유전공학이란?

유전 공학은 형태나 기능을 변경, 복구 또는 향상시키기 위해 유전 물질을 의도적으로 조작하는 여러 기술로 구성됩니다. 20세기 후반에 개발된 재조합 DNA 기술에는 일반적으로 박테리아 또는 박테리오파지와 같은 박테리아를 감염시키는 바이러스를 사용하거나 직접 미세 주입을 사용하여 다양한 DNA 가닥의 화학적 스플라이싱이 포함됩니다. 최근 몇 년 동안 이러한 전통적인 도구는 일반적으로 합성 생물학이라고 하는 새로운 생명체를 설계하고 제작하는 새로운 기술로 보완되었습니다. 유전 공학은 여러 가지 중요한 윤리적 문제를 제기합니다. 예를 들어, 농업에서 윤리학자들은 유전자 변형 작물 및 가축과 관련된 잠재적인 인체 건강 위험뿐만 아니라 동물 치료 및 유전 공학의 생태학적 결과에 대한 규범적 우려를 강조했습니다. 의학에서는 기능을 회복하기 위한 프로토콜과 종의 전형적인 규범을 넘어 기능을 향상시키기 위한 프로토콜 사이의 추정적 구별에 대해 상당한 윤리적 논란이 있었습니다. 또한 윤리학자들은 체세포 유전 공학과 구별되는 생식선 유전 공학과 관련된 잠재적인 인체 건강 위험에 주의를 기울였습니다. 마지막으로, 생식의 맥락에서 윤리학자들은 유전 공학이 다양한 의학적 및/또는 미용적 특성을 제거하거나 도입하기 위해 배아의 선별 및 조작과 관련된 윤리적 문제를 제기한다고 주장해 왔습니다. 특히 공중 보건과 관련하여 유전 공학은 유전 공학의 잠재적인 사회적 결과뿐만 아니라 식물, 동물 및 인간의 유전자 조작의 지혜에 관한 추가적인 윤리적 문제를 제기합니다. 건강 증진 및 질병 예방이라는 목표를 추구하기 위해 공중 보건 이니셔티브는 전통적으로 위생을 개선하고 깨끗한 물의 가용성을 보장하며 전염병의 원인을 식별하고 백신을 개발하기 위해 노력해 왔습니다. 그러나 유전 공학 기술의 발전과 식물과 동물의 게놈 시퀀싱으로 인해 가능한 공중 보건 개입의 범위가 급격히 증가했지만 공중 보건에 대한 위협도 증가했습니다. 유전 공학의 모든 조작에는 관심있는 DNA 서열 또는 유전자의 다중 사본이 필요합니다. 다중 사본을 얻는 원래의 방법은 박테리오파지 또는 플라스미드 벡터에 의존하여 외래 DNA를 박테리아에 도입하여 이러한 사본을 생성했는데, 이는 각 변형된 세포가 여러 사본을 생성하고 박테리아 배양 자체가 증가하기 때문입니다. 이것은 먼저 벡터를 물리적으로 분리하고, 제한 효소로 DNA를 열고, 제한 엔도뉴클레아제로 절단된 연구 중인 유기체의 DNA에 결합하여 수행됩니다. 그런 다음 새로운 박테리아 집단이 변경된 벡터에 감염됩니다. 박테리아 개체군을 선택하여 관심 DNA가 균일하게 증식하도록 하는 적절한 방법이 주어지면, 원하는 서열을 가진 벡터 분자의 큰 집단을 분리할 수 있으며, 이는 효소 절단에 의해 다시 한 번 해제됩니다. DNA 단편은 젤을 통해 전하와 분자량으로 물리적으로 분리하여 식별됩니다. 벡터와 박테리아의 DNA는 일반적으로 1 내지 10,000 염기쌍의 범위에 있으며, 단편이 간단한 염색 기술로 식별 될 수 있도록 충분히 적은 수, 일반적으로 DNA에 결합하고 자외선 하에서 형광을 발하는 화합물이 있습니다. 더 복잡한 유기체에서 분리될 수 있는 더 많은 양의 단편은 그러한 염료로 얼룩을 생성하므로 DNA의 염기쌍 특성, 즉 선형 서열의 인식 및 합성을 모두 허용하는 아데닌과 시토신 및 구아닌의 절대 쌍은 알려진 단편을 동위원소 또는 형광 염료로 표지하여 겔에서 동일한 서열을 식별하는 데 사용됩니다. 표지된 분자를 프로브라고 합니다. 이것은 또한 기초 연구 또는 질병과 관련된 돌연변이의 식별을 위해 유기체의 유전적 변이를 식별하기 위한 기초이기도 합니다. 단독으로 또는 조합하여 사용되는 여러 효소로 소화에 의해 생성된 단편을 분리하면 물리적인 제한 단편 맵을 구성할 수 있습니다. 더 작은 단편을 복제한 다음, 단편 내의 염기서열을 화학적으로 분석한 다음, 유전자의 최종 염기서열로 조립할 수 있습니다. 일단 서열이 알려지면, DNA 영역의 유용한 양의 생산은 이제 중합효소 연쇄 반응을 통해 시험관 내에서 효소적으로 수행될 수 있습니다. 이 기술에서, 최종 DNA 분자의 각 가닥에서 하나씩 두 개의 프라이머 사이의 영역은 여러 가열 및 냉각 사이클을 사용하여 소량의 게놈 DNA의 내열성 DNA 중합 효소에 의해 로그 방식으로 복사됩니다. 이 기술은 진단 작업에도 사용됩니다. 유전 공학은 현대 과학 연구의 기초이며 다제내성 생물학전의 생성과 인간의 실명을 치료하는 바이러스 벡터의 개발을 포함하여 다양한 응용 분야에서 구현되었습니다. 유기체의 유전자형을 변경하는 능력은 형질전환 DNA라고도 하는 외래 DNA의 도입과 지속성에 달려 있습니다. 형질전환 DNA는 천연또는 재조합의 두 가지 유형으로 이분화될 수 있습니다. 이 기사에서는 박테리아, 식물 및 인간 유전 공학 기술의 예를 사용하여 재조합 형질전환 DNA의 설계, 전달, 지속성 및 적용에 대한 간략한 검토를 제공합니다. 유전 공학은 농작물의 상당한 개선에 기여했으며 제초제나 곤충에 대한 공학적 저항성을 가진 식물은 전 세계적으로 상업용 농장에서 사용됩니다. 이 비교적 새로운 기술은 농산물의 품질과 수확량을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 새로 개발된 인간 소비용 제품은 인간의 건강과 복지에 크게 기여할 것을 약속합니다. 농약의 사용을 줄여 진정으로 지속 가능한 보다 환경적으로 수용 가능한 농업으로 이어질 수 있습니다. 유전 공학을 포함한 분자 생물학 플랫폼의 개발은 주로 이러한 식물의 긴 회전 시간, 긴 번식 시간, 조직 배양 및 유전자 변형 프로토콜의 어려움과 관련된 추가 문제로 인해 임업에서 다소 뒤쳐져 있습니다. 기존의 육종은 플랜테이션 임업에서 유전적 이득을 향상시키는 주요 기술이었으며, 많은 기술이 성공적으로 적용되어 이득과 다양한 성장 및 성능 특성을 개선했습니다. 우수한 생식질 생산을 목표로 하는 기존의 나무 개량 프로그램은 전통적으로 우수한 형질의 식별을 사용했습니다. 또한, 상업용 농장에 우수한 재배 재고를 제공하기 위해 다양한 번식 기술 및 번식 방법이 사용됩니다. 특히 분자 생물학 분야의 최근 개발에는 MAS및 유전자 지문과 같은 품질 보증 기술이 추가되었습니다. 또한 지난 10 년 동안 유전 공학 프로토콜 개발에 상당한 진전이 있었으며 현재 상업적으로 중요한 대부분의 주요 산림 나무 종에 사용할 수 있습니다. 이들은 기존 번식 개체군에서 쉽게 사용할 수 없는 형질을 전달하는 기술을 제공할 수 있습니다.