មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការកែប្រែហ្សែន
GMO គឺខ្លីសម្រាប់ "សរីរាង្គដែលបានកែប្រែហ្សែន" ។ ការប្រែប្រួលហ្សែនមានរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សហើយគឺជាវិធីសាស្រ្តដ៏មានប្រសិទ្ធភាពបំផុតនិងឆាប់រហ័សក្នុងការបង្កើតរោងចក្រឬសត្វមួយដែលមានចរិតលក្ខណៈជាក់លាក់ឬលក្ខណៈ។ វាអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់ជាក់លាក់ចំពោះលំដាប់ឌីអិនអេ។ ដោយសារតែឌីអិនអេមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ប្លង់ទាំងមូលសម្រាប់ការរស់នៅទាំងមូលការផ្លាស់ប្តូរទៅជាការផ្លាស់ប្តូរឌីអិនអេដែលមុខងាររបស់សារពាង្គកាយមានសមត្ថភាព។
មិនមានវិធីផ្សេងទៀតដើម្បីធ្វើការនេះទេលើកលែងតែប្រើបច្ចេកទេសដែលបានអភិវឌ្ឍក្នុងរយៈពេល 40 ឆ្នាំចុងក្រោយនេះដើម្បីរៀបចំ DNA ដោយផ្ទាល់។
តើអ្នកផ្លាស់ប្តូរពន្ធុតាមហ្សែនយ៉ាងដូចម្តេច? តាមពិតទៅនេះគឺជាសំណួរទូលំទូលាយ។ សារពាង្គកាយមួយអាចជារុក្ខជាតិរុក្ខជាតិសត្វផ្សិតបាក់តេរីហើយបាក់តេរីទាំងអស់នេះអាចត្រូវបានផលិតឡើងដោយហ្សែនអស់រយៈពេលជិត 40 ឆ្នាំ។ សរីរាង្គដែលត្រូវបានបង្កើតដោយហ្សែនដំបូងគេគឺ បាក់តេរីនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមកបាក់តេរីដែលបានកែប្រែតាមពន្ធុបានក្លាយជាស្នាដៃរបស់មន្ទីរពិសោធន៍រាប់រយពាន់ដែលធ្វើការផ្លាស់ប្តូរហ្សែនទាំងលើរុក្ខជាតិនិងសត្វ។ ការផ្លាស់ប្តូរហ្សែននិងការផ្លាស់ប្តូរហ្សែនភាគច្រើនត្រូវបានរៀបចំនិងរៀបចំដោយប្រើបាក់តេរីដែលមានបំរែបំរួលនៃ វីរុស E. coli បន្ទាប់មកបញ្ជូនទៅកាន់សារពាង្គកាយគោលដៅ។
វិធីសាស្រ្តទូទៅចំពោះការផ្លាស់ប្តូរពន្ធុរុក្ខជាតិ, សត្វ, ឬអតិសុខុមប្រាណគឺជាគំនិតស្រដៀងគ្នាណាស់។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយមានភាពខុសគ្នាខ្លះនៅក្នុងបច្ចេកទេសជាក់លាក់ដោយសារតែភាពខុសគ្នាជាទូទៅរវាងកោសិការុក្ខជាតិនិងសត្វ។
ឧទាហរណ៍កោសិការុក្ខជាតិមានជញ្ជាំងក្រឡានិងកោសិកាសត្វមិនមាន។
ហេតុផលចំពោះការប្រែប្រួលសេនេទិចនៃរុក្ខជាតិនិងសត្វ
សត្វហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងជាចំបងសម្រាប់គោលបំណងនៃការស្រាវជ្រាវជារឿយៗជាប្រព័ន្ធជីវសាស្ត្រគំរូដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍថ្នាំ។ មានសត្វ GM មួយចំនួនត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់គោលបំណងពាណិជ្ជកម្មផ្សេងទៀតដូចជាត្រី fluorescent ជាសត្វចិញ្ចឹមនិងសត្វមូស GM ដើម្បីជួយទប់ស្កាត់មូសចម្លងជំងឺ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយទាំងនេះគឺជាកម្មវិធីមានកម្រិតដែលនៅខាងក្រៅការស្រាវជ្រាវជីវសាស្ត្រមូលដ្ឋាន។ រហូតមកដល់ពេលនេះគ្មានសត្វ GM ណាត្រូវបានគេយល់ព្រមជាប្រភពអាហារទេ។ ប៉ុន្ដែមិនយូរប៉ុន្មានដែលអាចផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹង AquaAdvantage Salmon ដែលកំពុងបង្កើតវិធីរបស់ខ្លួនតាមរយៈដំណើរការអនុម័ត។
ជាមួយនឹងរុក្ខជាតិ, ទោះជាយ៉ាងណាស្ថានភាពនេះគឺខុសគ្នា។ ខណៈពេលដែលរុក្ខជាតិជាច្រើនត្រូវបានកែប្រែសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវគោលដៅនៃការកែប្រែហ្សែនភាគច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីបង្កើតជារុក្ខជាតិដែលមានអត្ថប្រយោជន៍ខាងពាណិជ្ជកម្មឬសង្គម។ ឧទាហរណ៏ទិន្នផលអាចត្រូវបានកើនឡើងប្រសិនបើរុក្ខជាតិត្រូវបានរចនាដោយមានភាពធន់ទ្រាំទៅនឹងសត្វល្អិតដែលបណ្តាលឱ្យមានជំងឺដូចជា Rainbow Papaya ឬសមត្ថភាពក្នុងការរីកលូតលាស់នៅក្នុងតំបន់ដែលមិនគួរឱ្យទុកចិត្តប្រហែលជាតំបន់ត្រជាក់។ ផ្លែឈើដែលនៅតែយូរទុំដូចជាប៉េងប៉ោះរដូវក្តៅគ្មានទីបញ្ចប់ផ្តល់ពេលវេលាច្រើនសំរាប់ពេលរក្សាទុកបន្ទាប់ពីប្រមូលផលសម្រាប់ប្រើ។ ដូចគ្នានេះផងដែរលក្ខណៈដែលបង្កើនតម្លៃអាហារបំប៉នដូចជាអង្ករមាសដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យសំបូរទៅដោយវីតាមីន A ឬសារធាតុនៃផ្លែឈើដូចជាមិនមានពណ៌ផ្កាឈូកជាដើម។
សំខាន់, លក្ខណៈណាមួយដែលអាចត្រូវបានបង្ហាញជាមួយការបន្ថែមឬ inhibition នៃហ្សែនជាក់លាក់មួយ, អាចត្រូវបានណែនាំ។ លក្ខណៈដែលត្រូវការហ្សែនច្រើនអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងក៏ប៉ុន្តែវាតម្រូវឱ្យមានដំណើរការស្មុគ្រស្មាញកាន់តែច្រើនដែលមិនទាន់សម្រេចបានជាមួយនឹងដំណាំពាណិជ្ជកម្ម។
តើហ្សែនជាអ្វី?
មុននឹងពន្យល់ពីរបៀបដែលហ្សែនថ្មីត្រូវបានដាក់បញ្ចូលទៅក្នុងសារពាង្គកាយវាជាការសំខាន់ដើម្បីយល់ពីហ្សែន។ មនុស្សជាច្រើនប្រហែលជាដឹងថាហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ DNA ដែលត្រូវបានផ្សំឡើងដោយផ្នែកបួនដែលជាទូទៅត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាជា A, T, C, G ។ លំដាប់លីនេអ៊ែរនៃមូលដ្ឋានទាំងនេះនៅក្នុងជួរដេកមួយចុះ DNA strand នៃហ្សែនអាចត្រូវបានគិតថាជាកូដសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់មួយគ្រាន់តែជាអក្សរនៅក្នុងបន្ទាត់នៃកូដអត្ថបទសម្រាប់ការកាត់ទោសមួយ។
ប្រូតេអ៊ីនគឺជាម៉ូលេគុលជីវសាស្ត្រដ៏ធំមួយដែលធ្វើពីអាស៊ីដអាមីណូដែលមានតំណភ្ជាប់គ្នាក្នុងបន្សំជាច្រើន។ នៅពេលដែលការរួមផ្សំគ្នានៃអាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់គ្នាសង្វាក់អាម៉ូញ៉ូមបញ្ជូលគ្នាទៅក្នុងប្រូតេអ៊ីនដែលមានរូបរាងជាក់លាក់និងលក្ខណៈគីមីត្រឹមត្រូវដើម្បីបង្កើតវាដើម្បីបំពេញមុខងារពិសេសឬប្រតិកម្ម។ អ្វីដែលរស់នៅគឺត្រូវបានបង្កើតឡើងភាគច្រើននៃប្រូតេអ៊ីន។ ប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនគឺអង់ស៊ីមដែលជំរុញឱ្យមានប្រតិកម្មគីមី។ អ្នកផ្សេងទៀតដឹកសម្ភារៈចូលទៅក្នុងកោសិកានិងមួយចំនួនដើរតួនាទីជាការចាប់ផ្តើមធ្វើឱ្យសកម្មឬអសកម្មប្រូតេអ៊ីនផ្សេងទៀតឬ cascades ប្រូតេអ៊ីន។
ដូច្នេះនៅពេលដែលហ្សែនថ្មីមួយត្រូវបានណែនាំវាផ្តល់ឱ្យកោសិកានូវលំដាប់លេខកូដដើម្បីឱ្យវាបង្កើតប្រូតេអ៊ីនថ្មី។
តើកោសិការៀបចំហ្សែនរបស់វាយ៉ាងដូចម្តេច?
នៅក្នុងរុក្ខជាតិនិងកោសិកាសត្វស្ទើរតែទាំងអស់នៃ DNA ត្រូវបានគេបញ្ជាទិញដាក់ក្នុងសរសៃឈាមវែងជាច្រើនដែលបានរុំឡើងទៅក្នុងក្រូម៉ូសូម។ ហ្សែនគ្រាន់តែជាផ្នែកតូចមួយនៃលំដាប់ DNA ដែលបង្កើតបានជាក្រូម៉ូសូម។ រាល់ពេលកោសិកាចម្លងវាក្រូម៉ូសូមទាំងអស់ត្រូវបានចម្លងជាមុនសិន។ នេះគឺជាសំណុំសេចក្តីណែនាំកណ្តាលសម្រាប់កោសិកានិងកោសិកាកូនចៅនីមួយៗទទួលបានច្បាប់ចម្លងមួយ។ ដូច្នេះដើម្បីណែនាំហ្សែនថ្មីដែលអាចធ្វើឱ្យកោសិកាបង្កើតប្រូតេអ៊ីនថ្មីមួយដែលផ្តល់នូវចរិតលក្ខណៈពិសេសមួយចាំបាច់ត្រូវបញ្ចូលឌីអិនអេបន្តិចទៅជាក្រូម៉ូសូមវែងមួយ។ នៅពេលដែលបញ្ចូល DNA នឹងត្រូវបានបញ្ជូនទៅកោសិកាកូនស្រីនៅពេលដែលកោសិកាទាំងនោះចម្លងដូចហ្សែនដទៃទៀត។
តាមពិតប្រភេទខ្លះនៃ DNA អាចត្រូវបានរក្សានៅក្នុងកោសិកាដាច់ដោយឡែកពីក្រូម៉ូសូមហើយហ្សែនអាចត្រូវបានណែនាំដោយប្រើរចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះដូច្នេះពួកគេមិនបញ្ចូលទៅក្នុង DNA ក្រូម៉ូសូមទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយដោយវិធីសាស្ត្រនេះដោយសារតែក្រូម៉ូសូមរបស់ក្រូម៉ូសូមរបស់ក្រឡាត្រូវបានប្តូរជាទូទៅមិនត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងគ្រប់កោសិកាទាំងអស់ក្រោយការចម្លងជាច្រើន។ ចំពោះការកែប្រែសេនេទិចជាអចិន្ត្រៃយ៍និងមរតកដូចជាដំណើរការទាំងនោះប្រើសម្រាប់វិស្វកម្មដំណាំការប្រើក្រូម៉ូសូមត្រូវបានប្រើ។
តើហ្សែនថ្មីត្រូវបានបញ្ចូលយ៉ាងដូចម្តេច?
ការច្នៃប្រឌិតហ្សែនគ្រាន់តែសំដៅទៅលើការបញ្ចូលនូវលំដាប់ DNA ថ្មី (ជាធម្មតាត្រូវគ្នាទៅនឹងហ្សែនទាំងមូល) ទៅជា DNA របស់ក្រូម៉ូសូមនៃសារពាង្គកាយ។ នេះអាចមើលទៅហាក់បីដូចជាស្មុគស្មាញប៉ុន្តែបច្ចេកទេសវាទទួលបានស្មុគស្មាញបន្តិច។ មានពត៌មានលំអិតជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការទទួលបានឌីអេនអេត្រឹមត្រូវដែលមានសញ្ញាត្រឹមត្រូវនៅក្នុងក្រូម៉ូសូមក្នុងបរិបទត្រឹមត្រូវដែលអនុញ្ញាតឱ្យកោសិកាទទួលស្គាល់វាជាហ្សែនហើយប្រើវាដើម្បីបង្កើតប្រូតេអ៊ីនថ្មី។
មានធាតុផ្សំសំខាន់ៗចំនួនបួនដែលជាទូទៅសម្រាប់នីតិវិធីវិស្វកម្មហ្សែនស្ទើរតែទាំងអស់:
- ដំបូងអ្នកត្រូវការហ្សែនមួយ។ នេះមានន័យថាអ្នកត្រូវការម៉ូលេគុលឌីអេសអេពិតជាមួយនឹងលំដាប់មូលដ្ឋានជាក់លាក់។ ជាប្រពៃណីលំដាប់លំដោយទាំងនេះត្រូវបានទទួលដោយផ្ទាល់ពីសរីរាង្គដោយប្រើបច្ចេកទេសពិសោធន៏ជាច្រើន។ សព្វថ្ងៃជាជាងដកស្រង់ DNA ពីសារពាង្គកាយមួយអ្នកវិទ្យាសាស្រ្តជាធម្មតាគ្រាន់តែសំយោគពី A, T, C, G សារធាតុគីមី។ នៅពេលដែលទទួលបានលំដាប់អាចត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងបំណែកនៃឌីអិនអេបាក់តេរីដែលដូចនឹងក្រូម៉ូសូមតូចមួយ (ប្លាស៊្មីត) ហើយដោយសារតែបាក់តេរីចម្លងបានរហ័សយ៉ាងឆាប់រហ័សដូចដែលហ្សែនត្រូវការ។
- នៅពេលដែលអ្នកមានហ្សែនអ្នកត្រូវដាក់វានៅក្នុងខ្សែអេឌីអិនដែលព័ទ្ធជុំវិញជាមួយនឹងអេឌីអិនដែលនៅជិតដើម្បីឱ្យកោសិកាអាចស្គាល់វានិងបង្ហាញវា។ ជាសំខាន់វាមានន័យថាអ្នកត្រូវការលំដាប់ឌីអិនអេតូចមួយដែលត្រូវបានគេហៅថាអ្នកផ្សព្វផ្សាយដែលបង្ហាញកោសិកាដើម្បីបង្ហាញហ្សែន។
- ក្រៅពីហ្សែនមេដែលត្រូវដាក់បញ្ចូលជារឿយៗហ្សែនទីពីរគឺត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីផ្តល់សញ្ញាឬការជ្រើសរើស។ ហ្សែនទី 2 នេះគឺជាឧបករណ៍មួយដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់កោសិកាដែលមានហ្សែន។
- ជាចុងក្រោយវាចាំបាច់ត្រូវមានវិធីសាស្ត្រនៃការផ្តល់ឌីអិនអេថ្មី (ឧ។ អ្នកផ្សព្វផ្សាយហ្សែនថ្មីនិងសញ្ញាសម្គាល់) ទៅក្នុងកោសិការបស់សារពាង្គកាយ។ មានមធ្យោបាយជាច្រើនក្នុងការធ្វើដូច្នេះ។ ចំពោះរុក្ខជាតិការញៀនរបស់ខ្ញុំគឺវិធីកាំភ្លើងហ្សែនដែលប្រើកាំភ្លើងវែង 22 ដែលត្រូវបានកែប្រែដើម្បីបាញ់ DNA ឬថ្នាំពុលចូលទៅក្នុងកោសិកា។
ជាមួយនឹងកោសិកាសត្វមានប្រតិកម្មនៃការចម្លងមួយចំនួនដែលថ្នាំកូតឬស្មុគស្មាញ DNA ហើយអាចឱ្យវាឆ្លងកាត់ភ្នាសកោសិកា។ វាក៏ជារឿងទូទៅផងដែរសម្រាប់ឌីអិនអេត្រូវបានគេច្របាច់បញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹង DNA ដែលត្រូវបានកែប្រែដែលអាចត្រូវបានប្រើជាវ៉ិចទ័រហ្សែនដើម្បីនាំយកហ្សែនទៅក្នុងកោសិកា។ DNA ដែលត្រូវបានកែប្រែអាចត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ជាមួយប្រូតេអ៊ីនវីរុសធម្មតាដើម្បីបង្កើតជាមេរោគ pseudovirus ដែលអាចឆ្លងទៅកោសិកានិងបញ្ចូលហ្សែនដែលផ្ទុកហ្សែនប៉ុន្តែមិនចម្លងតាមដើម្បីបង្កើតវីរុសថ្មី។
ចំពោះរុក្ខជាតិ dicot ជាច្រើនហ្សែនអាចត្រូវបានដាក់នៅក្នុងវ៉ារ្យ៉ង់ដែលត្រូវបានកែប្រែមួយនៃភ្នាក់ងារផ្ទុក T-DNA របស់បាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens ។ មានវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតមួយចំនួនផងដែរ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាគច្រើនបំផុតមានតែកោសិកាមួយចំនួនតូចប៉ុណ្ណោះដែលយកហ្សែនធ្វើឱ្យការជ្រើសរើសកោសិកាដែលបង្កើតឡើងជាផ្នែកសំខាន់នៃដំណើរការនេះ។ នេះហើយជាមូលហេតុដែលហ្សែនជម្រើសឬសញ្ញាសម្គាល់ចាំបាច់ជាចាំបាច់។
ប៉ុន្ដែតើអ្នកបង្កើត Mouse ឬប៉េងប៉ោះដែលបង្កើតដោយហ្សែនយ៉ាងដូចម្តេច?
GMO គឺជាសារពាង្គកាយមួយដែលមានកោសិការាប់លានហើយបច្ចេកទេសខាងលើគ្រាន់តែរៀបរាប់អំពីរបៀបបង្កើតហ្សែនតែមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយដំណើរការបង្កើតសារពាង្គកាយទាំងមូលពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើបច្ចេកទេសហ្សែនទាំងនេះនៅលើកោសិកាហ្សែន (ឧទាហរណ៍មេជីវិតនិងកោសិកាស៊ុត) ។ នៅពេលហ្សែនសំខាន់ត្រូវបានបញ្ចូលដំណើរការដែលនៅសល់ប្រើជាមូលដ្ឋានប្រើបច្ចេកទេសបង្កាត់ហ្សែនដើម្បីផលិតរុក្ខជាតិឬសត្វដែលមានហ្សែនថ្មីនៅក្នុងកោសិកាទាំងអស់នៅក្នុងខ្លួន។ វិស្វកម្មពន្ធុត្រូវបានធ្វើពិតប្រាកដណាស់ចំពោះកោសិកា។ ជីវវិទ្យានៅសល់។