાવવાનું શક્ય બન્યું છે. આ બધાએ બાયોટેકનોલોજીના વિકાસને શક્તિશાળી પ્રોત્સાહન આપ્યું.

G.I ના મુખ્ય પદાર્થો બેક્ટેરિયા છે એસ્ચેરીચીયા કોલી (Escherichia coli) અને બેસિલસ સબટિલિસ (બેસિલસ પરાગરજ), બેકરનું ખમીર સેકરોમીસીસ cerevisiae, ડીકોમ્પ. સસ્તન પ્રાણીઓની કોષ રેખાઓ. આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રભાવના પદાર્થોની શ્રેણી સતત વિસ્તરી રહી છે. ટ્રાન્સજેનિક છોડ અને પ્રાણીઓની રચના પર સંશોધન ક્ષેત્રો સઘન વિકાસશીલ છે. G.I પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ ચેપી એજન્ટો સામે રસીની નવી પેઢીઓ બનાવવામાં આવી રહી છે (તેમાંની પ્રથમ યીસ્ટના આધારે બનાવવામાં આવી હતી જે માનવ હીપેટાઇટિસ બી વાયરસની સપાટી પ્રોટીન બનાવે છે). સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન વાઇરસ પર આધારિત ક્લોનિંગ વેક્ટરના વિકાસ અને પશુચિકિત્સા અને તબીબી જરૂરિયાતો માટે જીવંત પોલીવેલેન્ટ રસીઓ તેમજ કેન્સરની ગાંઠો અને વારસાગત રોગોની જનીન ઉપચાર માટે મોલેક્યુલર વેક્ટર્સના ઉપયોગ પર ખૂબ ધ્યાન આપવામાં આવે છે. મનુષ્યો અને પ્રાણીઓના શરીરમાં recDNA ની સીધી રજૂઆત માટે એક પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી છે, જે તેમના કોષોમાં વિવિધ એન્ટિજેન્સના ઉત્પાદનને નિર્દેશિત કરે છે. ચેપી એજન્ટો (ડીએનએ રસીકરણ). નવી દિશાજી.આઈ. ટામેટાં, ગાજર, બટાકા, મકાઈ, લેટીસ વગેરે જેવા ટ્રાન્સજેનિક છોડ પર આધારિત ખાદ્ય રસીની રચના છે, જે ચેપી એજન્ટોના ઇમ્યુનોજેનિક પ્રોટીનનું ઉત્પાદન કરે છે.

આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રયોગો સાથે સંકળાયેલી ચિંતાઓ

recDNA મેળવવાના પ્રથમ સફળ પ્રયોગો પછી તરત જ, પી. બર્ગની આગેવાની હેઠળના વૈજ્ઞાનિકોના જૂથે સંખ્યાબંધ આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રયોગોના સંચાલનને મર્યાદિત કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આ ચિંતાઓ એ હકીકત પર આધારિત હતી કે વિદેશી આનુવંશિકતા ધરાવતા સજીવોના ગુણધર્મો. માહિતીની આગાહી કરવી મુશ્કેલ છે. તેઓ અનિચ્છનીય લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરી શકે છે અને પર્યાવરણને વિક્ષેપિત કરી શકે છે. સંતુલન, માનવ, પ્રાણીઓ અને છોડમાં અસામાન્ય રોગોના ઉદભવ અને ફેલાવા તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, તે નોંધ્યું હતું કે આનુવંશિકમાં માનવ હસ્તક્ષેપ જીવંત જીવોનું ઉપકરણ અનૈતિક છે અને તે અનિચ્છનીય સામાજિક અને નૈતિક પરિણામોનું કારણ બની શકે છે. 1975 માં, આંતરરાષ્ટ્રીય પરિષદમાં આ સમસ્યાઓની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી. અસિલોમર (યુએસએ) માં પરિષદ. તેના સહભાગીઓ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે G.I પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવાનું ચાલુ રાખવું જરૂરી છે. પરંતુ વ્યાખ્યા સાથે ફરજિયાત પાલનને આધીન. નિયમો અને ભલામણો. ત્યારબાદ, સંખ્યાબંધ દેશોમાં સ્થાપિત આ નિયમોને નોંધપાત્ર રીતે હળવા કરવામાં આવ્યા અને માઇક્રોબાયોલોજીમાં સામાન્ય પદ્ધતિઓમાં ઘટાડો કરવામાં આવ્યો. સંશોધન, વિશેષ રચના રક્ષણાત્મક ઉપકરણો કે જે જૈવિક એજન્ટોના પ્રસારને અટકાવે છે. પર્યાવરણમાં એજન્ટો, સલામત વેક્ટર અને પ્રાપ્તકર્તા કોષોનો ઉપયોગ જે કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં પ્રજનન કરતા નથી.

ઘણીવાર G.i હેઠળ. માત્ર recDNA સાથે કામ સમજો, અને G.I માટે સમાનાર્થી તરીકે. "મોલેક્યુલર ક્લોનિંગ", "ડીએનએ ક્લોનિંગ", "જીન ક્લોનિંગ" શબ્દોનો ઉપયોગ થાય છે. જો કે, આ તમામ વિભાવનાઓ માત્ર વ્યક્તિગત આનુવંશિક ઇજનેરી કામગીરીની સામગ્રીને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને તેથી G.I શબ્દની સમકક્ષ નથી. રશિયામાં, G.I.ના સમાનાર્થી તરીકે. "જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ" શબ્દનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. જો કે, આ શબ્દોની સિમેન્ટીક સામગ્રી અલગ છે: G.i. નવા જિનેટિક્સ સાથે સજીવો બનાવવાનો હેતુ છે. પ્રોગ્રામ, જ્યારે "જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ" શબ્દ સમજાવે છે કે આ કેવી રીતે થાય છે, એટલે કે. જનીન મેનીપ્યુલેશન દ્વારા.

સાહિત્ય

શ્શેલકુનોવ એસ.એન.જનીન ક્લોનિંગ. નોવોસિબિર્સ્ક, 1986; વોટસન જે., એસ જે.,કુર્ટ્ઝ ડી.રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએ: એક ટૂંકો અભ્યાસક્રમ. એમ., 1986; ડીએનએ ક્લોનિંગ. પદ્ધતિઓ એમ., 1988; ડીએનએ ક્લોનિંગમાં નવું: પદ્ધતિઓ એમ., 1989. શ્શેલકુનોવ એસ.એન.જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ. 2જી આવૃત્તિ, નોવોસિબિર્સ્ક, 2004.