Կենսատեխնոլոգիա․ ներածություն

Հիմնական դրույթներ

• Կենսատեխնոլոգիան արտադրանք կամ գործընթաց ստեղծելու նպատակով որևէ օրգանիզմի, օրգանիզմի կամ այլ կենսաբանական համակարգի բաղադրիչի օգտագործումն է:
• Ժամանակակից կենսատեխնոլոգիայի շատ տեսակներ հիմնված են ԴՆԹ տեխնոլոգիայի վրա։
• ԴՆԹ տեխնոլոգիան իրենից ներկայացնում է ԴՆԹ-ի սեքվենավորումը, վերլուծությունը և կտրելն ու այլ տեղ ներդնելը։
• ԴՆԹ տեխնոլոգիայի հիմնական տեսակներն են ԴՆԹ-ի սեքվենավորումը, պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան, ԴՆԹ-ի կլոնավորումը և գելային էլեկտրաֆորեզը։
• Կենսատեխնոլոգիայի գյուտերը կարող են գործնական նոր մտահոգություններ և էթիկական հարցեր առաջ բերել, որոնք պետք է լուծվեն հասարակության մասնակցությամբ։

Ներածություն

Ի՞նչ է կենսատեխնոլոգիան

• Գարեջրի պատրաստում: Գարեջրի արտադրության ժամանակ մանր սնկեր (խմորասնկեր) են ներմուծվում գարու շաքարի լուծույթի մեջ, որը նրանք ակտիվորեն ենթարկում են նյութափոխանակության՝ խմորում կոչվող գործընթացի միջոցով: Խմորման արդյունքում առաջանում է նաև գարեջրի մեջ պարունակվող ալկոհոլը: Այստեղ մենք տեսնում ենք, որ օրգանիզմը՝ խմորասունկը, օգտագործվում է մարդու սպառման համար արտադրանք պատրաստելու համար:
• Պենիցիլին։ Պենիցիլին հակաբիոտիկն առաջանում է որոշակի բորբոսասնկերի միջոցով: Վաղ կլինիկական փորձարկումներում օգտագործման նպատակով փոքր քանակությամբ պենիցիլին պատրաստելու համար հետազոտողները ստիպված էին շաբաթական $500$‍ լիտր «բորբոսասնկի հյութ» աճեցնել${}^1$‍: Դրանից հետո արդյունաբերական արտադրության գործընթացը բարելավվեց՝ օգտագործելով ավելի բարձր արտադրողականություն ունեցող բորբոսասնկերի շտամներ և աճեցման ավելի բարենպաստ պայմաններ՝ այդպիսով բարձրացելով եկամտաբերությունը: Այստեղ մենք տեսնում ենք, որ այլ օրգանիզմը (բորբոսասունկ) օգտագործվում է մարդու համար արտադրանք պատրաստելու համար. այս դեպքում՝ հակաբիոտիկ՝ բակտերային վարակները բուժելու համար:

• Գենաբուժություն։ Գենաբուժությունը զարգացող տեխնիկա է, որն օգտագործվում է չգործող գենի պատճառով առաջացած գենետիկ խանգարումների բուժման համար: Դրա միջոցով «բացակայող» գենի ԴՆԹ-ն հասցվում է մարմնի բջիջներին: Օրինակ՝ ցիստիկ ֆիբրոզ կոչվող գենետիկ խանգարման ժամանակ մարդու օրգանիզմում չի գործում թոքերում արտադրվող քլորիդային անցուղին: Գենաթերապիայի՝ վերջերս կատարված կլինիկական փորձարկումներում գործող գենի կրկնօրինակը տեղադրվել է պլազմիդ կոչվող օղակաձևԴՆԹ-ի մոլեկուլում և ներմուծվել է հիվանդների թոքի բջիջների թաղանթի մեջ${}^3$‍:

Ի՞նչ է ԴՆԹ տեխնոլոգիան

ԴՆԹ տեխնոլոգիաների օրինակներ

• ԴՆԹ-ի կլոնավորում։ ԴՆԹ-ի կլոնավորման ժամանակ գիտնականները «կլոնավորում են», այսինքն պատրաստում են ԴՆԹ-ի՝ իրենց հետաքրքրող հաջորդականության, ինչպիսին է գենը, բազմաթիվ օրինակներ։ Շատ դեպքերում ԴՆԹ-ի կլոնավորումը ենթադրում է հետաքրքրություն ներկայացնող գենի տեղադրումը պլազմիդ կոչվող օղակաձև ԴՆԹ-ի մոլեկուլում: Պլազմիդը կարող է բազմապատկվել բակտերիաներում՝ առաջացնելով հետաքրքրող գենի բազմաթիվ օրինակներ: Որոշ դեպքերում գենը նաև էքսպրեսիայի է ենթարկվում բակտերիաների մեջ՝ ստեղծելով սպիտակուց (օրինակ՝ շաքարային դիաբետով հիվանդների կողմից օգտագործվող ինսուլինը):

  Գենի ներդրումը պլազմիդում:

• Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիա (ՊՇՌ)։ Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան մեկ այլ՝ լայնորեն կիրառվող ԴՆԹ տեխնիկա է, որը կիրառվում է ժամանակակից կենսաբանության գրեթե յուրաքանչյուր ոլորտում: ՊՇՌ ռեակցիաների շնորհիվ հնարավոր է ստանալ թիրախ ԴՆԹ-ի հաջորդականության բազմաթիվ օրինակներ՝ սկսած ԴՆԹ-ի կաղապարից: Այս տեխնիկան կարող է օգտագործվել ԴՆԹ-ի բազմաթիվ պատճեններ պատրաստելու համար այնպիսի նմուշից, որը չնչին քանակությամբ է (օրինակ ՝ հանցանքի վայրում արյան կաթիլով)։
• Գելային էլեկտրաֆորեզ։ Գելային էլեկտրաֆորեզը տեխնիկա է, որն օգտագործվում է ԴՆԹ-ի հատվածները տեսանելի դարձնելու (ուղղակիորեն տեսնելու) համար: Օրինակ՝ հետազոտողները կարող են վերլուծել ՊՇՌ-ի արդյունքները՝ ուսումնասիրելով արտադրված ԴՆԹ-ի հատվածները գելի վրա: Գելային էլեկտրաֆորեզի միջոցով հնարավոր է առանձնացնել ԴՆԹ-ի հատվածները՝ ելնելով դրանց չափից, իսկ հատվածները ներկվում են, որպեսզի հետազոտողը տեսնի դրանք:

  ԴՆԹ-ի հատվածները գելի միջով բացասական էլեկտրոդից շարժվում են դեպի դրական էլեկտրոդ:

  Գելի միջով շարժվելու ընթացքում հատվածները տեղաբաշխվում են ըստ չափի, ամենափոքրերը՝ ներքևի մասում (դրական էլեկտրոդ), իսկ ամենամեծերը՝ վերին մասում (բացասական էլեկտրոդ):

• ԴՆԹ-ի սեքվենավորում։ ԴՆԹ-ի սեքվենավորումը ԴՆԹ-ի մոլեկուլում նուկլեոտիդային հիմքերի (Ա, Թ, Ց և Գ) հաջորդականության որոշումն է: Որոշ դեպքերում միանգամից հաջորդականացվում է ԴՆԹ-ի ընդամենը մեկ կտոր, մինչդեռ այլ դեպքերում, ԴՆԹ-ի հատվածների մեծ հավաքածու (օրինակ, ամբողջ գենոմից վերցված հատվածներ) կարող է սեքվենավորվել որպես մեկ խումբ:

  Ի՞նչ է գենոմը։

  Գենոմը օրգանիզմի ամբողջ ԴՆԹ-ն է:

  Կորիզավորներում, որոնք իրենց բջիջներում ունեն բջջակորիզ՝ ԴՆԹ-ն պահելու համար, սովորաբար, գենոմ բառն օգտագործվում է բջջակորիզի գենոմի համար (բջջակորիզում հայտնաբերված ԴՆԹ)՝ բացառելով այլ օրգանոիդներում եղած ԴՆԹ-ն, ինչպիսիք են քլորոպլաստները կամ միտոքոնդրիաները:

Կենսատեխնոլոգիան էթիկայի նոր հարցեր է առաջ բերում

• Դրանցից մի քանիսը վերաբերում են գաղտնիությանը և խտրականության արգելքին: Օրինակ՝ քո առողջության ապահովագրության ընկերությունը պե՞տք է կարողանա քեզանից ավելի գանձել, եթե ունես գենի տարբերակ, որը հիվանդություն զարգացնելու հավանականություն է առաջացնում: Ինչպե՞ս կզգայիր, եթե քո գենոմը հասանելի լիներ քո դպրոցին կամ գործատուին։
• Այլ հարցեր վերաբերում են կենսատեխնոլոգիաների անվտանգության, առողջության վրա ազդեցության կամ էկոլոգիական ազդեցություններին: Օրինակ՝ իրենց սեփական միջատասպան միջոցը պատրաստելու համար գենետիկորեն մշակված մշակաբույսերը նվազեցնում են քիմիական հեղուկացիրների անհրաժեշտությունը, բայց սա նաև մտահոգություններ է առաջացնում վայրի բնությունից բույսերի կտրվելու կամ տեղական սորտերի հետ խառնվելու հետ կապված (հնարավոր է՝ առաջացնելով չակնկալվող էկոլոգիական հետևանքներ):
• Կենսատեխնոլոգիան կարող է տրամադրել գիտելիքներ, որոնք դժվար երկընտրանքի առաջ են կանգնեցնում մարդուն: Օրինակ՝ նախածննդյան փորձաքննության արդյունքում մի զույգ կարող է իմանալ, որ իրենց պտուղը ունի գենետիկ խանգարում: Նույն կերպ, մի մարդ, ով իր գենոմը հետաքրքրության համար սեքվենավորել է, կարող է իմանալ, որ իր մոտ զարգանալու է անբուժելի գենետիկ հիվանդություն, ինչպիսին է Հանթինգթոնը:

Ինքնակրթվիր և կիսվիր քո տեսակետով