Informe resumido sobre ingeniería biogenética (4 ejemplos de unas 600 palabras, resumen del contenido principal de 200 palabras y opiniones propias)
La ingeniería genética, también conocida como tecnología de empalme de genes y tecnología de recombinación de ADN, se basa en la genética molecular y utiliza métodos modernos de biología molecular y microbiología como medio, según un modelo prediseñado. Se construyen in vitro moléculas híbridas de ADN de diferentes fuentes y luego se introducen en células vivas para cambiar las características genéticas originales de los organismos, obtener nuevas variedades y producir nuevos productos. La tecnología de ingeniería genética proporciona un medio poderoso para el estudio de la estructura y función de los genes.
¿Qué es la ingeniería genética? Introducción
La ingeniería genética es una rama importante de la bioingeniería, que junto con la ingeniería celular, la ingeniería enzimática, la ingeniería de proteínas y la ingeniería microbiana constituyen la bioingeniería. La ingeniería genética es una técnica compleja para manipular genes a nivel molecular. Es una operación que introduce genes extraños en las células receptoras mediante recombinación in vitro, de modo que los genes puedan copiarse, transcribirse, traducirse y expresarse en las células receptoras. Se trata de una tecnología completamente nueva que extrae artificialmente el material genético requerido por el organismo donante: macromoléculas de ADN, las corta con una enzima herramienta adecuada in vitro, las conecta a la molécula de ADN como soporte y luego las introduce junto con el soporte. para facilitar su crecimiento. Las células receptoras reproductivas permiten que sustancias extrañas se "asienten" en ellas y realicen una replicación y expresión normales, obteniendo así nuevas especies.
La ingeniería genética es una ciencia biotecnológica completamente nueva que nació sobre la base del desarrollo integral de la biología molecular y la genética molecular en la década de 1970. En términos generales, la ingeniería genética se refiere a la ingeniería genética a nivel genético. Extrae artificialmente el material genético de un organismo donante: macromoléculas de ADN, lo corta con una enzima herramienta adecuada in vitro, lo conecta a la molécula de ADN como portador y luego lo introduce junto con el portador en las células receptoras que son más fáciles de cultivar. y reproducirse. El material genético exógeno se "asienta" en él, se replica y se expresa normalmente, y así se obtiene. Esta definición muestra que la ingeniería genética tiene las siguientes características importantes: primero, las moléculas de ácido nucleico exógenas pueden reproducirse en diferentes organismos huéspedes, pueden cruzar la barrera de las especies naturales y poner genes de cualquier organismo en nuevos organismos no pueden tener nada que ver. protozoos. Esta capacidad es la primera característica importante de la ingeniería genética. La segunda característica es que un pequeño fragmento de ADN se amplifica en una nueva célula huésped, de modo que una pequeña cantidad de muestra de ADN puede "copiar" una gran cantidad de ADN, y una gran cantidad de moléculas de ADN absolutamente puras no quedan contaminadas por ninguna otra. Secuencias de ADN. Los científicos llaman a la tecnología de modificación del ADN de las células germinales humanas "terapia de la línea germinal", mientras que la llamada "ingeniería genética" tiene como objetivo modificar las células germinales de animales y plantas. Cualquiera que sea el nombre, cambiar el ADN de las células germinales de un individuo probablemente produzca los mismos cambios en su descendencia.
Hasta ahora, la ingeniería genética no se ha utilizado en humanos, pero se ha probado con éxito en casi todas las formas de vida no humanas, desde bacterias hasta ganado. Prácticamente toda la insulina utilizada para tratar la diabetes proviene de una bacteria cuyo ADN ha sido insertado por los humanos en un gen que produce insulina, lo que le permite a la bacteria producir copias de la insulina por sí misma. Las técnicas de ingeniería genética hacen que muchas plantas sean resistentes a las plagas y las malas hierbas; aproximadamente la mitad de la soja y una cuarta parte del maíz en Estados Unidos están genéticamente modificados. Actualmente, la cuestión de si se deben utilizar animales y plantas genéticamente modificados en la agricultura se ha convertido en un foco de debate: sus partidarios creen que los productos agrícolas genéticamente modificados son más fáciles de cultivar, contienen más nutrientes (e incluso medicinas) y pueden ayudar a aliviar la hambruna y las enfermedades en todo el mundo. opositores del mundo Se cree que la introducción de nuevos genes en los productos agrícolas tendrá efectos secundarios, especialmente perjudiciales para el medio ambiente.
Es cierto que aún existen muchas funciones genéticas y formas de trabajar juntos que el ser humano desconoce. Sin embargo, teniendo en cuenta que la ingeniería genética puede hacer que los tomates tengan efectos anticancerígenos, hacer que el salmón crezca varias veces más que en la naturaleza y evitar que las mascotas causen alergias, muchas personas esperan que se puedan realizar modificaciones similares en los genes humanos. Después de todo, la detección de enfermedades genéticas embrionarias, la reparación de genes y la ingeniería genética no sólo pueden usarse para tratar enfermedades, sino que también permiten cambiar el color de los ojos, la inteligencia y otras características humanas. En la actualidad, estamos lejos de diseñar y personalizar nuestra descendencia, pero ya hay ejemplos de desarrollo de características físicas humanas con la ayuda de la tecnología de detección de enfermedades genéticas embrionarias.
Por ejemplo, con esta tecnología, los padres del niño pueden tener un niño cuya médula ósea coincida con la del niño, y luego el niño puede curarse mediante un trasplante de médula ósea.
A medida que los secretos de la estructura interna y el mecanismo genético del ADN se van revelando a la gente poco a poco, especialmente cuando la gente sabe que el código genético se transcribe y expresa mediante el ARN, los biólogos ya no se conforman con explorar y dar pistas. en los secretos de la herencia biológica, sino más bien un deseo de intentar imaginar intervenir en las características genéticas de los organismos a nivel molecular. Si un fragmento del código genético del ADN de un organismo se conecta a la cadena de ADN de otro organismo y se recombina el ADN, se puede diseñar nuevo material genético según los deseos humanos y se pueden crear nuevos tipos biológicos. La práctica tradicional de criar crías biológicas es completamente diferente en el pasado. Este enfoque es como el diseño de ingeniería científica técnica. Según las necesidades humanas, el "gen" de esta criatura y el "gen" de esa criatura se reconstruyen y ensamblan en nuevas combinaciones de genes para crear nuevas criaturas. Este tipo de tecnología de biociencia que se lleva a cabo completamente de acuerdo con los deseos humanos se llama "ingeniería genética" o "ingeniería genética"
Pasos básicos de la ingeniería genética Pasos de la ingeniería genética
1 Obtener. El gen diana es el primer paso en la ingeniería genética.
2. La construcción de vectores de expresión génica es el segundo paso y el núcleo de la ingeniería genética.
3. Introducir el gen diana en las células receptoras es el tercer paso de la ingeniería genética.
4. Sólo mediante la detección e identificación se puede saber si el gen diana puede mantener y expresar de manera estable sus características genéticas después de ser introducido en las células receptoras. Este es el cuarto paso en la ingeniería genética.
Las perspectivas de la ingeniería genética La comunidad científica predice que el siglo XXI será el siglo de la ingeniería genética. La ingeniería genética es la intervención artificial de la herencia biológica a nivel molecular. Para entenderlo, comience con la bioingeniería: la bioingeniería, también conocida como biotecnología, es la aplicación de principios y tecnologías de las ciencias biológicas modernas, como la ingeniería química y de la información, utilizando células vivas o las enzimas que producen para procesar materias primas baratas en diversos grados y proporcionar Ingeniería integral de una amplia gama de productos útiles.
La base de la bioingeniería son las ciencias biológicas modernas, las ciencias técnicas y las ciencias de la información. Los principales productos de la bioingeniería son proporcionar a la sociedad una gran cantidad de productos de fermentación de alta calidad, como medicamentos bioquímicos, materias primas químicas, energía, agentes de control biológico, alimentos y bebidas, etc. También proporciona a los humanos gestión ambiental, metales. extracción, diagnóstico clínico, terapia génica, mejoramiento de variedades de cultivos y otros servicios sociales.
La ingeniería biológica consta de cinco partes: ingeniería genética, ingeniería celular, ingeniería enzimática, ingeniería de proteínas e ingeniería microbiana. Entre ellos, la ingeniería genética significa que las personas modifican genes biológicos y utilizan organismos para producir productos especiales que la gente desea. A medida que los secretos de la estructura interna del ADN y los mecanismos genéticos se van revelando poco a poco a la gente, los biólogos ya no se contentan con explorar y revelar los secretos de la herencia biológica, sino que están deseosos de intentar e imaginar cómo se interviene en la herencia de los organismos a nivel mundial. característica molecular.
Gilbert de Estados Unidos es el fundador del análisis de alineación de bases. Encabezó el apoyo al Proyecto Genoma Humano. Si un fragmento del código genético del ADN de un organismo se conecta a la cadena de ADN de otro organismo y el ADN se recombina, ¿no podemos diseñar nuevo material genético y crear nuevos tipos de organismos según los deseos humanos? Esto es completamente diferente de la práctica tradicional de criar descendencia biológica en el pasado. Es muy similar al diseño de ingeniería de la ciencia tecnológica, es decir, de acuerdo con las necesidades humanas, este "gen" de este organismo y ese "gen" de ese organismo se reconstruyen y ensamblan en una nueva combinación de genes para crear un nuevo organismo. Este tipo de tecnología biocientífica que se lleva a cabo completamente de acuerdo con los deseos humanos se llama "ingeniería genética" o "ingeniería genética"
¿Cuáles son los principales cursos de ingeniería genética humana? En 1866, el padre Mendel, genetista austriaco, descubrió las leyes de la herencia biológica. En 1868, el biólogo suizo Friedrich descubrió que el núcleo tiene dos partes: ácida y proteica. La parte ácida pasó a denominarse ADN; en 1882, el embriólogo alemán Walter Fleming, mientras estudiaba las células de salamandra, descubrió que el núcleo contenía una gran cantidad de objetos divididos en forma de hilos, que luego se convirtieron en cromosomas.
En 1944, investigadores estadounidenses demostraron que el material genético de la mayoría de los organismos es el ADN, no las proteínas; en 1953, el bioquímico estadounidense Watson y el físico británico Crick anunciaron el descubrimiento de la doble hélice del ADN, sentando las bases de los fundamentos de la ingeniería. En 1980 nació el primer ratón genéticamente modificado; en 1996, nació la primera oveja clonada; en 1999, los científicos estadounidenses descifraron el mapa de secuencia del genoma humano número 22. Los planes futuros son prescribir medicamentos para enfermedades relacionadas basándose en perfiles genéticos.
La investigación del genoma humano es una investigación básica en ciencias de la vida. Algunos científicos consideran el mapa del genoma como una hoja de ruta o una tabla periódica de elementos químicos; algunos científicos comparan el mapa del genoma con un diccionario, pero no importa desde qué perspectiva, para promover la salud humana, prevenir enfermedades y prolongar la vida. Es necesario interpretar y descifrar el código genético humano. Las perspectivas de aplicación del código genético son extremadamente brillantes. Después de descifrar la información sobre 654,38 millones de genes humanos y las correspondientes ubicaciones de los cromosomas, se han descifrado los códigos genéticos de humanos, animales y plantas, lo que abre amplias perspectivas para superar enfermedades y aumentar el rendimiento de los cultivos. Se convertirá en una fuente de conocimiento e innovación tecnológica para las industrias farmacéutica y biofarmacéutica. Beckowitz, de Estados Unidos, está observando colonias de bacterias en un recipiente. Una vez advirtió sobre el Proyecto Genoma Humano.
La investigación científica ha demostrado que algunas enfermedades importantes que afectan a la salud humana, como las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, la diabetes, las enfermedades hepáticas, el cáncer, etc., están relacionadas con los genes. Con base en las secuencias y funciones de los genes decodificados, podemos identificar estos genes, seleccionar medicamentos en función de las ubicaciones patológicas correspondientes e incluso diseñar nuevos medicamentos basados en el conocimiento genético existente para reparar o reemplazar estos genes patológicos para curar enfermedades en curso. La medicina genética se convertirá en una estrella deslumbrante en el campo médico del siglo XXI. La investigación genética no sólo proporciona datos básicos para la detección y el desarrollo de nuevos fármacos, sino que también brinda la posibilidad de utilizar genes para detectar, prevenir y tratar enfermedades. Por ejemplo, personas con los mismos hábitos y entorno de vida tienen diferente susceptibilidad a la misma enfermedad debido a diferentes secuencias genéticas. Un ejemplo obvio es que algunos fumadores son susceptibles al cáncer de pulmón mientras que otros no. Los médicos brindarán orientación diferente a diferentes personas según sus diferentes secuencias genéticas, lo que les permitirá desarrollar hábitos de vida científicos y razonables y prevenir enfermedades tanto como sea posible.
Con el desarrollo de la ingeniería genética humana, decodificar todo el ADN humano está a la vuelta de la esquina. La ingeniería genética descifrará el ADN
El desarrollo de la tecnología de la información ha cambiado el estilo de vida humano y los avances en ingeniería genética ayudarán a los humanos a prolongar su esperanza de vida. En la actualidad, la esperanza de vida media en algunos países ha superado los 80 años, y en China también ha superado los 70 años. Algunos científicos predicen que con el tratamiento eficaz de enfermedades crónicas como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, entre 2020 y 2030 podrían surgir países con una esperanza de vida media de más de 1.000 años. Para 2050, el promedio de vida humana alcanzará entre 90 y 95 años.
Los seres humanos desafiarán los límites de las ciencias de la vida. Un día de febrero de 1953, el científico británico Francis Crick anunció que habíamos descubierto el secreto de la vida. Descubrió que el ADN es una molécula de doble hélice que existe en el núcleo de una célula y determina la herencia de un organismo. Curiosamente, el científico anunció este importante descubrimiento científico en un pub de Cambridge. Descifrar el código genético de humanos, animales y plantas abre amplias perspectivas para vencer enfermedades y aumentar el rendimiento de los cultivos. Del 65438 al 0987, los científicos estadounidenses propusieron el "Proyecto Genoma Humano", cuyo objetivo era determinar toda la información genética humana, determinar la ubicación específica de los genes humanos en 23 pares de cromosomas, descubrir la secuencia de nucleótidos de cada gen y establecer la acervo genético del genoma humano. En 1999, se descifró el código genético del cromosoma 22 humano y el "Proyecto Genoma Humano" dio un paso exitoso. Se puede predecir que en el próximo cuarto de siglo los científicos podrán revelar los genes causantes de unas 5.000 enfermedades genéticas humanas, encontrando así terapias genéticas para el cáncer, la diabetes, las enfermedades cardíacas, la hemofilia y otras enfermedades mortales.
Tras la publicación del "mapa marco de trabajo" del genoma humano por parte de científicos el 26 de junio de 2000, científicos de China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y Reino Unido y la empresa estadounidense Celera lanzó conjuntamente el proyecto el 2 de febrero de 2006. Se publicó el mapa del genoma humano y los resultados del análisis preliminar.
El mapa del genoma humano publicado esta vez se basa en el "mapa del marco de trabajo" original y ha sido organizado, clasificado y ordenado para que sea más preciso, claro y completo. El genoma humano contiene la mayor parte de la información genética sobre el nacimiento, el envejecimiento, las enfermedades y la muerte del ser humano. Descifrarlo supondrá una revolución en el diagnóstico de enfermedades, el desarrollo de nuevos fármacos y la exploración de nuevos tratamientos. La publicación del mapa del genoma humano y los resultados de los análisis preliminares desempeñarán un papel importante en la promoción del desarrollo de las ciencias biológicas y la biotecnología. Con el mayor desarrollo de la investigación del genoma humano, las ciencias biológicas y la biotecnología entrarán en una nueva era con el nuevo siglo.
La ingeniería genética de ovejas clonadas por Dolly ha logrado grandes avances en el siglo XX, y hay al menos dos pruebas contundentes de ello. Uno son los animales y plantas genéticamente modificados y el otro es la tecnología de clonación. A los animales y plantas genéticamente modificados se les implantaron nuevos genes, lo que les dio características completamente nuevas que antes no estaban disponibles, lo que provocó una revolución agrícola. Hoy en día, se ha utilizado ampliamente la tecnología genéticamente modificada, como los tomates resistentes a los insectos y la carpa cruciana de rápido crecimiento. El nacimiento de ovejas clonadas ocupó el primer lugar entre los diez mayores avances tecnológicos del mundo en 1997. La oveja, llamada Dolly, fue el primer mamífero producido mediante reproducción asexual, heredando íntegramente la genética de la oveja que le dio el núcleo. "Clon" de repente se convirtió en el centro de atención de la gente. A pesar de los problemas éticos y sociales existentes, el tremendo progreso de la biotecnología ha dado a la humanidad una imaginación más amplia para el futuro.
Crónicas de la ingeniería genética
De 1860 a 1870, el erudito austriaco Mendel propuso el concepto de factores genéticos basándose en experimentos con híbridos de guisantes y resumió las leyes de herencia de Mendel.
En 1909, el botánico y genetista danés Johnson propuso por primera vez la palabra "gen" para expresar el concepto de factores genéticos de Mendel.
En 1944, tres científicos estadounidenses aislaron el ADN bacteriano (ácido desoxirribonucleico) y descubrieron que el ADN es una molécula que transporta el material genético de la vida.
En 1953, el estadounidense Watson y el británico Crick propusieron mediante experimentos el modelo de doble hélice de la molécula de ADN.
En 1969, los científicos aislaron con éxito el primer gen.
En 1980, los científicos criaron por primera vez el primer animal genéticamente modificado del mundo: un ratón transgénico.
En 1983, los científicos cultivaron por primera vez la primera planta genéticamente modificada del mundo: el tabaco modificado genéticamente.
1988 K. Mullis inventó la tecnología PCR.
1990 10 Se lanza el proyecto internacional del genoma humano, conocido como el "Proyecto Apolo de Alunizaje" de las ciencias de la vida.
Del año 65438 al 0998, un grupo de científicos fundó Celera Gene Company en Rockwell, EE. UU., para competir con el Proyecto Genoma Humano internacional.
1998 12 Se completa la secuencia genómica de un pequeño nematodo. Esta es la primera vez que los científicos mapean el genoma de un animal multicelular.
En septiembre de 1999, China fue aprobada para unirse al Proyecto Genoma Humano y fue responsable de determinar la secuencia total del genoma humano. China es el sexto país que participa en el Proyecto Internacional Genoma Humano después de Estados Unidos, Reino Unido, Japón, Alemania y Francia, y también es el único país en desarrollo que participa en este proyecto.
1999 65438 El 1 de febrero, el equipo de investigación conjunto del Proyecto Internacional del Genoma Humano anunció que el código genético del cromosoma 22 humano había sido completamente decodificado. Esta es la primera vez que los humanos han completado con éxito la determinación de. la secuencia genética completa de un cromosoma humano.
El 6 de abril de 2000, Celera anunció que había descifrado el código genético completo de un experimentador, pero fue cuestionado por muchos científicos.
A finales de abril de 2000, los científicos chinos completaron el marco de trabajo de 1 genoma humano de acuerdo con el despliegue del Proyecto Internacional del Genoma Humano.
El 8 de mayo de 2000, científicos alemanes y japoneses anunciaron que la secuenciación del cromosoma 21 estaba prácticamente completada.
El 26 de junio de 2000, los científicos anunciaron el borrador de trabajo del genoma humano, que marcó un paso importante para que la humanidad interpretara su propio "libro de la vida".
Junio 5438 Febrero 65438 2000 En abril, científicos de Estados Unidos y Reino Unido anunciaron que habían elaborado un mapa completo del genoma de Arabidopsis thaliana. Esta era la primera vez que los humanos descifraban completamente la genética. secuencia de una planta.
El 12 de febrero de 2001, científicos de China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y Reino Unido publicaron conjuntamente el mapa del genoma humano y los resultados de los análisis preliminares.
Los científicos han publicado por primera vez un borrador de la "información genética" del genoma humano.