Biotehnoloģija un tās loma dzīvnieku dzīvē

BiotehnoloģijaTas ir dzīvu sistēmu izmantošanas process, lai radītu jaunus organismus vai pārveidotu esošos. Šajā procesā tiek izmantots organisma sistēma kā sava veida veidni jaunu produktu radīšanai vai esošo produktu un tehnoloģiju modificēšanai. Biotehnoloģija tiek izmantota dažādās jomās, piemēram, farmācijā, lauksaimniecībā un vairākās bioloģiskajās jomās. Viens no visizplatītākajiem biotehnoloģijas pielietojumiem ir ģenētiski modificētu organismu jeb saīsināti ĢMO radīšana.  

Ģenētikā biotehnoloģiju izmanto, lai manipulētu ar augu un dzīvnieku DNS, lai iegūtu dažādus rezultātus. Tas noved pie jaunām sugas formām, ar kurām tiek manipulēts, piemēram, kultūru, kas ir pārveidota, lai tā būtu izturīga pret herbicīdiem, un sākotnējā auga, kas nav izturīga. Viens no veidiem, kā biotehnoloģijas to izmanto, ir aizvietot noteiktas gēnu sekvences organisma DNS vai panākot, ka noteikti gēni tiek izteiktāki vai nomākti. Piemēram, gēns auga kātiņa veidošanai var būt izteiksmīgs, kas kļūst aktīvāks, līdz ar to modificētajam augam izaugs resnāks kātiņš.  

Šo pašu procesu izmanto arī, lai padarītu organismus izturīgus pret dažādām slimībām. Gēnu modifikācijas var mainīt gēnu ekspresiju, tādējādi organisms veido dabisku aizsardzību pret slimību un ir izturīgs pret to. Vai arī slimība vispirms nevar inficēt organismu. Gēnu modifikācijas parasti izmanto augos, taču to sāk vairāk izmantot arī dzīvniekiem. Saskaņā ar Biotehnoloģijas nozares organizācijas datiem, "Mūsdienu biotehnoloģija nodrošina revolucionārus produktus un tehnoloģijas, lai cīnītos pret novājinošām un retām slimībām. 

Jaunas dzīves iespēja un tās ietekme uz lauksaimniecību 

Lai gan šī biotehnoloģijas izmantošana nerada jaunas organismu sugas, populācijas vairošanās laika gaitā var izraisīt jaunas sugu variācijas. Šādas citas variācijas izveide var ilgt vairākas paaudzes atkarībā no apstākļiem un vides, kam iedzīvotāji ir pakļauti. 

Dzīvnieku sugas, kas tiek turētas fermās, tiek rūpīgi uzraudzītas un regulētas, un tiek turētas stabilos apstākļos. Šī regula varētu paātrināt laiku, kas nepieciešams, lai jaunās modificētās sugas dominētu populācijā.   

Līdz ar to dzīvniekiem, kas tiek turēti fermās, ir lielāks savstarpējās mijiedarbības līmenis. Suga var mijiedarboties tikai ar citiem savas sugas pārstāvjiem, jo ​​pastāv iespējamas infekcijas slimības (EID) ir augstāks. Slimība, kurai organisms ir modificēts pretoties, var pārņemt pārējo populāciju, palielinot veiksmīgas vairošanās un modifikācijas tālākas transportēšanas iespējas. Tas nozīmē, ka modificētās sugas kļūs izturīgas pret slimību, tādējādi radot augstākas kvalitātes produktu.   

Slimību kontroles sistēmas dzīvnieku sugās 

Ar biotehnoloģiju pati par sevi ne vienmēr ir pietiekama, lai kontrolētu dzīvnieku slimības. Reizēm, lai palīdzētu veikt izmaiņas, ir jāievieš citas sistēmas. Slimību kontroles sistēmas kopā ar gēnu modifikācijām var palielināt vispārējo efektivitāti, cik labi suga pretojas slimībām.  

Dažādas slimību kontroles sistēmas ietver preventīvas darbības, kas parasti ir pirmā aizsardzības līnija. Veicot preventīvas darbības, mērķis ir apturēt problēmu, pirms tā sākusies, piemēram, plūdu kontrolei tiek izmantoti aizsprosti. Vēl viens kontroles sistēmu veids ir posmkāju vektora kontrole. Daudzas slimības izraisa dažādi kaitēkļi un kukaiņi, kas darbojas kā slimības pārnēsātāji; tomēr šīs sugas var arī pārveidot, lai tās vairs nepārnēsātu slimību.  Nesenie pētījumi Pētījumi par savvaļas dzīvnieku mijiedarbību ir parādījuši, ka "80% no attiecīgajiem dzīvnieku patogēniem, kas atrodas Amerikas Savienotajās Valstīs, ir potenciāli savvaļas dzīvnieku komponenti." Tātad, kontrolējot to, kā savvaļas dzīvnieki pārnēsā slimības, var samazināt lauksaimniecības dzīvnieku slimības. 

Citas izplatītas kontroles sistēmu formas ietver saimnieka un populācijas kontrole, ko galvenokārt veic, izkaujot inficētās populācijas locekļus vai atdalot modificētos populācijas locekļus. Ja modificētie locekļi tiek iznīcināti, viņiem var būt lielākas iespējas vairoties kopā ar citiem modificētiem populācijas indivīdiem. Ar laiku tas radīs jaunu sugas versiju, kas ir izturīga pret slimībām.  

Vakcinācija un gēnu terapija ir arī izplatītas kontroles sistēmas formas. Tā kā lielāka daļa sugu tiek vakcinēta ar novājinātu vīrusa formu, suga veido imunitāti. Turklāt, ja tiek manipulēts ar organisma gēniem, organisms var kļūt rezistents pret šo slimību. Šo kontroli var izmantot kopā ar saimniekorganisma un populācijas kontroli, lai vēl vairāk palielinātu populācijas izturību pret slimību. 

Visas šīs metodes tiek izmantotas lauksaimniecībā un pārtikas ražošanā ar biotehnoloģiju sistēmām. Manipulācijas ar dzīvnieku sugām, lai tās būtu izturīgas pret slimībām, joprojām ir salīdzinoši jauna zinātne, kas nozīmē, ka sugas migrācija, lai kļūtu pilnīgi izturīga pret slimībām vai imūna, nav pilnībā izpētīta vai dokumentēta. 

Uzzinot vairāk par biotehniskajām un ģenētiskajām manipulācijām, mēs palielinām savas iespējas audzēt veselīgākus dzīvniekus, ražot vairāk nekaitīgas pārtikas ražošanai un samazinām slimību izplatību.  

Slimību rezistences veidošana ar ģenētisko atlasi 

Var būt tādas populācijas pārstāvji, kuriem ir dabiska spēja pretoties slimībai selektīvi audzēti tāpēc šīs pazīmes var parādīt arī lielākam skaitam sugas pārstāvju. To savukārt var izmantot izkaušanai, lai šie locekļi netiktu pastāvīgi pakļauti citiem faktoriem un varētu vieglāk radīt pēcnācējus. Šāda veida ģenētiskā atlase ir atkarīga no rezistences, kas ir daļa no dzīvnieka ģenētiskās uzbūves.  

Ja dzīvnieks ir pakļauts vīrusam un ar imūnsistēmas palīdzību veido imunitāti, pastāv iespēja, ka šī rezistence netiks nodota tālāk. Tas ir saistīts ar normālu gēnu randomizāciju vairošanās laikā. In Enennaam un Pohlmeier pētījumsViņi norāda: "Izmantojot ģenētisko atlasi, lopkopji var atlasīt noteiktas ģenētiskas variācijas, kas ir saistītas ar slimību rezistenci." 

Slimību rezistences veidošana ar ģenētisko modifikāciju 

Populācijas locekļus var inokulēt ar noteiktu gēnu secību, kas rada rezistenci pret konkrētu slimību. Gēnu sekvence vai nu aizstāj konkrētu gēnu secību indivīdā, vai arī padara to tā, ka konkrēta secība tiek aktivizēta vai deaktivizēta. 

Dažas veiktie testi ietver govju rezistenci pret mastītu. Govis tiek inokulētas ar lizostafīna gēnu, kas izraisa gēnu sekvences aktivizāciju un palielina govs rezistenci pret mastītu. Šis ir transgēnu pārmērīgas ekspresijas piemērs, kas nozīmē, ka to var piešķirt visai sugai, jo gēnu secība pievienojas DNS daļai, kas ir vienāda ar šo sugu. DNS no dažādiem vienas sugas locekļiem nedaudz atšķirsies, tāpēc ir svarīgi zināt, ka lizostafīna gēns darbosies visai sugai, nevis tikai vienam loceklim.  

Citi testi ietver infekcijas patogēnu nomākšanu dažādās sugās. Šajā gadījumā sugas tiks inokulētas ar vīrusa secību RNS. Šī secība iekļausies dzīvnieku RNS. Kad šī RNS tiek transkribēta, lai izveidotu noteiktas olbaltumvielas, tagad tiks ekspresēts jaunais ievietotais gēns.  

Biotehnoloģijas ietekme uz mūsdienu lauksaimniecību 

Lai gan manipulācijas ar dzīvniekiem, lai iegūtu vēlamos rezultātus, un slimību kontrole mums nav nekas jauns, zinātne, kas nosaka, kā mēs to darām, ir krasi attīstījusies. Ar mūsu zināšanām par to, kā darbojas ģenētika, mūsu spēju manipulēt ar gēniem, lai radītu jaunus rezultātus, un ar mūsu izpratni par slimībām, mēs varam sasniegt jaunus lauksaimniecības un pārtikas ražošanas līmeņus. 

Izmantojot slimību kontroles sistēmu un biotehnoloģiju kombināciju, lai savlaicīgi pārveidotu dzīvnieku sugas, var tikt izveidota jauna versija, kas ir izturīga vai pat imūna pret noteiktu slimību. Kad slimību rezistentas populācijas locekļi vairojas, viņu pēcnācēju DNS būs arī slimību rezistentie gēni.  

Dzīvnieki, kas ir izturīgi pret slimībām, dzīvos veselīgāk un labāk, viņiem nebūs jāveic vakcinācija pret noteiktām slimībām un tie ražos labākas kvalitātes produktus patēriņam. Runājot par izmaksu un ieguvumu analīzi, izturēt pret slimībām ir ļoti izdevīgi, jo mazāk naudas tiks novirzīts dzīvnieku uzturēšanai un no šiem dzīvniekiem iegūtie produkti būs kvalitatīvāki. Slimībām izturīgi dzīvnieki arī apturēs pārtikas izraisītu slimību pārnešanu starp dzīvniekiem un cilvēkiem.