Het eerste bekende voorbeeld van mensen die zich bezighouden met de kunstmatige selectie van een organisme is de opkomst van Canis lupus familiaris
, of, zoals beter bekend, de hond. Ongeveer 32.000 jaar geleden leefden mensen in een gebied in Oost-Azië dat nu China is, in groepen jagers-verzamelaars. Wilde wolven volgden de mensengroepen en zochten op karkassen die jagers achterlieten.

Wetenschappers denken dat het hoogstwaarschijnlijk is dat mensen alleen de volgzame wolven toelieten die geen bedreiging vormden om te leven. Op deze manier begon het aftakken van honden van wolven door zelfselectie, omdat de individuen met de eigenschap die hen toestond om de aanwezigheid van mensen te tolereren de tamme metgezellen voor de jager-verzamelaars werden.

Uiteindelijk, mensen begonnen opzettelijk huisdieren te kweken en vervolgens generaties honden te fokken op gewenste eigenschappen, vooral volgzaamheid. Honden werden loyale en beschermende metgezellen voor mensen. Gedurende duizenden jaren hebben mensen ze selectief gefokt voor specifieke eigenschappen zoals vachtlengte en kleur, ooggrootte en snuitlengte, lichaamsgrootte, dispositie en meer.

De wilde wolven van Oost-Azië van 32.000 jaar geleden die zich splitsen off 32.000 jaar geleden in honden omvatten bijna 350 verschillende hondenrassen. Die vroege honden zijn het meest genetisch verwant aan de moderne honden die Chinese inheemse honden worden genoemd.
Andere oude vormen van genetische manipulatie

Kunstmatige selectie manifesteerde zich ook op andere manieren in oude menselijke culturen. Terwijl mensen zich in de richting van agrarische samenlevingen begaven, gebruikten ze kunstmatige selectie met een toenemend aantal planten- en diersoorten.

Ze tamten dieren door ze generatie na generatie te fokken, alleen de nakomelingen die de gewenste eigenschappen vertoonden, te paren. Deze eigenschappen hingen af van het doel van het dier. Moderne gedomesticeerde paarden worden bijvoorbeeld in veel culturen vaak gebruikt als transport en als roedeldieren, onderdeel van een groep dieren die gewoonlijk lastdieren worden genoemd.

Daarom eigenschappen die paardenfokkers zouden kunnen gebruiken hebben gezocht naar volgzaamheid en kracht, evenals robuustheid in kou of hitte, en een vermogen om in gevangenschap te fokken.

Oude samenlevingen gebruikten genetische manipulatie ook op andere manieren dan kunstmatige selectie. 6000 jaar geleden gebruikten Egyptenaren gist om brood te laten rijzen en gefermenteerde gist om wijn en bier te maken.
Moderne genetische manipulatie

Moderne genetische manipulatie gebeurt in een laboratorium in plaats van door selectieve veredeling, omdat genen worden gekopieerd en verplaatst van het ene stuk DNA naar het andere, of van de cel van het ene organisme naar het DNA van een ander organisme. Dit berust op een ring van DNA die een plasmide wordt genoemd.

Plasmiden zijn aanwezig in bacteriële en gistcellen en zijn gescheiden van chromosomen. Hoewel beide DNA bevatten, zijn plasmiden typisch niet nodig voor de cel om te overleven. Terwijl bacteriële chromosomen duizenden genen bevatten, bevatten plasmiden slechts zoveel genen als je op één hand zou tellen. Dit maakt ze veel eenvoudiger te manipuleren en te analyseren.

De ontdekking in de jaren 1960 van restrictie-endonucleasen
, ook bekend als restrictie-enzymen
, leidde tot een doorbraak in genbewerking . Deze enzymen knippen DNA op specifieke locaties in de keten van basenparen
.

Basenparen zijn de gebonden nucleotiden
die de DNA-streng vormen. Afhankelijk van de soort bacterie, zal het restrictie-enzym gespecialiseerd zijn in het herkennen en knippen van verschillende sequenties van basenparen.

Gerelateerde inhoud: De definitie van moleculaire biologie

Wetenschappers ontdekte dat ze in staat waren om de restrictie-enzymen te gebruiken om stukjes van de plasmideringen uit te snijden. Ze waren vervolgens in staat om DNA uit een andere bron te introduceren.

Een ander enzym genaamd DNA-ligase
hecht het vreemde DNA aan het oorspronkelijke plasmide in de lege ruimte achtergelaten door de ontbrekende DNA-sequentie. Het eindresultaat van dit proces is een plasmide met een vreemd gensegment, dat een vector wordt genoemd.

Als de DNA-bron een andere soort was, wordt het nieuwe plasmide genoemd recombinant DNA
, of een chimera
. Nadat het plasmide opnieuw in de bacteriecel is geïntroduceerd, worden de nieuwe genen tot expressie gebracht alsof de bacterie die genetische samenstelling altijd had gehad. Naarmate de bacterie repliceert en vermenigvuldigt, wordt het gen ook gekopieerd.
DNA van twee soorten combineren

Als het doel is het nieuwe DNA in de cel van een organisme te introduceren dat geen bacteriën is, verschillende technieken nodig. Een daarvan is een genenkanon
, dat zeer kleine deeltjes van zware metalen elementen bekleed met het recombinante DNA op planten- of dierlijk weefsel vernietigt.

Twee andere technieken vereisen het benutten van de kracht van infectieuze ziekteprocessen. Een bacteriestam genaamd Agrobacterium tumefaciens
infecteert planten, waardoor tumoren in de plant groeien. Wetenschappers verwijderen de ziekteverwekkende genen uit het plasmide dat verantwoordelijk is voor de tumoren, het Ti
, of tumor-inducerend plasmide genoemd. Ze vervangen deze genen door de genen die ze in de plant willen overbrengen, zodat de plant "geïnfecteerd" raakt met het gewenste DNA.

Gerelateerde inhoud: Celbiologie: een overzicht van prokaryotische en eukaryotische cellen

Virussen dringen vaak andere cellen binnen, van bacteriën tot menselijke cellen, en voegen hun eigen DNA in. Een virale vector
wordt door wetenschappers gebruikt om DNA over te dragen naar een planten- of dierencel. De ziekteverwekkende genen worden verwijderd en vervangen door de gewenste genen, waaronder mogelijk markergenen om aan te geven dat de overdracht heeft plaatsgevonden.
Moderne geschiedenis van genetische manipulatie

Het eerste exemplaar van moderne genetische modificatie was in 1973 , toen Herbert Boyer en Stanley Cohen een gen van de ene bacteriestam op de andere overzetten. Het gen codeerde voor antibioticaresistentie.

Het jaar daarop creëerden wetenschappers het eerste exemplaar van een genetisch gemodificeerd dier, toen Rudolf Jaenisch en Beatrice Mintz met succes vreemd DNA in muizenembryo's inbrachten.

Wetenschappers begonnen genetische manipulatie toepassen op een breed gebied van organismen, voor een groeiend aantal nieuwe technologieën. Ze ontwikkelden bijvoorbeeld planten met herbicideresistentie zodat boeren op onkruid konden spuiten zonder hun gewassen te beschadigen.

Ze veranderden ook voedsel, vooral groenten en fruit, zodat ze veel groter zouden worden en langer meegaan dan hun ongewijzigde. neven.
Het verband tussen genetische manipulatie en biotechnologie

Genetische manipulatie is de basis van de biotechnologie, aangezien de biotechnologie-industrie in algemene zin een enorm gebied is dat gebruik maakt van andere levende soorten voor mensen behoeften.

Je voorouders van duizenden jaren geleden die selectief honden of bepaalde gewassen fokten, maakten gebruik van biotechnologie. Ook moderne boeren en hondenfokkers zijn dat, net als elke bakkerij of wijnmakerij.

Gerelateerde inhoud: Contact opnemen met uw vertegenwoordiger over klimaatverandering

Industriële biotechnologie en brandstoffen

Industriële biotechnologie wordt gebruikt voor brandstofbronnen; hier komt de term 'biobrandstoffen' vandaan. Micro-organismen consumeren vetten en maken er ethanol van, wat een verbruikbare brandstofbron is.

Enzymen worden gebruikt om chemicaliën te produceren met minder afval en kosten dan traditionele methoden, of om productieprocessen op te ruimen door chemische bijproducten af te breken .
Medische biotechnologie en farmaceutische bedrijven

Van stamcelbehandelingen tot verbeterde bloedtesten tot een verscheidenheid aan geneesmiddelen, het gezicht van de gezondheidszorg is veranderd door biotechnologie. Medische biotechnologiebedrijven gebruiken microben om nieuwe medicijnen te maken, zoals monoklonale antilichamen
(deze medicijnen worden gebruikt voor de behandeling van verschillende aandoeningen, waaronder kanker), antibiotica, vaccins en hormonen.

Een belangrijke medische vooruitgang was de ontwikkeling van een proces om synthetische insuline te creëren met behulp van genetische manipulatie en microben. DNA voor menselijke insuline wordt ingebracht in bacteriën, die repliceren en groeien en de insuline produceren, totdat de insuline kan worden verzameld en gezuiverd.
Biotechnologie en terugslag

In 1991 gebruikte Ingo Potrykus agrarisch biotechnologisch onderzoek om een soort rijst die is verrijkt met bètacaroteen, die het lichaam omzet in vitamine A en ideaal is om te worden gekweekt in Aziatische landen, waar blindheid door vitamine A-tekort bij kinderen een bijzonder probleem is.

De miscommunicatie tussen de wetenschapsgemeenschap en het publiek hebben geleid tot grote controverse over genetisch gemodificeerde organismen of GGO's. Er was zoveel angst en verontwaardiging over een genetisch gemodificeerd voedingsproduct zoals Golden Rice, zoals het wordt genoemd, dat ondanks de planten klaar voor distributie aan Aziatische boeren in 1999, die distributie nog niet heeft plaatsgevonden.