Teknologi Genetik, soalan latihan

B, Kejuruteraan genetik mengubah gen terus di makmal dan boleh memindahkan gen antara spesies yang sangat berbeza, tidak seperti pembiakbakaan terpilih.

B, Gen dimasukkan ke dalam plasmid bakteria, membentuk DNA rekombinan yang kemudian dikembalikan ke dalam bakteria.

B, Plasmid ialah sekeping kecil DNA bakteria berbentuk bulatan yang digunakan sebagai vektor untuk membawa gen yang dipindahkan ke dalam sel perumah.

B, Kapas Bt membawa gen daripada bakteria tanah yang menjadikannya menghasilkan toksin berkesan melawan ulat perosak tertentu.

C, Penapaian oleh yis ialah proses bioteknologi tradisional yang telah digunakan berabad-abad tanpa sebarang pemindahan gen.

B, Terapi gen memasukkan salinan gen berfungsi ke dalam sel atau tisu sasaran untuk menggantikan atau menyokong gen rosak.

C, Cap jari DNA membandingkan corak DNA unik untuk mengenal pasti seseorang atau mengesahkan hubungan biologi, tanpa mengubah sebarang gen.

B, Pengklonan pembiakan menghasilkan satu organisma baharu yang serupa sepenuhnya dari segi genetik dengan yang asal, seperti biri-biri Dolly.

C, Setiap tanaman terubah suai secara genetik diuji dan dikawal selia secara individu, berdasarkan gen tertentu yang dibawanya dan kesan yang diperhatikan.

B, DNA rekombinan terbentuk secara sengaja menggunakan enzim tertentu untuk memotong gen daripada satu sumber dan mencantumkannya ke dalam DNA daripada sumber lain.

• (a) Gen manusia yang mengkod insulin dipotong daripada DNA manusia menggunakan enzim tertentu.
• Gen itu dimasukkan ke dalam plasmid bakteria menggunakan enzim lain, membentuk DNA rekombinan.
• Plasmid rekombinan dikembalikan ke dalam bakteria, yang dibenarkan membiak dalam keadaan terkawal.
• Apabila bakteria membiak, setiap satu membaca gen manusia dan menghasilkan insulin manusia, yang dikumpul dan ditulenkan.
• (b) Kaedah ini menghasilkan insulin dalam kuantiti yang jauh lebih besar dan lebih boleh dipercayai serta tidak bergantung pada pengekstrakan hormon daripada organ haiwan.

• (a) Aplikasi termasuk tanaman diubah suai untuk rintangan terhadap perosak tertentu, dan tanaman diubah suai untuk toleransi terhadap herbisid tertentu.
• (b) Kapas Bt membawa gen daripada bakteria tanah yang menjadikan tanaman itu menghasilkan toksin semula jadi berkesan melawan ulat perosak tertentu.
• Ini mengurangkan keperluan penyemburan racun perosak kimia untuk melindungi tanaman.
• (c) Setiap tanaman terubah suai secara genetik membawa gen berbeza yang dipilih untuk tujuan berbeza.
• Keselamatan dan kesannya bergantung pada gen tertentu itu dan bukan pada hakikat umum ia diubah suai secara genetik.

• (a) Pengklonan pembiakan menghasilkan satu organisma baharu sepenuhnya, serupa dari segi genetik dengan yang asal, seperti biri-biri Dolly.
• Pengklonan terapeutik pula bertujuan menghasilkan sel atau tisu sepadan untuk rawatan perubatan, tanpa mewujudkan organisma baharu.
• (b) Satu faedah ialah teknologi genetik membolehkan pengeluaran ubat seperti insulin yang lebih murah dan boleh dipercayai.
• Satu kebimbangan ialah kesan jangka panjang tidak diketahui organisma terubah suai secara genetik terhadap spesies lain dalam persekitaran, seperti gen yang dimasukkan merebak kepada saudara liar sesuatu tanaman.
• Jawapan seimbang menyatakan kedua-dua perkara dan menerangkan secara ringkas mengapa setiap satu penting, bukan memberikan pandangan sebelah pihak sahaja.

Kejuruteraan genetik ialah pengubahan gen organisma secara sengaja dan langsung di makmal, selalunya dengan memindahkan gen berguna daripada satu organisma ke organisma lain supaya penerima memperoleh sifat baharu yang tiada sebelum ini. Ini berbeza daripada pembiakbakaan terpilih, yang hanya menggunakan variasi genetik yang sudah wujud dalam sesuatu populasi. Gen yang dipindahkan boleh berasal daripada bakteria, tumbuhan atau haiwan, dan ia dipindahkan merentasi sempadan spesies untuk tujuan tertentu.

DNA rekombinan terbentuk dengan memotong gen daripada satu sumber dan mencantumkannya ke dalam DNA daripada sumber lain, selalunya plasmid bakteria, menggunakan enzim tertentu. Setelah dimasukkan ke dalam sel perumah, DNA rekombinan itu disalin dan dibaca bersama gen perumah sendiri. Plasmid bertindak sebagai vektor, iaitu pembawa yang menghantar gen baharu itu ke dalam perumah dan membolehkannya disalin setiap kali sel perumah membahagi.

Aplikasi praktikal termasuk bakteria dijuruterakan untuk menghasilkan insulin dan hormon pertumbuhan manusia, tanaman diubah suai untuk rintangan perosak, toleransi herbisid atau kandungan nutrien lebih baik, dan enzim dijuruterakan untuk kegunaan dalam proses industri seperti detergen dan pengeluaran makanan. Setiap aplikasi bermula daripada teknik asas yang sama: mengenal pasti gen berguna, kemudian memindah dan mengekspresikannya dalam perumah baharu. Sebagai contoh, kapas Bt direka untuk menghasilkan toksin semula jadi yang melawan ulat perosak tertentu, menjadikannya salah satu tanaman terubah suai secara genetik yang paling banyak ditanam di dunia.

Bioteknologi ialah penggunaan organisma hidup, sel atau produknya yang lebih luas untuk tujuan praktikal, merangkumi proses tradisional seperti penapaian untuk roti dan yogurt bersama teknik moden seperti kejuruteraan genetik dan teknologi enzim yang digunakan pada skala industri. Oleh itu, kejuruteraan genetik boleh digambarkan sebagai satu cabang moden dalam bidang bioteknologi yang lebih luas, bukan subjek berasingan.

Faedah termasuk pengeluaran ubat seperti insulin dan vaksin yang lebih murah dan boleh dipercayai, hasil tanaman lebih tinggi dan lebih tahan yang menyokong keselamatan makanan, dan rawatan baharu untuk sesetengah penyakit genetik melalui pendekatan seperti terapi gen. Enzim industri yang dihasilkan melalui bioteknologi juga boleh menjadikan proses pembuatan lebih pantas dan menggunakan kurang tenaga.

Kebimbangan termasuk kesan jangka panjang tidak diketahui organisma terubah suai secara genetik terhadap kesihatan atau spesies lain dalam alam sekitar, akses tidak sama rata kepada teknologi baharu yang mahal antara negara kaya dan miskin, dan persoalan lebih luas tentang sejauh mana wajar mengubah benda hidup. Jawapan peperiksaan yang baik menamakan kebimbangan khusus, seperti gen yang dimasukkan merebak kepada saudara liar sesuatu tanaman, dan bukan menghuraikan kebimbangan itu secara umum.

Terapi gen merawat penyakit genetik dengan memasukkan salinan gen berfungsi ke dalam sel pesakit untuk menggantikan atau menyokong fungsi gen yang rosak. Ia menyasarkan sel atau tisu tertentu dan bukan seluruh badan, jadi ia tidak secara automatik mengubah setiap sel atau diwarisi oleh anak pesakit. Penyelidikan dalam bidang ini masih giat dijalankan, dan bilangan rawatan terapi gen yang diluluskan secara meluas kekal terhad berbanding kaedah perubatan konvensional.

Tanaman terubah suai secara genetik telah dimasukkan gen berguna, contohnya untuk rintangan perosak tertentu atau toleransi herbisid, atau kandungan nutrien lebih tinggi. Setiap tanaman GM diuji dan dikawal selia secara individu dan bukan dinilai sebagai selamat atau tidak selamat sebagai satu kategori.

Cap jari DNA membandingkan corak jujukan DNA berulang yang unik bagi setiap individu, selain kembar seiras, untuk mengenal pasti seseorang atau menentukan hubungan biologi. Ia tidak melibatkan pengubahan mana-mana gen, hanya membaca dan membandingkan corak yang sudah wujud. Saudara rapat berkongsi lebih banyak corak ini berbanding orang tidak berkaitan, dan itulah yang menjadikan teknik ini berguna untuk ujian bapa.

Pengklonan menghasilkan salinan organisma atau sel tertentu yang serupa dari segi genetik. Pengklonan pembiakan menghasilkan satu individu baharu sepenuhnya, seperti biri-biri Dolly, manakala pengklonan terapeutik bertujuan menghasilkan sel atau tisu sepadan untuk rawatan perubatan dan bukan organisma baharu. Oleh sebab klon berkongsi gen yang sama dengan yang asal, ia tidak semestinya berkongsi setiap ciri yang boleh dilihat, kerana persekitaran turut berperanan.