Biotehnologija in njena vloga v življenju živali

Biotehnologijaje proces uporabe živih sistemov za ustvarjanje novih organizmov ali spreminjanje obstoječih. Ta postopek uporablja sistem organizma kot nekakšna predloga za ustvarjanje novih izdelkov ali spreminjanje obstoječih izdelkov in tehnologij. Biotehnologija se uporablja na različnih področjih, kot so farmacija, kmetijstvo in več bioloških področij. Ena najpogostejših aplikacij biotehnologije je ustvarjanje gensko spremenjenih organizmov ali na kratko GSO.  

V genetiki se biotehnologija uporablja za manipulacijo DNK rastlin in živali za ustvarjanje različnih rezultatov. To vodi do novih oblik vrst, s katerimi se manipulira, kot je pridelek, ki je spremenjen tako, da je odporen na herbicide, in izvirna rastlina, ki ni. Eden od načinov, kako to počne biotehnologija, je zamenjava določenih genskih zaporedij v DNK organizma ali omogočanje, da se nekateri geni izražajo več ali zmanjšajo. Na primer, gen za izdelavo stebla rastline je lahko ekspresiven, ki postane bolj aktiven, tako da bo spremenjena rastlina zrasla debelejše steblo.  

Isti postopek se uporablja tudi za izdelavo organizmov, odpornih na različne bolezni. Sprememba genov bi lahko spremenila izražanje genov, tako da organizem zgradi naravno obrambo proti bolezni in je odporen nanjo. Ali pa bolezen sploh ne more okužiti organizma. Genska modifikacija se običajno uporablja pri rastlinah, vendar se vse bolj začenja uporabljati tudi pri živalih. Glede na Organizacijo biotehnološke industrije, "Sodobna biotehnologija zagotavlja prelomne izdelke in tehnologije za boj proti izčrpavajočim in redkim boleznim.« 

Možnost novega življenja in njen vpliv na kmetovanje 

Čeprav ta uporaba biotehnologije ne ustvari nove vrste organizmov, lahko razmnoževanje populacije sčasoma povzroči nove različice vrst. To ustvarjanje druge različice lahko traja več generacij, odvisno od vrste pogojev in okolja, ki jim je prebivalstvo izpostavljeno. 

Živalske vrste, ki se gojijo na kmetijah, so skrbno nadzorovane in regulirane ter v hlevskih razmerah. Ta uredba bi lahko pospešila čas, ki je potreben, da nove spremenjene vrste prevladajo nad populacijo.   

Posledično imajo živali, ki se gojijo na kmetijah, večjo stopnjo intraspecifičnih interakcij. Vrsta lahko komunicira le z drugimi člani svoje vrste, ker obstaja možnost pojava nalezljive bolezni (EID) je višji. Bolezen, za katero je organizem spremenjen, da se upira, lahko prevzame preostalo populacijo, kar poveča možnosti za uspešno razmnoževanje in nadaljnji transport modifikacije. To pomeni, da bodo spremenjene vrste postale odporne na bolezen in s tem ustvarile izdelek višje kakovosti.   

Sistemi za nadzor bolezni pri živalskih vrstah 

Biotehnologija sama ni vedno dovolj za obvladovanje bolezni pri živalih. Občasno so potrebni drugi sistemi za pomoč pri spremembah. Sistemi za nadzor bolezni v povezavi z gensko modifikacijo lahko povečajo splošno učinkovitost tega, kako dobro se vrsta upira boleznim.  

Različni sistemi za nadzor bolezni vključujejo preventivni ukrepi, ki je običajno prva obrambna linija. S preventivnimi ukrepi je cilj preprečiti težavo, preden se začne, kot je uporaba nasipov pri nadzoru poplav. Druga oblika nadzornih sistemov je nadzor vektorjev členonožcev. Številne bolezni povzročajo različni škodljivci in žuželke, ki delujejo kot prenašalci bolezni; vendar pa je te vrste mogoče tudi spremeniti, tako da ne prenašajo več bolezni.  Nedavne študije o interakcijah s prostoživečimi živalmi je pokazalo, da ima "80 % ustreznih živalskih patogenov, prisotnih v Združenih državah Amerike, potencialno komponento divjih živali." Nadzor nad tem, kako divje živali prenašajo bolezni, lahko zmanjša bolezen pri domačih živalih. 

Druge običajne oblike nadzornih sistemov vključujejo nadzor gostitelja in populacije, ki se večinoma izvede z izločitvijo članov okužene populacije ali z ločevanjem članov populacije, ki so bili spremenjeni. Če se člani, ki so bili spremenjeni, izločijo, imajo morda boljše možnosti za razmnoževanje z drugimi spremenjenimi posamezniki populacije. Sčasoma bo to povzročilo novo različico vrste, odporno na bolezni.  

Cepljenje in genska terapija sta prav tako pogosti obliki nadzornega sistema. Ko je več vrst cepljenih z oslabljeno obliko virusa, vrsta gradi imunost. Poleg tega, če se manipulira z geni organizma, lahko organizem postane odporen na to bolezen. To kontrolo je mogoče uporabiti skupaj z kontrolo gostitelja in populacije za nadaljnje povečanje odpornosti populacije na bolezen. 

Vse te prakse se uporabljajo v kmetijstvu in proizvodnji hrane z biotehnološkimi sistemi. Manipulacija živalskih vrst, da so odporne na bolezni, je še vedno razmeroma nova znanost, kar pomeni, da migracija vrste, da postane popolnoma odporna na bolezni ali imuna, ni bila v celoti raziskana ali dokumentirana. 

Ko se naučimo več o biotehnični in genetski manipulaciji, povečamo svojo sposobnost gojenja bolj zdravih živali, pridelave bolj varne hrane za proizvodnjo in zmanjšamo širjenje bolezni.  

Ustvarjanje odpornosti proti boleznim z genetsko selekcijo 

Pripadniki populacije, ki kažejo naravno sposobnost upreti se bolezni, so lahko selektivno vzrejene tako lahko tudi več pripadnikov vrste pokaže te lastnosti. To pa se lahko uporabi pri izločitvi, tako da ti člani niso stalno izpostavljeni drugim dejavnikom in lahko lažje proizvedejo potomce. Ta vrsta genetske selekcije temelji na odpornosti, ki je del genetske zasnove živali.  

Če je žival izpostavljena virusu in prek svojega imunskega sistema zgradi imuniteto, obstaja možnost, da se ta odpornost ne bo prenesla. To je posledica običajne randomizacije genov med razmnoževanjem. notri Eenennaamove in Pohlmeierjeve raziskave, pravijo: "Z genetsko selekcijo lahko živinorejci izberejo določene genetske variacije, ki so povezane z odpornostjo na bolezni." 

Ustvarjanje odpornosti proti boleznim z gensko modifikacijo 

Člani populacije se lahko cepijo s specifičnim genskim zaporedjem, ki ima za posledico odpornost na določeno bolezen. Gensko zaporedje nadomesti določeno gensko zaporedje pri posamezniku ali omogoči, da se specifično zaporedje aktivira ali deaktivira. 

nekateri testi, ki so bili opravljeni vključujejo odpornost na mastitis pri kravah. Krave so cepljene z genom za lizostafin, kar povzroči aktivacijo genskega zaporedja in poveča odpornost krav na mastitis. To je primer prekomerne ekspresije transgena, kar pomeni, da jo je mogoče dati celotni vrsti, saj se gensko zaporedje pritrdi na del DNK, ki je enak za vrsto. DNK različnih članov iste vrste se nekoliko razlikuje, zato je pomembno vedeti, da bo gen za lizostafin deloval za celotno vrsto in ne samo za enega člana.  

Drugi testi vključujejo zatiranje povzročiteljev okužb pri različnih vrstah. V tem primeru bo vrsta cepljena z zaporedjem virusa RNA. To zaporedje se bo vstavilo v živalsko RNA. Ko se ta RNA prepiše, da se ustvarijo določene beljakovine, se bo novi gen, ki je bil vstavljen, zdaj izrazil.  

Vpliv biotehnologije na sodobno kmetijstvo 

Medtem ko manipulacija z živalmi, da bi dosegli želene rezultate, in obvladovanje bolezni za nas nista nova, je znanost, kako to počnemo, drastično napredovala. Z našim znanjem o tem, kako deluje genetika, našo sposobnostjo manipuliranja genov za ustvarjanje novih rezultatov in z našim razumevanjem bolezni lahko dosežemo nove ravni kmetovanja in proizvodnje hrane. 

Uporaba kombinacije sistemov za nadzor bolezni in biotehnologije za pravočasno spreminjanje vrst živali lahko vodi do nove različice, ki je odporna ali celo imuna na določeno bolezen. Ko se pripadniki populacije, odporne na bolezni, razmnožujejo, bodo imeli tudi njihovi potomci v svoji DNK gene, odporne na bolezni.  

Živali, ki so odporne na bolezni, bodo živele bolj zdravo in bolje, ne bo jim treba cepiti za nekatere bolezni in bodo proizvajale bolj kakovostne izdelke za prehrano. Z vidika analize stroškov in koristi je odpornost na bolezni zelo koristna, saj bo šlo manj denarja za vzdrževanje živali in izdelki iz teh živali bodo boljše kakovosti. Živali, odporne na bolezni, bodo ustavile tudi prenos bolezni, ki se prenašajo s hrano, med živalmi in ljudmi.