Bioteknologi dan peranannya dalam kehidupan haiwan

Bioteknologiadalah proses menggunakan sistem hidup untuk mencipta organisma baharu atau mengubah suai yang sedia ada. Proses ini menggunakan sistem organisma sebagai sejenis templat untuk mencipta produk baharu atau mengubah suai produk dan teknologi sedia ada. Bioteknologi digunakan dalam pelbagai bidang seperti farmaseutikal, pertanian, dan pelbagai bidang biologi. Salah satu aplikasi bioteknologi yang paling biasa ialah penciptaan organisma diubah suai secara genetik atau singkatannya GMO.  

Dalam genetik, bioteknologi digunakan untuk memanipulasi DNA tumbuhan dan haiwan untuk menghasilkan hasil yang berbeza. Ini membawa kepada bentuk baharu spesies yang sedang dimanipulasi, seperti tanaman yang diubah suai untuk tahan terhadap racun herba dan tumbuhan asal yang tidak. Satu cara yang digunakan oleh bioteknologi untuk melakukan ini ialah dengan menggantikan urutan gen tertentu dalam DNA organisma, atau dengan menjadikannya gen tertentu dinyatakan lebih banyak atau tertekan. Sebagai contoh, gen untuk membuat tangkai tumbuhan boleh menjadi ekspresif, yang menjadi lebih aktif supaya tumbuhan yang diubah suai akan menumbuhkan tangkai yang lebih tebal.  

Proses yang sama ini juga digunakan untuk menjadikan organisma tahan terhadap penyakit yang berbeza. Pengubahsuaian gen boleh mengubah ekspresi gen supaya organisma membina pertahanan semula jadi terhadap dan tahan terhadap penyakit. Atau penyakit itu tidak boleh menjangkiti organisma pada mulanya. Pengubahsuaian gen biasanya digunakan dalam tumbuhan, tetapi juga mula digunakan lebih banyak pada haiwan. Menurut Pertubuhan Industri Bioteknologi, “Bioteknologi moden menyediakan produk dan teknologi terobosan untuk memerangi penyakit yang melemahkan dan jarang berlaku.” 

Kemungkinan Kehidupan Baru dan Kesannya Terhadap Pertanian 

Walaupun penggunaan bioteknologi ini tidak mewujudkan spesies organisma baharu, pembiakan populasi boleh menghasilkan variasi spesies baharu dari semasa ke semasa. Penciptaan variasi lain ini boleh mengambil masa beberapa generasi bergantung pada jenis keadaan dan persekitaran yang terdedah kepada penduduk. 

Spesies haiwan yang dipelihara di ladang dipantau dan dikawal dengan rapi serta disimpan dalam keadaan yang stabil. Peraturan ini boleh mempercepatkan masa yang diperlukan untuk spesies baru yang diubah suai untuk menguasai populasi.   

Akibatnya, haiwan yang dipelihara di ladang mempunyai kadar interaksi intraspesifik yang lebih tinggi. Spesies ini hanya boleh berinteraksi dengan ahli spesiesnya yang lain kerana kemungkinan timbulnya penyakit berjangkit (EID) lebih tinggi. Penyakit yang diubah suai untuk ditentang oleh organisma boleh mengambil alih seluruh populasi, meningkatkan peluang pembiakan yang berjaya dan pengangkutan lanjut pengubahsuaian. Ini bermakna spesies yang diubah suai akan menjadi tahan terhadap penyakit dan seterusnya menghasilkan produk yang lebih berkualiti.   

Sistem Kawalan Penyakit dalam Spesies Haiwan 

Bioteknologi itu sendiri tidak selalu cukup untuk mengawal penyakit pada haiwan. Kadangkala, sistem lain perlu disediakan untuk membantu pengubahsuaian. Sistem kawalan penyakit bersama-sama dengan pengubahsuaian gen boleh meningkatkan keberkesanan keseluruhan sejauh mana spesies itu menentang penyakit.  

Sistem kawalan penyakit yang berbeza termasuk tindakan pencegahan, ini biasanya menjadi barisan pertahanan pertama. Dengan tindakan pencegahan, matlamatnya adalah untuk menghentikan masalah sebelum ia bermula seperti benteng yang digunakan dalam kawalan banjir. Satu lagi bentuk sistem kawalan ialah kawalan vektor arthropod. Banyak penyakit disebabkan oleh pelbagai perosak dan serangga yang bertindak sebagai penghantar penyakit; bagaimanapun, spesies ini juga boleh diubah suai supaya mereka tidak lagi menularkan penyakit ini.  kajian baru-baru yang dilakukan terhadap interaksi hidupan liar telah menunjukkan bahawa "80% daripada patogen haiwan yang berkaitan yang terdapat di Amerika Syarikat mempunyai komponen hidupan liar yang berpotensi." Jadi mengawal cara hidupan liar menghantar penyakit boleh mengurangkan penyakit dalam haiwan ternakan. 

Bentuk umum sistem kawalan yang lain termasuk tuan rumah dan kawalan populasi, yang kebanyakannya dilakukan dengan memusnahkan ahli populasi yang dijangkiti atau dengan mengasingkan ahli populasi yang telah diubah suai. Jika ahli yang telah diubah suai disingkirkan, mereka mungkin mempunyai peluang yang lebih baik untuk melahirkan anak dengan individu lain yang diubah suai dalam populasi. Lama kelamaan, ini akan menghasilkan versi spesies tahan penyakit baharu.  

Vaksinasi dan terapi gen juga merupakan bentuk biasa sistem kawalan. Memandangkan lebih banyak spesies divaksin dengan bentuk virus yang dilemahkan, spesies itu membina imuniti. Selain itu, jika gen organisma dimanipulasi, organisma boleh menjadi tahan terhadap penyakit itu. Kawalan ini boleh digunakan dengan kawalan perumah dan populasi untuk meningkatkan lagi daya tahan populasi terhadap sesuatu penyakit. 

Kesemua amalan ini digunakan dalam pertanian dan pengeluaran makanan dengan sistem bioteknologi. Manipulasi spesies haiwan menjadi tahan penyakit masih merupakan sains yang agak baharu, bermakna penghijrahan spesies menjadi tahan penyakit sepenuhnya atau kebal belum diselidiki atau didokumenkan sepenuhnya. 

Semasa kami mempelajari lebih lanjut tentang manipulasi bioteknikal dan genetik, kami meningkatkan keupayaan kami untuk menternak haiwan yang lebih sihat, untuk menghasilkan makanan yang lebih selamat untuk pengeluaran dan kami mengurangkan penyebaran penyakit.  

Mencipta Ketahanan Penyakit dengan Pemilihan Genetik 

Ahli populasi yang menunjukkan keupayaan semula jadi untuk menentang penyakit boleh dipilih secara selektif jadi lebih ramai ahli spesies juga boleh mempamerkan ciri-ciri tersebut. Ini boleh, seterusnya, digunakan dengan pemusnahan supaya ahli tersebut tidak terus terdedah kepada faktor lain dan boleh menghasilkan anak dengan lebih mudah. Pemilihan genetik jenis ini bergantung pada rintangan sebagai sebahagian daripada solekan genetik haiwan.  

Jika haiwan itu terdedah kepada virus dan membina imuniti melalui sistem imunnya, ada kemungkinan rintangan ini tidak akan diturunkan. Ini disebabkan oleh rawak gen biasa semasa pembiakan. Dalam Penyelidikan Eenennaam dan Pohlmeier, mereka menyatakan, "Melalui pemilihan genetik, pengeluar ternakan boleh memilih variasi genetik tertentu yang telah dikaitkan dengan ketahanan penyakit." 

Mencipta Ketahanan Penyakit dengan Pengubahsuaian Genetik 

Ahli populasi boleh disuntik dengan urutan gen tertentu yang menghasilkan ketahanan terhadap penyakit tertentu. Urutan gen sama ada menggantikan urutan gen tertentu dalam individu atau menjadikannya urutan tertentu menjadi diaktifkan atau dinyahaktifkan. 

Sesetengah ujian yang telah dilakukan termasuk rintangan mastitis pada lembu. Lembu disuntik dengan gen lysostaphin, yang membawa kepada pengaktifan jujukan gen dan meningkatkan daya tahan terhadap mastitis pada lembu. Ini adalah contoh ekspresi berlebihan transgen, bermakna ia boleh diberikan kepada keseluruhan spesies kerana jujukan gen itu melekat pada bahagian DNA yang sama untuk spesies tersebut. DNA daripada ahli berlainan spesies yang sama akan berbeza sedikit, jadi adalah penting untuk mengetahui bahawa gen lisostaphin akan berfungsi untuk keseluruhan spesies dan bukan hanya satu ahli.  

Ujian lain termasuk penindasan patogen jangkitan dalam pelbagai spesies. Dalam kes ini, spesies akan disuntik dengan urutan virus RNA. Urutan itu akan memasukkan dirinya ke dalam RNA haiwan. Apabila RNA itu ditranskripsi untuk mencipta protein tertentu, gen baru yang dimasukkan kini akan dinyatakan.  

Kesan Bioteknologi Terhadap Pertanian Moden 

Walaupun tindakan memanipulasi haiwan untuk mendapatkan hasil yang kita inginkan dan kawalan penyakit bukanlah perkara baru bagi kita, sains di sebalik bagaimana kita melakukan ini telah berkembang secara drastik. Dengan pengetahuan kita tentang cara genetik berfungsi, keupayaan kita untuk memanipulasi gen untuk menghasilkan keputusan baharu dan dengan pemahaman kita tentang penyakit, kita boleh mencapai tahap pertanian dan pengeluaran makanan baharu. 

Menggunakan gabungan sistem kawalan penyakit dan bioteknologi untuk mengubah suai spesies haiwan dalam masa boleh membawa kepada versi baharu yang tahan atau kebal terhadap penyakit tertentu. Apabila ahli populasi tahan penyakit membiak, keturunan mereka juga akan mempunyai gen tahan penyakit dalam DNA mereka.  

Haiwan yang tahan penyakit akan hidup lebih sihat dan lebih baik, tidak perlu mendapatkan imunisasi untuk penyakit tertentu, dan akan menghasilkan produk yang lebih berkualiti untuk dimakan. Dari segi analisis kos-faedah, menjadi tahan penyakit adalah sangat berfaedah kerana lebih sedikit wang yang akan digunakan untuk pemeliharaan haiwan dan produk daripada haiwan tersebut akan lebih berkualiti. Haiwan yang tahan penyakit juga akan menghentikan penularan penyakit bawaan makanan antara haiwan dan kepada manusia.