مهندسی ژنتیک، همچنین به عنوان اصلاح ژنتیکی شناخته می شود، یک حوزه انقلابی از علم است که شامل دستکاری مستقیم ژن های موجودات زنده با استفاده از بیوتکنولوژی است. در زمینه های مختلف مانند پزشکی، کشاورزی، بیوتکنولوژی صنعتی و علوم محیطی کاربرد دارد. این درس مفاهیم اصلی، تکنیک ها و مفاهیم مهندسی ژنتیک را بررسی می کند.
ژنتیک مطالعه ژن ها، تنوع ژنتیکی و وراثت در موجودات زنده است. این اساس مهندسی ژنتیک است زیرا درک اساسی از نحوه عملکرد ژن ها، نحوه به ارث بردن آنها و نحوه دستکاری آنها را ارائه می دهد.
بیوتکنولوژی طیف وسیعی از فناوری‌ها را در بر می‌گیرد که از موجودات زنده یا بخش‌هایی از ارگانیسم‌ها برای ایجاد یا اصلاح محصولات برای استفاده خاص استفاده می‌کنند. مهندسی ژنتیک یک حوزه تخصصی در بیوتکنولوژی است که بر تغییر ماده ژنتیکی یک موجود زنده برای دستیابی به صفات یا نتایج دلخواه متمرکز است.
چندین تکنیک کلیدی مهندسی ژنتیک را پشتیبانی می کند:
کاربردهای مهندسی ژنتیک گسترده و متنوع است، از جمله اما نه محدود به:
مهندسی ژنتیک در کنار مزایای بسیاری که دارد، سوالات اخلاقی مهمی را نیز مطرح می کند. اینها شامل نگرانی در مورد پتانسیل تبعیض ژنتیکی، پیامدهای اصلاح جنین انسان (ویرایش خط نطفه)، و تأثیر زیست محیطی رهاسازی موجودات اصلاح شده ژنتیکی در طبیعت است.
برنج طلایی نوعی برنج اصلاح شده ژنتیکی است که بتاکاروتن، پیش ساز ویتامین A تولید می کند که در صورت نیاز بدن انسان به ویتامین A تبدیل می شود. هدف این اصلاح ژنتیکی رفع کمبود ویتامین A، یکی از دلایل اصلی نابینایی در کودکان در کشورهای در حال توسعه است. ایجاد برنج طلایی شامل قرار دادن ژن‌هایی از نرگس و DNA باکتری در ژنوم برنج بود که به آن امکان می‌داد بتاکاروتن در دانه‌های برنج تولید کند.
الکتروفورز ژل تکنیکی است که در مهندسی ژنتیک برای جداسازی DNA، RNA یا پروتئین ها بر اساس اندازه آنها استفاده می شود. یک نمونه در ژل قرار می گیرد و جریان الکتریکی اعمال می شود. از آنجایی که DNA دارای بار منفی است، به سمت الکترود مثبت حرکت می کند و قطعات کوچکتر سریعتر از قطعات بزرگتر حرکت می کنند. این تکنیک برای تجزیه و تحلیل نتایج آزمایش‌های اصلاح ژنتیکی، مانند بررسی موفقیت در درج ژن، حیاتی است.
آینده مهندسی ژنتیک با تحقیقات مداوم با هدف مقابله با چالش‌های جهانی مانند تغییرات آب و هوا، امنیت غذایی و بیماری‌های صعب‌العلاج، نویدبخش است. پیشرفت در فناوری‌های مهندسی ژنتیک، مانند ابزارهای دقیق‌تر ویرایش ژن و زیست‌شناسی مصنوعی، راه را برای کاربردها و نوآوری‌های جدید هموار می‌کند.
مهندسی ژنتیک نشان دهنده مرزی در علم است که ژنتیک و بیوتکنولوژی را برای اصلاح ساختار ژنتیکی موجودات در هم می آمیزد. کاربردهای آن در پزشکی، کشاورزی و علوم زیست محیطی پتانسیل آن را برای کمک به سلامت انسان، تولید غذا و مدیریت پایدار منابع زیست محیطی نشان می دهد. همانطور که این رشته به تکامل خود ادامه می دهد، پیامدهای اخلاقی و اجتماعی مهندسی ژنتیک بر اهمیت تحقیق و توسعه مسئولانه تاکید می کند.
