พันธุวิศวกรรมหรือที่เรียกว่าการดัดแปลงพันธุกรรมเป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่ปฏิวัติวงการซึ่งเกี่ยวข้องกับการยักย้ายยีนของสิ่งมีชีวิตโดยตรงโดยใช้เทคโนโลยีชีวภาพ มีการประยุกต์ในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ การเกษตร เทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรม และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม บทเรียนนี้จะสำรวจแนวคิดหลัก เทคนิค และความหมายของพันธุวิศวกรรม
พันธุศาสตร์คือการศึกษายีน ความแปรผันทางพันธุกรรม และการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต เป็นพื้นฐานของพันธุวิศวกรรมเนื่องจากให้ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทำงานของยีน การถ่ายทอดทางพันธุกรรม และวิธีการจัดการพวกมัน
เทคโนโลยีชีวภาพครอบคลุมเทคโนโลยีมากมายที่ใช้สิ่งมีชีวิตหรือส่วนของสิ่งมีชีวิตเพื่อสร้างหรือดัดแปลงผลิตภัณฑ์สำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน พันธุวิศวกรรมเป็นสาขาวิชาเฉพาะด้านเทคโนโลยีชีวภาพที่มุ่งเน้นการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเพื่อให้ได้ลักษณะหรือผลลัพธ์ที่ต้องการ
เทคนิคสำคัญหลายประการที่สนับสนุนพันธุวิศวกรรม:
การประยุกต์ใช้พันธุวิศวกรรมนั้นมีมากมายและหลากหลาย ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:
นอกจากประโยชน์มากมายแล้ว พันธุวิศวกรรมยังก่อให้เกิดคำถามสำคัญด้านจริยธรรมอีกด้วย ซึ่งรวมถึงความกังวลเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการเลือกปฏิบัติทางพันธุกรรม ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงเอ็มบริโอของมนุษย์ (การแก้ไขเจิร์มไลน์) และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการปล่อยสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมออกสู่ป่า
โกลเด้นไรซ์เป็นข้าวดัดแปลงพันธุกรรมที่ผลิตเบต้าแคโรทีนซึ่งเป็นสารตั้งต้นของวิตามินเอ ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นวิตามินเอตามที่ร่างกายมนุษย์ต้องการ การดัดแปลงพันธุกรรมนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ไขปัญหาการขาดวิตามินเอ ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของการตาบอดในเด็กในประเทศกำลังพัฒนา การสร้างข้าวสีทองเกี่ยวข้องกับการใส่ยีนจากดอกแดฟโฟดิลและดีเอ็นเอของแบคทีเรียเข้าไปในจีโนมข้าว ทำให้สามารถผลิตเบต้าแคโรทีนในเมล็ดข้าวได้
Gel electrophoresis เป็นเทคนิคที่ใช้ในพันธุวิศวกรรมเพื่อแยก DNA, RNA หรือโปรตีนตามขนาด วางตัวอย่างไว้ในเจลและใช้กระแสไฟฟ้า เนื่องจาก DNA มีประจุเป็นลบ มันจึงเคลื่อนที่เข้าหาขั้วไฟฟ้าบวก โดยที่ชิ้นส่วนขนาดเล็กจะเคลื่อนที่เร็วกว่าชิ้นที่ใหญ่กว่า เทคนิคนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการวิเคราะห์ผลลัพธ์ของการทดลองดัดแปลงพันธุกรรม เช่น การตรวจสอบความสำเร็จของการใส่ยีน
อนาคตของพันธุวิศวกรรมถือเป็นความหวังที่ยิ่งใหญ่ โดยมีการวิจัยอย่างต่อเนื่องโดยมีเป้าหมายเพื่อรับมือกับความท้าทายระดับโลก เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ความมั่นคงทางอาหาร และโรคที่รักษาไม่หาย ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรม เช่น เครื่องมือแก้ไขยีนที่แม่นยำยิ่งขึ้น และชีววิทยาสังเคราะห์ กำลังปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้และนวัตกรรมใหม่ๆ
พันธุวิศวกรรมแสดงถึงขอบเขตทางวิทยาศาสตร์ที่ผสมผสานพันธุศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อปรับเปลี่ยนการสร้างพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต การนำไปประยุกต์ใช้กับการแพทย์ เกษตรกรรม และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการมีส่วนสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ การผลิตอาหาร และการจัดการทรัพยากรสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ในขณะที่สาขานี้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบทางจริยธรรมและสังคมของพันธุวิศวกรรมเน้นย้ำถึงความสำคัญของการวิจัยและพัฒนาอย่างมีความรับผิดชอบ
