Pengubahsuaian genetik bermaksud mengambil gen daripada satu organisma dan menyelitkannya ke dalam organisma lain supaya penerima menghasilkan protein berguna atau memperoleh ciri berguna. Peperiksaan meminta anda menghuraikan peringkatnya dan menerangkan mengapa setiap satu diperlukan, bukan menulis kaedah makmal.
Pelajaran ini berasaskan pembahagian sel dan pewarisan, kerana anda perlu tahu bahawa gen membawa arahan untuk membina satu protein.
Apakah idea itu dalam bahasa mudah?
Gen ialah bahagian DNA yang membawa arahan untuk membina protein. Semua organisma membaca arahan itu dengan cara asas yang sama, jadi sel bakteria boleh mengikut gen manusia dan menghasilkan protein manusia.
Pengubahsuaian genetik menggunakan fakta ini. Anda mengenal pasti gen yang berguna, memindahkannya, dan membiarkan sel penerima membina proteinnya.
Apakah peringkatnya?
Contoh klasik ialah bakteria yang menghasilkan insulin manusia, iaitu protein yang diperlukan oleh penghidap beberapa jenis diabetes. Peringkatnya:
| Peringkat | Apa yang berlaku | Sebab |
|---|---|---|
| 1. Kenal pasti | Gen insulin manusia dikesan | Anda memerlukan arahan yang tepat |
| 2. Potong | Enzim (enzim penyekatan) memotong gen, dan juga membuka plasmid bakteria | Enzim memotong DNA pada tempat tertentu |
| 3. Sambung | Enzim lain (ligase) menyambung gen ke dalam plasmid | Plasmid kini membawa gen |
| 4. Pindah | Plasmid dimasukkan ke dalam sel bakteria | Bakteria ialah perumah baharu |
| 5. Membiak | Bakteria dibiakkan dalam bilangan besar | Setiap sel membahagi dan menyalin gen |
| 6. Kumpul | Bakteria menghasilkan insulin, kemudian diasingkan dan ditulenkan | Hasilnya yang berguna |
Plasmid ialah gelung kecil DNA yang terdapat dalam bakteria. Di sini ia bertindak sebagai vektor, iaitu pembawa yang menghantar gen.
Contoh berlangkah
Soalan: Seorang saintis mahu bakteria menghasilkan protein manusia bernama protein X. Huraikan bagaimana ini dilakukan dan terangkan mengapa bakteria sesuai.
Langkah 1, namakan sasaran. Gen manusia untuk protein X dikenal pasti.
Langkah 2, potong dan sambung. Ia dipotong dengan enzim penyekatan dan disambung ke dalam plasmid dengan ligase.
Langkah 3, pindah dan biakkan. Plasmid diambil oleh sel bakteria, yang dibiakkan dalam bilangan besar.
Langkah 4, pengekspresan. Bakteria membaca gen dan menghasilkan protein X, yang kemudian dikumpulkan.
Langkah 5, terangkan kesesuaian. Bakteria membiak dengan cepat, jadi salinan gen dan bekalan protein cepat bertambah. Ia kecil dan mudah dibiakkan dalam bekas terkawal. Ia juga boleh membaca gen manusia kerana kod genetik dikongsi bersama.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Bakteria diberi insulin, jadi ia boleh menghasilkan lebih banyak.”
Ini mengelirukan gen dengan hasil. Bakteria diberi gen untuk insulin, dan ribosomnya sendiri kemudian membina protein menggunakan arahan gen itu.
Pembetulannya ialah menulis rantai “gen → arahan → protein dihasilkan oleh perumah”. Gunakan perkataan “gen” apabila DNA dipindahkan, dan “protein” apabila hasil dibuat.
Semak sendiri
1. Nyatakan peranan enzim penyekatan dan ligase dalam huraian di atas.
Tunjuk jawapan
Enzim penyekatan memotong DNA pada tempat tertentu (untuk mengeluarkan gen dan membuka plasmid). Ligase menyambung gen ke dalam plasmid.
2. Mengapakah plasmid dipanggil vektor?
Tunjuk jawapan
Ia membawa gen masuk ke dalam sel bakteria, jadi ia bertindak sebagai pembawa.
3. Seorang pelajar menulis “insulin manusia disuntik ke dalam bakteria”. Betulkan ayat itu.
Tunjuk jawapan
Gen untuk insulin manusia diselitkan ke dalam bakteria, yang kemudian menghasilkan protein insulin.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, bandingkan kaedah ini dengan pembiakan tradisional dalam membezakan penyelitan gen daripada pembiakan terpilih, dan uji idea dengan papan model pewarisan pada alel rekaan. Pelajaran penapaian pula menunjukkan bagaimana mikroorganisma dibiakkan dalam kuantiti besar.
Jika huraian anda masih bercelaru, guru dalam tuisyen Biologi dalam talian satu dengan satu boleh membaca draf anda bersama anda dan menunjukkan di mana rantai itu putus.