Công nghệ gen là gì? Ứng dụng của công nghệ gen trong sản xuất và đời sống như thế nào? Tất cả sẽ có câu trả lời qua bài viết dưới đây nhé.
Công nghệ gen là gì?
Công nghệ gen (còn được gọi là kỹ thuật di truyền hoặc di truyền sửa đổi) là một tập hợp các kỹ thuật cơ bản để thực hiện thay đổi cấu trúc và chức năng của gen – đơn vị di truyền cơ bản trong các tế bào của tất cả các cuộc sống sinh vật.
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, có một lượng lớn sự chồng chéo giữa 2 khái niệm là “công nghệ gen” (gene technology) và “sinh học tổng hợp” (synthetic biology).
Công nghệ sinh học truyền thống đã được phát triển và ứng dụng trong nhiều thế kỷ. Chúng ta đã sử dụng các kỹ thuật lai tạo đơn thuần để tạo ra các giống cây trồng mới, giống vật nuôi mới. Chúng ta cũng đã cải biến nấm men Saccharomyces cerevisiae để làm bia và bánh mì.
Xem thêm: Công nghệ đám mây là gì
Công nghệ gen là một nhánh của công nghệ sinh học cho phép trực tiếp sửa đổi hoặc loại bỏ một gen, hoặc sự chuyển gen từ một loài cho loài khác. Khi thực vật, động vật và các sinh vật khác được thay đổi bằng cách sử dụng công nghệ gen, những sinh vật mới được tạo ra sẽ xếp vào nhóm sinh vật biến đổi gen (GMO).
Quá trình sửa đổi gen bao gồm việc cho-nhận một hay nhiều gen từ sinh vật này tới sinh vật khác, quá trình này được gọi là chuyển gen.
Ứng dụng công nghệ gen trong sản xuất và đời sống
Trong sản xuất và đời sống, kĩ thuật gen được ứng dụng trong các lĩnh vực chính như sau :
Tạo ra các chủng vi sinh vật mới
Kĩ thuật gen được ứng dụng để tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm sinh học (axit amin, vitamin, enzim, prôtêin, hoocmôn, kháng sinh…) với số lượng lớn và giá thành rẻ.
Như ta đã biết, tế bào nhận được dùng phố biến hiện nay là E. coli (vi khuẩn đường ruột) và nấm men. Chúng có ưu điểm là để nuôi cấy và có khá năng sinh sản rất nhanh, dẫn đến tăng nhanh số bản sao của gen được chuyển. Tế bào E. coli sau 30 phút lại nhân đôi. Sau 12 giờ, một tê bào ban đầu sẽ sinh ra 16 triệu tê bào.
Những điều nêu trên giúp ta hiểu rõ tại sao dùng chủng E. coli được cấy gen mã hoá hoocmôn insulin ở người trong sản xuất thì giá thành insulin để chữa bệnh đái tháo đường rẻ hơn hàng vạn lần so với trước đây phải tách chiết từ mô động vật. Tương tự như vậy, người ta đã sử dụng vi khuẩn E. coli được chuyển gen từ xạ khuẩn để nâng cao hiệu quả sản xuất các chất kháng sinh.
Tạo giống cây trồng biến đổi gen
Trên thế giới, bằng kĩ thuật gen người ta đã đưa nhiều gen quy định nhiều đặc điểm quý như năng suất và hàm lượng dinh dưỡng cao, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ dại và chịu được các điểu kiện bất lợi, tăng thời hạn bảo quản,… vào cây trồng.
Xem thêm: Công nghệ ar là gì?
Người ta đã chuyển được gen quy định tổng hợp vào tế bào cây lúa và tạo ra giống lúa giàu vitamin A góp phần cải thiện tình trạng thiếu vitamin A của hơn 100 triệu trẻ em trên thế giới; khắc phục tình trạng thiếu sắt và thiếu máu ở người; chuyển được gen từ một giống đậu của Pháp vào tế bào cây lúa làm tăng hàm lượng sắt trong gạo lên 3 lần.
Ở Anh, gen tạo chất flavônol chống bệnh ung thư và bệnh tim mạch từ thuốc lá cảnh (Petunia hybrida) đã được cấy vào cà chua; chuyển gen kháng sâu từ đậu tương dại vào đậu tương trồng và ngô, chuyển gen kháng được nhiều loại thuốc diệt cỏ từ thuốc lá cảnh vào cây đậu tương, chuyển gen kháng virut gây thối củ vào khoai tây…
Tạo động vật biến đổi gen
Thành tựu chuyển gen vào động vật còn rất hạn chế vì các hiệu quả phụ do gen được chuyển gây ra ở động vật biến đổi gen.
Trên thế giới, người ta đã chuyển gen sinh trường ở bò vào lợn, giúp cho hiệu quả tiêu thụ thức ăn cao hơn, hàm lượng mỡ ít hơn lợn bình thường. Đã chuyển được gen xác định mùi sữa ở người vào tế bào phôi bò cái làm cho sữa bò có mùi sữa nguời và dễ tiêu hoá để trẻ trong vòng 6 tháng tuổi có thể dùng được loại sữa này. Đã chuyển được gen tổng hợp hoocmôn sinh trưởng và gen chịu lạnh từ cá Bắc Cực vào cá hồi và cá chép.
Ở Việt Nam, đã chuyển được gen tổng hợp hoocmôn sinh trưởng ở người vào cá trạch. Đến nay, động vật biến đổi gen chủ yếu dùng trong nghiên cứu sự biểu hiện của một số gen và sản xuất thử nghiệm một số prôtêin có giá trị cao.
Với những thông tin mà chúng tôi cung cấp ở trên hy vọng các bạn đã hiểu hơn về công nghệ gen cũng như những ứng dụng của công nghệ gen trong nông nghiệp và đời sống. Chúc các bạn thành công.
