Tofauti Muhimu – Uhandisi Jeni dhidi ya Teknolojia ya DNA Recombinant
Nyenzo za kijeni za viumbe zinaweza kubadilishwa kwa kutumia mbinu za uhandisi jeni au teknolojia ya DNA iliyounganishwa tena. Teknolojia ya DNA recombinant ni mchakato unaotumiwa kuunda molekuli ya DNA inayojumuisha ambayo hubeba DNA ya riba na DNA ya vekta huku uhandisi jeni ni neno pana linalotumiwa kuelezea michakato inayohusika katika upotoshaji wa muundo wa kijeni wa kiumbe. Hii ndiyo tofauti kuu kati ya Uhandisi Jeni na teknolojia ya DNA Recombinant.
Uhandisi Jenetiki ni nini?
Uhandisi jeni ni neno pana linalotumiwa kurejelea seti ya mbinu zinazohusika katika upotoshaji wa muundo wa kijeni wa kiumbe. Uhandisi wa jeni hufanyika chini ya hali ya hewa isiyo na nguvu (nje ya kiumbe hai, chini ya mazingira yaliyodhibitiwa).
Jeni zimesimbwa kwa ajili ya protini na vianzilishi vingine vya protini ambavyo ni muhimu kwa ukuaji na ukuzaji. Wanasayansi wanapotaka kuchunguza mpangilio wa jeni, usemi, udhibiti wa jeni, n.k., wao huanzisha jeni hiyo kwa bakteria mwenyeji ambayo ina uwezo wa kuiga jeni iliyoingizwa na kutengeneza nakala nyingi za jeni inayotakikana kwa kutumia teknolojia ya DNA iliyounganishwa tena. Inahusisha kukata vipande maalum vya DNA, kuviingiza katika kiumbe tofauti na kuvielezea katika kiumbe kilichobadilishwa. Muundo wa maumbile ya kiumbe hubadilishwa wakati DNA ya kigeni inaletwa. Kwa hivyo inaitwa uhandisi wa maumbile (udanganyifu wa maumbile kwa kutumia mbinu za hali ya juu). Wakati muundo wa maumbile wa kiumbe unabadilishwa, sifa za kiumbe hubadilishwa. Sifa zinaweza kuimarishwa au kurekebishwa ili kusababisha mabadiliko yanayofaa ya viumbe.
Kuna hatua kadhaa kuu zinazohusika katika uhandisi jeni. Hizo ni nazo ni, kupasua na utakaso wa DNA, utengenezaji wa DNA recombinant (vekta recombinant), ugeuzaji wa DNA recombinant kuwa kiumbe mwenyeji, kuzidisha mwenyeji (cloning) na uchunguzi wa seli zilizobadilishwa (phenotypes sahihi).
Uhandisi jeni hutumika kwa aina mbalimbali za viumbe ikijumuisha mimea, wanyama na viumbe vidogo. Kwa mfano, mimea inayobadilika jeni inaweza kuzalishwa kwa kuanzisha sifa muhimu kama vile kustahimili viua magugu, kustahimili ukame, thamani ya juu ya lishe, kukua haraka, kustahimili wadudu, kustahimili chini ya maji, n.k., kwa kutumia uhandisi wa vinasaba vya mimea. Neno transgenic linamaanisha viumbe vilivyobadilishwa vinasaba. Uzalishaji wa mazao ya kubadilisha maumbile yenye sifa bora sasa inawezekana kutokana na uhandisi jeni. Wanyama waliobadili maumbile pia wanaweza kuzalishwa kwa ajili ya utengenezaji wa dawa za binadamu kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 01.
Kielelezo_1: Wanyama Walioundwa Vinasaba
Uhandisi jeni una matumizi mapana katika Bioteknolojia, katika maeneo ya dawa, utafiti, kilimo na viwanda. Katika dawa, uhandisi jeni unahusisha tiba ya jeni na utengenezaji wa homoni za ukuaji wa binadamu, insulini, dawa tofauti, chanjo za sintetiki, albamu za binadamu, kingamwili za monokloni, n.k. Katika kilimo, mazao yaliyobadilishwa vinasaba kama vile soya, mahindi, pamba na mazao mengine yenye sifa fulani za thamani zinafanywa kwa kutumia uhandisi wa maumbile. Katika tasnia, uhandisi wa kijenetiki hutumika sana kutengeneza vijiumbe vingine vinavyoweza kuzalisha bidhaa muhimu kiuchumi hasa, protini na vimeng'enya. Udhibiti wa uchafuzi wa mazingira (bioremediation), urejeshaji wa metali (biomining), uzalishaji wa polima za syntetisk, nk.pia yanawezekana katika tasnia zinazotumia vijiumbe vilivyoundwa kijenetiki. Katika utafiti, uhandisi wa maumbile hutumiwa kuunda mifano ya wanyama ya magonjwa fulani ya binadamu. Panya waliobadilishwa vinasaba ndio modeli ya wanyama maarufu zaidi inayotumiwa na watafiti kutafiti na kutafuta matibabu ya saratani, unene uliokithiri, magonjwa ya moyo, kisukari, ugonjwa wa arthritis, matumizi mabaya ya dawa za kulevya, wasiwasi, uzee, ugonjwa wa Parkinson, n.k.
Teknolojia ya Recombinant DNA ni nini?
Teknolojia ya DNA Recombinant ni teknolojia inayohusika katika kuandaa molekuli recombinant ya DNA ambayo hubeba DNA ya spishi mbili tofauti (DNA ya vekta na ya kigeni) na uundaji wa kloni. Hii inakamilishwa na kizuizi cha enzymes na enzyme ya ligase ya DNA. Vizuizi vya endonuclease ni vimeng'enya vya kukata DNA ambavyo husaidia katika kutenganisha vipande vya DNA vinavyovutiwa kutoka kwa kiumbe na ufunguaji wa vijidudu, hasa plasmidi. DNA ligase ni kimeng'enya ambacho hurahisisha uunganisho wa kipande kilichotenganishwa cha DNA na vekta iliyofunguliwa ili kuunda DNA recombinant. Uundaji wa DNA recombinant (vekta inayojumuisha DNA ya kigeni) inategemea hasa vekta iliyotumiwa. Vekta iliyochaguliwa inapaswa kuwa na uwezo wa kujinakili na sehemu yoyote ya DNA iliyoambatishwa kwayo kwa ushirikiano, katika seli ya mwenyeji inayofaa. Inapaswa pia kuwa na tovuti zinazofaa za cloning na alama zinazoweza kuchaguliwa kwa uchunguzi. Katika tekinolojia ya DNA iliyounganishwa, vekta zinazotumika sana ni plasmidi za bakteria na bacteriophages (virusi vinavyoambukiza bakteria).
Kielelezo_02: Muundo wa DNA Recombinant
DNA Recombinant hutengenezwa kwa madhumuni ya kutengeneza protini mpya, kuchunguza miundo na utendaji wa jeni, kudhibiti sifa za protini, kuvuna kiasi kikubwa cha protini, n.k. Kwa hivyo, DNA ya kuunganisha upya lazima iigawe na kuonyeshwa ndani ya seva pangishi. Kwa hivyo, teknolojia ya recombinant ya DNA inajumuisha mchakato mzima ambao hufanyika katika uhandisi wa maumbile, kuanzia hatua ya kutenganisha DNA maalum hadi uchunguzi wa seli zilizobadilishwa zinazojumuisha kipengele kilicholetwa. Kwa hivyo, teknolojia ya DNA inayojumuisha na uhandisi wa maumbile inaweza kuzingatiwa kama michakato miwili inayohusiana na lengo moja kuu na hatua zinazofanana: kutengwa kwa kuingiza DNA ya kuvutia, uteuzi wa vekta inayofaa, kuanzishwa kwa kuingiza DNA (DNA ya kigeni) ndani ya vekta kuunda molekuli ya DNA inayofanana., kuanzishwa kwa molekuli recombinant ya DNA katika seva pangishi inayofaa na uteuzi wa seli jeshi zilizobadilishwa.
Kuna tofauti gani kati ya Uhandisi Jeni na Teknolojia ya DNA Recombinant?
Uhandisi Jeni dhidi ya teknolojia ya DNA Recombinant |
|
| Uhandisi jeni ni neno pana linalorejelea mchakato unaotumika kudhibiti muundo wa kijeni wa kiumbe. | Teknolojia ya DNA inayojumuisha ni mbinu inayotumiwa kuunda molekuli ya DNA inayojumuisha DNA ya spishi mbili tofauti. |
| Muundo wa DNA Recombinant | |
| DNA recombinant inatengenezwa | Molekuli ya DNA iliyounganishwa inatolewa. |
Muhtasari – Uhandisi Jeni dhidi ya Teknolojia ya DNA Recombinant
Uhandisi jeni ni eneo la baiolojia ya molekuli ambayo hushughulikia upotoshaji wa chembe za urithi (DNA) ya kiumbe kwa sifa muhimu. Teknolojia ya recombinant DNA ni mbinu zinazotumika kutengeneza DNA recombinant. Wakati wa michakato yote miwili, kudanganywa kwa nyenzo za urithi za kiumbe hufanyika. Ijapokuwa kuna tofauti kati ya uhandisi wa kijeni na teknolojia ya DNA recombinant, zinahusiana, na uhandisi wa chembe za urithi haungewezekana bila matumizi ya teknolojia ya DNA iliyounganishwa tena.
