Perbezaan Utama – Kejuruteraan Genetik lwn Teknologi DNA Rekombinan
Bahan genetik organisma boleh diubah menggunakan teknik kejuruteraan genetik atau teknologi DNA rekombinan. Teknologi DNA rekombinan ialah proses yang digunakan untuk mencipta molekul DNA rekombinan yang membawa DNA minat dan DNA vektor manakala kejuruteraan genetik ialah istilah luas yang digunakan untuk menggambarkan proses yang terlibat dalam manipulasi struktur genetik organisma. Inilah perbezaan utama antara Kejuruteraan Genetik dan teknologi DNA Rekombinan.
Apakah itu Kejuruteraan Genetik?
Kejuruteraan genetik ialah istilah luas yang digunakan untuk merujuk satu set teknik yang terlibat dalam manipulasi susunan genetik sesuatu organisma. Kejuruteraan genetik dilakukan dalam keadaan in vitro (di luar organisma hidup, di bawah persekitaran terkawal).
Gen dikodkan untuk protein dan prekursor protein lain yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan. Apabila saintis ingin mengkaji susunan gen, ekspresi, peraturan gen, dll., mereka memperkenalkan gen tertentu itu kepada bakteria perumah yang mampu mereplikasi gen yang dimasukkan dan membuat berbilang salinan gen yang dikehendaki menggunakan teknologi DNA rekombinan. Ia melibatkan pemotongan serpihan DNA tertentu, memperkenalkannya ke dalam organisma yang berbeza dan menyatakannya dalam organisma yang berubah. Komposisi genetik organisma diubah apabila DNA asing diperkenalkan. Oleh itu ia dipanggil kejuruteraan genetik (manipulasi genetik menggunakan teknik canggih). Apabila susunan genetik organisma dimanipulasi, ciri-ciri organisma berubah. Ciri boleh dipertingkatkan atau diubah suai untuk menghasilkan perubahan yang diingini bagi organisma.
Terdapat beberapa langkah utama yang terlibat dalam kejuruteraan genetik. Iaitu, pembelahan dan penulenan DNA, penghasilan DNA rekombinan (vektor rekombinan), transformasi DNA rekombinan kepada organisma perumah, pendaraban perumah (pengklonan) dan penyaringan untuk sel yang diubah (fenotip yang betul).
Kejuruteraan genetik boleh digunakan untuk pelbagai organisma termasuk tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma. Sebagai contoh, tumbuhan transgenik boleh dihasilkan dengan memperkenalkan ciri-ciri berguna seperti rintangan herbisida, toleransi kemarau, nilai pemakanan yang tinggi, cepat tumbuh, rintangan serangga, toleransi tenggelam, dan lain-lain, menggunakan kejuruteraan genetik tumbuhan. Perkataan transgenik merujuk kepada organisma yang diubah suai secara genetik. Pengeluaran tanaman transgenik dengan ciri yang lebih baik kini boleh dilaksanakan kerana kejuruteraan genetik. Haiwan transgenik juga boleh dihasilkan untuk pengeluaran farmaseutikal manusia seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 01.
Rajah_1: Haiwan Kejuruteraan Genetik
Kejuruteraan genetik mempunyai aplikasi luas dalam Bioteknologi, dalam bidang perubatan, penyelidikan, pertanian dan industri. Dalam bidang perubatan, kejuruteraan genetik melibatkan terapi gen dan pengeluaran hormon pertumbuhan manusia, insulin, ubat yang berbeza, vaksin sintetik, albumin manusia, antibodi monoklonal, dll. Dalam pertanian, tanaman yang diubah suai secara genetik seperti kacang soya, jagung, kapas dan tanaman lain dengan ciri-ciri berharga tertentu dibuat menggunakan kejuruteraan genetik. Dalam industri, kejuruteraan genetik digunakan secara meluas untuk membuat mikroorganisma rekombinan yang mampu menghasilkan produk yang berguna secara ekonomi terutamanya, protein dan enzim. Kawalan pencemaran alam sekitar (bioremediasi), pemulihan logam (biomining), pengeluaran polimer sintetik, dsb.juga boleh dilaksanakan dalam industri yang menggunakan mikroorganisma kejuruteraan genetik. Dalam penyelidikan, kejuruteraan genetik digunakan untuk mencipta model haiwan penyakit manusia tertentu. Tikus yang diubah suai secara genetik ialah model haiwan paling popular yang digunakan oleh penyelidik untuk mengkaji dan mencari terapi untuk kanser, obesiti, penyakit jantung, diabetes, arthritis, penyalahgunaan bahan, kebimbangan, penuaan, penyakit Parkinson, dll.
Apakah itu Teknologi DNA Rekombinan?
Teknologi DNA rekombinan ialah teknologi yang terlibat dalam penyediaan molekul DNA rekombinan yang mengandungi DNA dua spesies berbeza (vektor dan DNA asing) dan pengklonan. Ini dicapai oleh enzim sekatan dan enzim ligase DNA. Endonuklease sekatan ialah enzim pemotongan DNA yang membantu dalam pengasingan serpihan DNA yang berminat daripada organisma dan pembukaan vektor, terutamanya plasmid. Ligase DNA ialah enzim yang memudahkan penyambungan serpihan DNA yang dipisahkan dengan vektor terbuka untuk mencipta DNA rekombinan. Pembuatan DNA rekombinan (vektor yang terdiri daripada DNA asing) bergantung terutamanya pada vektor yang digunakan. Vektor yang dipilih harus mampu mereplikasi sendiri dengan mana-mana segmen DNA yang dilekatkan secara kovalen padanya, dalam sel perumah yang sesuai. Ia juga harus mengandungi tapak pengklonan yang sesuai dan penanda yang boleh dipilih untuk saringan. Dalam teknologi DNA rekombinan, vektor yang biasa digunakan ialah plasmid bakteria dan bacteriophages (virus yang menjangkiti bakteria).
Rajah_02: Sintesis DNA Rekombinan
DNA rekombinan dihasilkan dengan tujuan membuat protein baharu, mengkaji struktur dan fungsi gen, memanipulasi sifat protein, menuai sejumlah besar protein, dsb. Oleh itu, DNA rekombinan yang disintesis mesti direplikasi dan diekspresikan di dalam perumah. Oleh itu, teknologi DNA rekombinan merangkumi keseluruhan proses yang berlaku dalam kejuruteraan genetik, bermula dari langkah mengasingkan DNA tertentu kepada penyaringan sel-sel berubah yang terdiri daripada ciri yang diperkenalkan. Oleh itu, teknologi DNA rekombinan dan kejuruteraan genetik boleh dianggap sebagai dua proses yang saling berkaitan dengan satu objektif utama dengan langkah yang sama: pengasingan sisipan DNA yang menarik, pemilihan vektor yang sesuai, pengenalan sisipan DNA (DNA asing) ke dalam vektor untuk membentuk molekul DNA rekombinan., pengenalan molekul DNA rekombinan ke dalam perumah yang sesuai dan pemilihan sel perumah yang diubah.
Apakah perbezaan antara Kejuruteraan Genetik dan Teknologi DNA Rekombinan?
Kejuruteraan Genetik lwn teknologi DNA Rekombinan |
|
| Kejuruteraan genetik ialah istilah luas yang merujuk kepada proses yang digunakan untuk memanipulasi struktur genetik sesuatu organisma. | Teknologi DNA rekombinan ialah teknik yang digunakan untuk mencipta molekul DNA rekombinan yang mengandungi DNA dua spesies berbeza. |
| Sintesis DNA Rekombinan | |
| DNA rekombinan dihasilkan | Molekul DNA rekombinan dihasilkan. |
Ringkasan – Kejuruteraan Genetik lwn Teknologi DNA Rekombinan
Kejuruteraan genetik ialah bidang biologi molekul yang berkaitan dengan manipulasi bahan genetik (DNA) organisma untuk ciri-ciri berharga. Teknologi DNA rekombinan ialah teknik yang digunakan untuk membuat DNA rekombinan. Semasa kedua-dua proses, manipulasi bahan genetik sesuatu organisma berlaku. Walaupun terdapat perbezaan antara kejuruteraan genetik dan teknologi DNA rekombinan, ia saling berkaitan, dan kejuruteraan genetik adalah mustahil tanpa penggunaan teknologi DNA rekombinan.
