Biotechnológia a jej úloha v živote zvierat

Biotechnológiaje proces využívania živých systémov na vytvorenie nových organizmov alebo na úpravu existujúcich organizmov. Tento proces využíva systém organizmu ako akási šablóna na vytváranie nových produktov alebo na úpravu existujúcich produktov a technológií. Biotechnológia sa používa v rôznych oblastiach, ako je farmácia, poľnohospodárstvo a viaceré biologické oblasti. Jednou z najbežnejších aplikácií biotechnológie je vytváranie geneticky modifikovaných organizmov alebo v skratke GMO.  

V genetike sa biotechnológia používa na manipuláciu s DNA rastlín a zvierat, aby sa dosiahli rôzne výsledky. To vedie k novým formám druhov, s ktorými sa manipuluje, ako je napríklad plodina, ktorá je upravená tak, aby bola odolná voči herbicídom, a pôvodná rastlina, ktorá nie je odolná. Jedným zo spôsobov, ako to biotechnológia robí, je nahradenie určitých génových sekvencií v DNA organizmu alebo tak, že sa určité gény viac exprimujú alebo znížia. Napríklad gén na výrobu stonky rastliny môže byť expresívny, ktorý sa stane aktívnejším, takže z modifikovanej rastliny vyrastie hrubšia stonka.  

Rovnaký proces sa tiež používa na výrobu organizmov odolných voči rôznym chorobám. Modifikácia génov by mohla zmeniť génovú expresiu, takže organizmus si vytvorí prirodzenú obranu proti chorobe a je voči nej odolný. Alebo choroba v prvom rade nemôže infikovať organizmus. Génová modifikácia sa bežne používa v rastlinách, ale začína sa viac používať aj na zvieratách. Podľa Organizácie biotechnologického priemyslu „Moderná biotechnológia poskytuje prelomové produkty a technológie na boj proti oslabujúcim a zriedkavým chorobám. 

Možnosť nového života a jeho vplyv na farmárčenie 

Aj keď toto použitie biotechnológie nevytvára nový druh organizmu, rozmnožovanie populácie môže časom viesť k novej variácii druhov. Toto vytvorenie ďalšej variácie môže trvať generácie v závislosti od druhu podmienok a prostredia, ktorým je obyvateľstvo vystavené. 

Druhy zvierat, ktoré sa chovajú na farmách, sú dôkladne monitorované a regulované a držané v stabilných podmienkach. Toto nariadenie by mohlo urýchliť čas potrebný na to, aby nový modifikovaný druh ovládol populáciu.   

V dôsledku toho majú zvieratá chované na farmách vyššiu mieru vnútrodruhových interakcií. Tento druh môže interagovať iba s inými členmi svojho druhu, pretože existuje možnosť vzniku infekčnej choroby (EID) je vyššia. Ochorenie, ktorému je organizmus upravený tak, aby odolal, môže zaujať zvyšok populácie, čím sa zvýši šanca na úspešné rozmnoženie a ďalší transport modifikácie. To znamená, že modifikované druhy sa stanú odolnými voči chorobe, čím sa vytvorí produkt vyššej kvality.   

Systémy kontroly chorôb u živočíšnych druhov 

Samotná biotechnológia nie je vždy dostatočná na kontrolu chorôb zvierat. Príležitostne musia byť zavedené iné systémy na pomoc pri úpravách. Systémy kontroly chorôb v spojení s modifikáciou génov môžu zvýšiť celkovú účinnosť toho, ako dobre daný druh odoláva chorobe.  

Rôzne systémy kontroly chorôb zahŕňajú preventívne opatrenia, zvyčajne ide o prvú líniu obrany. Cieľom preventívnych opatrení je zastaviť problém skôr, ako sa začne, ako keď sa hrádze používajú pri kontrole povodní. Ďalšou formou riadiacich systémov je vektorové riadenie článkonožcov. Mnoho chorôb je spôsobených rôznymi škodcami a hmyzom, ktorí pôsobia ako prenášače choroby; tieto druhy však môžu byť tiež upravené tak, aby už neprenášali chorobu.  Posledné štúdie uskutočnené na interakciách s divou zverou ukázali, že „80 % relevantných živočíšnych patogénov prítomných v Spojených štátoch amerických má potenciálnu zložku voľne žijúcich živočíchov“. Takže kontrola toho, ako divoká zver prenáša choroby, môže znížiť choroby u hospodárskych zvierat. 

Medzi ďalšie bežné formy riadiacich systémov patrí kontrola hostiteľa a populácie, čo sa väčšinou robí usmrtením členov infikovanej populácie alebo oddelením členov populácie, ktorí boli modifikovaní. Ak sú členovia, ktorí boli modifikovaní, zabití, môžu mať väčšiu šancu na splodenie s inými modifikovanými jedincami populácie. Časom to povedie k novej verzii druhu odolnej voči chorobám.  

Očkovanie a génová terapia sú tiež bežné formy kontrolného systému. Keďže viac druhov je očkovaných oslabenou formou vírusu, druh si buduje imunitu. Navyše, ak sú gény organizmu manipulované, organizmus sa môže stať odolným voči tejto chorobe. Táto kontrola sa môže použiť s kontrolou hostiteľa a populácie na ďalšie zvýšenie odolnosti populácie voči chorobe. 

Všetky tieto postupy sa používajú v poľnohospodárstve a výrobe potravín s biotechnologickými systémami. Manipulácia živočíšnych druhov, aby boli odolné voči chorobám, je stále relatívne nová veda, čo znamená, že migrácia druhov, aby sa stali úplne odolnými voči chorobám alebo imúnnym, nebola úplne preskúmaná ani zdokumentovaná. 

Keď sa dozvieme viac o biotechnickej a genetickej manipulácii, zvyšujeme našu schopnosť chovať zdravšie zvieratá, produkovať bezpečnejšie potraviny na výrobu a znižujeme šírenie chorôb.  

Vytváranie odolnosti voči chorobám pomocou genetického výberu 

Členovia populácie, ktorí vykazujú prirodzenú schopnosť odolávať chorobe, môžu byť selektívne chované takže tieto vlastnosti môže vykazovať aj viac členov druhu. To sa zase môže použiť pri utratení, takže títo členovia nie sú neustále vystavení iným faktorom a môžu ľahšie produkovať potomstvo. Tento typ genetického výberu sa spolieha na to, že odolnosť je súčasťou genetickej výbavy zvieraťa.  

Ak je zviera vystavené vírusu a buduje si imunitu prostredníctvom svojho imunitného systému, existuje šanca, že táto rezistencia neprejde. Je to spôsobené normálnou génovou randomizáciou počas plodenia. In Eenennaamov a Pohlmeierov výskumUvádzajú: „Prostredníctvom genetickej selekcie môžu chovatelia hospodárskych zvierat selektovať určité genetické variácie, ktoré sú spojené s odolnosťou voči chorobám. 

Vytváranie odolnosti voči chorobám pomocou genetickej modifikácie 

Členovia populácie môžu byť naočkovaní špecifickou génovou sekvenciou, ktorá vedie k rezistencii voči špecifickému ochoreniu. Génová sekvencia buď nahrádza špecifickú génovú sekvenciu u jednotlivca, alebo ju robí tak, že sa špecifická sekvencia aktivuje alebo deaktivuje. 

Niečo testy, ktoré boli vykonané zahŕňajú rezistenciu voči mastitíde u kráv. Kravy sú naočkované génom pre lyzostafín, čo vedie k aktivácii génovej sekvencie a zvyšuje odolnosť kravy voči mastitíde. Toto je príklad nadmernej expresie transgénu, čo znamená, že môže byť podaná celému druhu, pretože génová sekvencia sa pripojí k časti DNA, ktorá je pre daný druh rovnaká. DNA z rôznych členov rovnakého druhu sa bude mierne líšiť, takže je dôležité vedieť, že gén pre lyzostafín bude fungovať pre celý druh a nielen pre jedného člena.  

Iné testy zahŕňajú potlačenie infekčných patogénov u rôznych druhov. V tomto prípade bude druh naočkovaný sekvenciou vírusu RNA. Táto sekvencia sa vloží do RNA zvierat. Keď sa táto RNA prepíše, aby sa vytvorili určité proteíny, nový gén, ktorý bol vložený, bude teraz exprimovaný.  

Vplyv biotechnológie na moderné poľnohospodárstvo 

Aj keď manipulácia so zvieratami na dosiahnutie požadovaných výsledkov a kontrola chorôb nie sú pre nás nové, veda, ktorá stojí za tým, ako to robíme, drasticky pokročila. S našimi znalosťami o tom, ako funguje genetika, našou schopnosťou manipulovať s génmi tak, aby produkovali nové výsledky, a s naším chápaním chorôb môžeme dosiahnuť novú úroveň poľnohospodárstva a produkcie potravín. 

Použitie kombinácie systémov kontroly chorôb a biotechnológie na včasnú úpravu druhov zvierat môže viesť k novej verzii, ktorá je odolná alebo dokonca imúnna voči určitej chorobe. Keď sa členovia populácie odolnej voči chorobám rozmnožujú, ich potomstvo bude mať vo svojej DNA gény odolné voči chorobám.  

Zvieratá, ktoré sú odolné voči chorobám, budú žiť zdravšie a lepšie, nebudú sa musieť očkovať na určité choroby a budú produkovať kvalitnejšie produkty na konzumáciu. Pokiaľ ide o analýzu nákladov a prínosov, odolnosť voči chorobám je veľmi výhodná, pretože na údržbu zvierat pôjde menej peňazí a produkty z týchto zvierat budú v lepšej kvalite. Zvieratá odolné voči chorobám tiež zastavia prenos chorôb prenášaných potravinami medzi zvieratami a na ľudí.