พันธุวิศวกรรม
“พันธุวิศวกรรม” คือ การพัฒนาสิ่งมีชีวิตโดยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของยีนด้วยวิธีทางเคมี
ที่เรียกว่าเทคนิคการทำรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอ (recombinant DNA technology) ให้ได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะตามความต้องการ ซึ่งก่อให้เกิดการประยุกต์ใช้อย่างมากมายหลายด้าน
ทั้งทางด้านเกษตรกรรม การแพทย์ ตลอดจนการใช้ประโยชน์ทางสังคม
โดยมีบทบาทในการตรวจสอบอาชญากรรมต่างๆที่เกิดขึ้น
และในการศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นแบคทีเรีย พืช สัตว์
รวมทั้งมนุษย์ จะทำให้เข้าใจกลไกการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตต่างๆได้ขึ้น
การสร้าง DNA สายผสม หรือ recombinant DNA เริ่มจาก การเตรียม DNA
ที่เราสนใจ ตัด DNA ส่วนที่สนใจด้วย Restriction
enzyme (มีการตัดแบบจำเพาะต่อคู่เบส 6 คู่เบสเรียกว่า ปลายเหนียว และ
4 คู่เบสเรียกว่า ปลายทู่) จากนั้นเตรียม DNA พาหะ ตัด DNA
พาหะด้วย Restriction enzyme
ชนิดเดียวกันจากนั้นนำส่วน DNA ที่สนใจ และ DNA พาหะ ที่ตัดด้วย Restriction enzyme
ชนิดเดียวกันมาเชื่อมสาย DNA เข้าด้วยกันด้วย ligase
enzyme จะได้ DNA สายผสม
เมื่อได้ DNA สายผสม แล้วนั้น
ต้องมีวิธีการที่สามารถดำรง DNA สายผสมให้คงอยู่ได้โดยการเพิ่มจำนวนของ
DNA ที่เหมือนกันๆ เรียกว่า การโคลน DNA ถ้าบริเวณดังกล่าวเป็นยีน เรียกว่า การโคลนยีน ซึ่งการโคลนยีนแบ่งเป็น 2
แบบ คือ การโคลนยีนโดยอาศัย plasmid ของแบคทีเรีย
และ การโคลนยีนโดย PCR การโคลนยีนโดยอาศัย
plasmid ของแบคทีเรีย ทำได้โดนนำ plasmid
ของแบคทีเรียที่มียีนต้านยาปฏิชีวนะกับยีนใดๆที่เราต้องการจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น
มาตัดออกด้วย Restriction enzyme แล้วเชื่อมกันด้วย
ligase enzyme ได้ DNA สายผสมหลายๆอันแล้วใส่เข้าไปในแบคทีเรีย
ก่อนที่จะนำไปเลี้ยงในจานเพาะเชื้อที่มียาปฏิชีวนะ แบคทีเรียโคโลนีไหนที่มี DNA
สายผสมซึ่งมียีนต้านยาปฏิชีวนะ
ก็จะอยู่รอดได้และแบ่งเซลล์ทำให้ได้ยินที่เราต้องการมากขึ้น การโคลนยีนโดย PCR เกิดขึ้นในเครื่อง thermocycler วิธีนี้ให้ยีนน้อยกว่าวิธีแรก
และสั่งให้มีการแสดงออกของยีนไม่ได้
จีโนมคือ
การศึกษาข้อมูลทั้งหมดของสารพันธุกรรม เช่น Chromosome, DNA, gene ไปจนถึงลำดับ
base ในสาย polynucleotide โดยการศึกษานั้น
จะนำเอาชิ้นส่วน cell จากสิ่งมีชีวิตที่สนใจ จากนั้นนำไปใส่ gel
ที่อยู่ในเครื่องมือที่มีชื่อว่า thermocycler เรียกกระบวนการนี้ว่า electrolysis การทำงานคือ
จากการที่ DNA มีประจุลบ
ดังนั้นจึงต้องวิ่งเข้าหาประจุบวกเสมอ ดังนั้นระยะทางที่ DNA แต่ละบริเวณวิ่งได้ก็จะต่างกัน เนื่องจากมีมวลที่ต่างกัน
ที่มีมวลหรือมีคู่เบสมาก ก็จะวิ่งได้ระยะทางใกล้ ที่มีมวลหรือคู่เบสน้อย ก็จะวิ่งได้ระยะทางไกลออกไป
ตามลำดับ
สำหรับการประยุกต์ใช้นั้น
ตัวอย่างเช่น ในด้านการแพทย์เมื่อพบอาการที่ผิดที่แสดงออกมาทาง phenotype
เนื่องจากความผิดปกติของคู่เบส มนุษย์ก็สามารถแก้ไขได้ โดยการนำเอา cell
ทีได้จากการโคลนยีน และ พาหะ (vector) จากนั้นนำไปใส่แทนคู่เบสที่ผิดปกติ
โดยการนำทางของ vector ก็จะทำให้
ลักษณะที่แสดงออกมานั้นเป็นปกติ
จะเห็นได้ว่า
พันธุวิศวกรรม มีบทบาทสำคัญต่อการศึกษาของสิ่งมีชีวิตหลายๆ ชนิด
รวมทั้งมนุษย์เราด้วย ซึ่งปัจจุบันมนุษย์ได้ใช้เทคนิคทางพันธุศาสตร์หลายอย่าง
มาปรับใช้ให้เกิดประโยชน์หลายด้านอย่างเช่นด้านการแพทย์ช่วยในการรักษาคนป่วย
ด้านการเกษตรช่วยในการปรับแต่งยีนของสัตว์เกษตรให้ตรงตามความต้องการของตลาด
และทางด้านสังคม ใช้ในการตรวจสอบอาชญากรรมต่างๆ ซึ่งที่กล่าวมานั้นเป็นเพียงส่วนเล็กน้อยจากเทคนิคทางพันธุวิศวกรรม
และในอนาคต พันธุวิศวกรรม จะเป็นที่สนใจศึกษาของมนุษย์เป็นอย่างมาก
