ความแตกต่างที่สำคัญ – พันธุวิศวกรรมกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม
สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรมหรือเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม เทคโนโลยี Recombinant DNA เป็นกระบวนการที่ใช้ในการสร้างโมเลกุล DNA แบบลูกผสมซึ่งมี DNA ที่น่าสนใจและ DNA เวกเตอร์ ในขณะที่พันธุวิศวกรรมเป็นคำศัพท์กว้างๆ ที่ใช้อธิบายกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการจัดการโครงสร้างทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA
พันธุวิศวกรรมคืออะไร
พันธุวิศวกรรมเป็นคำกว้างๆ ที่ใช้เพื่ออ้างถึงชุดเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการจัดการลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต พันธุวิศวกรรมทำภายใต้สภาวะในหลอดทดลอง (นอกสิ่งมีชีวิต ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม)
ยีนถูกเข้ารหัสสำหรับโปรตีนและสารตั้งต้นของโปรตีนอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับการเติบโตและการพัฒนา เมื่อนักวิทยาศาสตร์ต้องการศึกษาการเรียงตัวของยีน การแสดงออก การควบคุมยีน ฯลฯ พวกเขาจะแนะนำยีนดังกล่าวกับแบคทีเรียที่เป็นโฮสต์ซึ่งสามารถจำลองยีนที่ใส่เข้าไปและทำสำเนาของยีนที่ต้องการได้หลายชุดโดยใช้เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม มันเกี่ยวข้องกับการตัดชิ้นส่วน DNA ที่เฉพาะเจาะจง นำพวกมันเข้าสู่สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันและแสดงออกในสิ่งมีชีวิตที่แปลงร่าง องค์ประกอบทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการแนะนำ DNA ต่างประเทศ ดังนั้นจึงเรียกว่าพันธุวิศวกรรม (การดัดแปลงพันธุกรรมโดยใช้เทคนิคขั้นสูง) เมื่อมีการจัดการลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ลักษณะของสิ่งมีชีวิตจะเปลี่ยนไปคุณลักษณะสามารถปรับปรุงหรือแก้ไขเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่พึงประสงค์ของสิ่งมีชีวิต
พันธุวิศวกรรมมีขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน กล่าวคือ ความแตกแยกของ DNA และการทำให้บริสุทธิ์ การผลิต recombinant DNA (เวกเตอร์ลูกผสม) การเปลี่ยนแปลงของ DNA ลูกผสมให้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ การคูณของเจ้าบ้าน (การโคลนนิ่ง) และการตรวจคัดกรองเซลล์ที่ถูกแปลง (ฟีโนไทป์ที่ถูกต้อง)
พันธุวิศวกรรมใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่น สามารถผลิตพืชดัดแปรพันธุกรรมได้โดยการแนะนำคุณลักษณะที่เป็นประโยชน์ เช่น การต้านทานสารกำจัดวัชพืช ความทนทานต่อความแห้งแล้ง คุณค่าทางโภชนาการสูง การเติบโตอย่างรวดเร็ว การต้านทานแมลง ความทนทานต่อการจมอยู่ใต้น้ำ เป็นต้น โดยใช้พันธุวิศวกรรมพืช คำว่าแปลงพันธุ์หมายถึงสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม การผลิตพืชดัดแปรพันธุกรรมที่มีลักษณะที่ดีขึ้นขณะนี้เป็นไปได้เนื่องจากพันธุวิศวกรรม สัตว์แปลงพันธุ์ยังสามารถถูกผลิตขึ้นสำหรับการผลิตยาของมนุษย์ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 01
Figure_1: สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม
พันธุวิศวกรรมมีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ทั้งในด้านการแพทย์ การวิจัย การเกษตร และอุตสาหกรรม ในด้านการแพทย์ พันธุวิศวกรรมเกี่ยวข้องกับยีนบำบัดและการผลิตฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์ อินซูลิน ยาชนิดต่างๆ วัคซีนสังเคราะห์ อัลบูมินของมนุษย์ โมโนโคลนัลแอนติบอดี เป็นต้น ในการเกษตร พืชดัดแปลงพันธุกรรม เช่น ถั่วเหลือง ข้าวโพด ฝ้าย และพืชผลอื่นๆ ลักษณะที่มีคุณค่าบางอย่างถูกสร้างขึ้นโดยใช้พันธุวิศวกรรม ในอุตสาหกรรม พันธุวิศวกรรมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตจุลินทรีย์ชนิดลูกผสม ซึ่งสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจโดยเฉพาะโปรตีนและเอนไซม์ การควบคุมมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม (การบำบัดทางชีวภาพ) การนำโลหะกลับมาใช้ใหม่ (การทำชีวภาพ) การผลิตโพลีเมอร์สังเคราะห์ ฯลฯยังเป็นไปได้ในอุตสาหกรรมที่ใช้จุลินทรีย์ดัดแปลงพันธุกรรม ในการวิจัย พันธุวิศวกรรมถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองสัตว์ของโรคบางชนิดในมนุษย์ หนูดัดแปลงพันธุกรรมเป็นรูปแบบสัตว์ที่นิยมใช้กันมากที่สุดโดยนักวิจัยเพื่อศึกษาและค้นหาวิธีการรักษาโรคมะเร็ง โรคอ้วน โรคหัวใจ เบาหวาน โรคข้ออักเสบ การใช้สารเสพติด ความวิตกกังวล อายุมากขึ้น โรคพาร์กินสัน เป็นต้น
เทคโนโลยี Recombinant DNA คืออะไร
เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมซึ่งมี DNA ของสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน (เวกเตอร์และ DNA ต่างประเทศ) และการโคลนนิ่ง ทำได้โดยเอ็นไซม์จำกัดและเอ็นไซม์ DNA ligase การจำกัดเอ็นโดนิวคลีเอสคือเอ็นไซม์ตัดดีเอ็นเอซึ่งช่วยในการแยกชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่สนใจออกจากสิ่งมีชีวิตและการเปิดพาหะ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลาสมิด DNA ligase เป็นเอ็นไซม์ที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อชิ้นส่วน DNA ที่แยกจากกันด้วยเวกเตอร์เปิดเพื่อสร้าง DNA รีคอมบิแนนท์การสร้าง recombinant DNA (เวกเตอร์ที่ประกอบด้วย DNA ต่างประเทศ) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเวกเตอร์ที่ใช้ เวกเตอร์ที่เลือกควรมีความสามารถในการจำลองตัวเองด้วยเซ็กเมนต์ DNA ใดๆ ที่ยึดติดอย่างโควาเลนต์ในเซลล์เจ้าบ้านที่เหมาะสม ควรมีไซต์โคลนที่เหมาะสมและเครื่องหมายที่เลือกได้สำหรับการตรวจคัดกรอง ในเทคโนโลยี recombinant DNA เวกเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปคือพลาสมิดของแบคทีเรียและแบคทีเรีย (ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย)
Figure_02: การสังเคราะห์ดีเอ็นเอลูกผสม
ดีเอ็นเอลูกผสมถูกสร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างโปรตีนใหม่ ศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของยีน ควบคุมคุณสมบัติของโปรตีน เก็บเกี่ยวโปรตีนจำนวนมาก เป็นต้น ดังนั้น ดีเอ็นเอลูกผสมที่สังเคราะห์จึงต้องทำซ้ำและแสดงออกภายในโฮสต์ดังนั้นเทคโนโลยี recombinant DNA จึงรวมกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในพันธุวิศวกรรม เริ่มตั้งแต่ขั้นตอนการแยก DNA จำเพาะไปจนถึงการคัดกรองเซลล์ที่แปลงสภาพซึ่งประกอบด้วยคุณลักษณะที่แนะนำ ดังนั้น เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอและพันธุวิศวกรรมจึงถือได้ว่าเป็นกระบวนการสองกระบวนการที่สัมพันธ์กันโดยมีวัตถุประสงค์หลักประการเดียวโดยมีขั้นตอนคล้ายคลึงกันคือ การแยก DNA สอดแทรกที่น่าสนใจ การเลือกเวกเตอร์ที่เหมาะสม การนำ DNA ที่สอดแทรก (DNA ต่างประเทศ) มาใส่ในเวกเตอร์เพื่อสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสม การแนะนำโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมในโฮสต์ที่เหมาะสมและการเลือกเซลล์เจ้าบ้านที่แปลงสภาพแล้ว
พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA ต่างกันอย่างไร
พันธุวิศวกรรมกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม |
|
| พันธุวิศวกรรมเป็นคำกว้างๆ ที่หมายถึงกระบวนการที่ใช้เพื่อจัดการโครงสร้างทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต | เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอเป็นเทคนิคที่ใช้ในการสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมซึ่งมีดีเอ็นเอของสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน |
| การสังเคราะห์ดีเอ็นเอลูกผสม | |
| สร้างดีเอ็นเอลูกผสม | สร้างโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสม |
สรุป – พันธุวิศวกรรมกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม
พันธุวิศวกรรมเป็นสาขาหนึ่งของอณูชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับการดัดแปลงสารพันธุกรรม (DNA) ของสิ่งมีชีวิตเพื่อให้มีลักษณะที่มีคุณค่า เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอเป็นเทคนิคที่ใช้ในการสร้างดีเอ็นเอลูกผสม ในระหว่างกระบวนการทั้งสอง การจัดการกับสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น แม้ว่าจะมีความแตกต่างระหว่างพันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม แต่ก็มีความเกี่ยวข้องกัน และพันธุวิศวกรรมจะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการใช้เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม