Transcript ดูงาน
17.3การประยกุ ต์ ใช้ เทคโนโลยี DNA 1.การประยุกต์ ใช้ ในเชิงการแพทย์และเภสั ชกรรม 1.1การวินิจฉัยโรค ปัจจุบนั มีการนาเทคโนโลยีทาง DNA มาใช้ในการวินิจฉัยโรคที่เกิด จาดการติดเชื้อต่างๆ เช่น เชื้อไวรัส โดยการใช้เทคนิคPCRเพื่อตรวจสอบว่ามี จีโนมของไวรัสอยูใ่ นสิ่ งมีชีวิตหรื อไม่ จากความรู้ทางพันธุศาสตร์ การค้นพบเครื่ องหมายทางพันธุกรรม เชื่อมโยงกับแอลลีลที่ก่อโรค และลาดับนิวคลีโอไทด์ จึงสามารถนาไปใช้ วินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมก่อนที่จะมีอาการของโรคหรื อเป็ นเพียงพาหะ ซึ่ งสามารถ ป้ องกันการถ่ายทอดลักษณะดังกล่าวได้อย่างถูกต้อง 1.2การบาบัดด้ วยยีน ในคนที่เกิดความบกพร่ องของยีน หากสามารถใส่ ยนี ที่ปกติไปในเซลล์ ร่ างกายหรื อเนื้อเยือ่ ที่แสดงอาการผิดปกติ แล้วทาให้ยนี นั้นแสดงออก เพื่อให้ สร้างโปรตีนที่ปกติในบริ เวณดังกล่าว จึงอาจเป็ นแนวทางที่จะช่วยบาบัดอาการ บกพร่ องที่เกิดขึ้นได้ วิธีการบาบัดยีน คือการใช้ไวรัสชนิดหนึ่งเป็ นตัวนายีนที่ ตอ้ งการถ่ายเข้าสู่ เซลล์คน ซึ่ งยีนของไวรัสเป็ นอันตรายต่อคนจะถูกตัดทิ้งแล้วใส่ ยนี ของคนที่ ต้องการเข้าไปแทนที่ ไวรัสทีสร้างขึ้นใหม่น้ ีจะมียนี ที่ตอ้ งการแทรกอยูแ่ ละจะมี ความสามารถในการแทรกจีโนมของตัวมันเข้าสู่ โครโมโซมคนได้ แต่ไม่สามรถ จาลองตัวเองเพิม่ จานวนได้อีก วิธีการบาบัดด้วยยีน แต่ละกรณี จะต้องมีการตรวจสอบอย่างเคร่ งครัดใน ทุกตอน เพื่อคานึงถึงความปลอดภัยของผูร้ ับการรักษา ตัวอย่างของโรคที่มีการ บาบัดด้วยยีนเช่น โรคภูมิคุม้ กันบกพร่ องอย่างรุ นแรง (Severe Combined Immunodeficiency Disorder;SCID)ซึ่ ง เป็ นโรคทางพันธุกรรม 1.3 การสร้ างผลิตภัณฑ์ ทางเภสั ชกรรม ส่ วนใหญ่คือ การผลิตโปรตีน เช่น การผลิตสารฮอร์ โมนอินซูลิน ซึ่ งเป็ น ตัวอย่างแรกที่นาเทคโนโลยีทาง DNA มาใช้ในการผลิตสารที่ใช้เชิงเภสัชกรรม เพื่อรักษาโรคเบาหวาน การผลิตอินซูลินสามารถทาได้โดยการนา DNA รี คอม บิแนนท์ที่ได้จากการตัดและต่อ DNA ให้มียนี ที่สร้างอินซูลินแล้วใส่ เข้าไปใน เซลล์แบคทีเรี ย เพื่อให้เกิดการแสดงออกและสร้างพอลิเพปไทด์ที่ตอ้ งการ จากนั้น จึงนาเซลล์ไปเพาะเลี้ยงเพื่อเพิม่ จานวนยีนที่สร้างสายพอลิเพปไทด์ดงั กล่าวและ ผลิตอินซูลินที่ทางานได้ ภาพการใช้ เทคโนโลยีทางDNAในการผลิตฮอร์ โมนอินซู ลนิ การใช้พนั ธุวิศวกรรม นอกจากใช้ในการผลิต ฮอร์โมนอินซูลินแล้วยังใช้ใน การผลิตโกรทฮอร์โมนได้ดว้ ย เพื่อใช้รักษาเด็กที่ขาดโกรท ฮอร์โมนที่มีสภาพแคระให้ เจริ ญเติบโตต่อไปได้ 2.การประยุกต์ ใช้ ในเชิงนิตวิ ทิ ยาศาสตร์ รู ปแบบของ DNA สามารถบอกเอกลักษณ์เฉพาะบุคคลได้ เนื่องจาก แต่ละบุคคลมีรูปแบบของ DNA ที่ต่างกัน จึงนิยมใช้รูปแบบของ DNA ในการพิสูจน์บุคคล พิสูจน์ความสัมพันธ์ทางสายเลือด การตรวจทางนิ ติ วิทยาศาสตร์เพื่อหาผูก้ ระทาผิด เป็ นต้น เมื่อนา DNA ไปตรวจสอบ โดยใช้ เทคนิคต่างๆ เช่น PCR และ RELP จะเกิดแถบ DNA รู ปแบบของ แถบ DNA นี้เรี ยกว่า ลายพิมพ์ DNA (DNA fingerprint) ซึ่ ง สามารถแยกความแตกต่างระหว่างบุคคลได้ ในกรณี ที่แฝดร่ วมไข่ (identical twin) พบว่าจะมีลายพิมพ์ DNA ที่เหมือนกัน แต่สาหรับ แฝดต่างไข่ (nonidentical twin) อาจมีลายพิมพ์ DNA ที่แตกต่าง กันได้ ได้มีการใช้ลายพิมพ์ DNA เพื่อตรวจพิสูจน์ความเกี่ยวพันในคดีอาญาที่ รุ นแรง เช่น ฆาตกรรม ซึ่ งสามารถใช้หลักฐานสาคัญอย่างหนึ่ งประกอบการ พิจารณาของศาลได้ 3.การประยุกต์ ใช้ ในเชิงการเกษตร 3.1 การทาฟาร์ มสั ตว์ เพือ่ สุ ขภาพ ในการใช้เทคโนโลยี DNA เพื่อการปรับปรุ งพันธุ์สัตว์ เป้ าหมายหนึ่งคือ การปรับปรุ งพันธุ์สัตว์ให้มีลกั ษณะดีข้ ึน อีกเป้ หมายหนึ่ง คือการสร้างฟาร์มสัตว์ที่ เหมือนเป็ นโรงงานผลิตสารสกัดเพื่อนาไปใช้ทางการแพทย์ ในการสร้างสัตว์ดดั แปรพันธุกรรม (transgenic animal ) จะ เริ่ มจากการแยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมีย และฉี ดที่ตอ้ งการเข้าไปในนิวเคลียสของ เซลล์ไข่ ซึ่ งจะมีเซลล์บางเซลล์ยอมให้ยนี ดังกล่าวแทรกเข้าไปในจีโนมอง นิวเคลียสและแสดงออกได้ จากนั้นทาการปฏิสนธิ ในหลอดทดลอง(in vitro fertilization) แล้วถ่ายฝากเข้าในตัวแม่ผรู ้ ับ เพื่อให้เจริ ญเป็ นลูกตัวใหม่ ซึ่ งมี ยีนที่ตอ้ งการอยู่ โดยยีนที่ใช้ไม่จาเป็ นต้องมาจากสปี ชีส์เดียวกัน 3.2 การสร้ างพืชดัดแปรพันธุกรรม การสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรม(transgenic plant)เพื่อให้มียนี ตามลักษณะ ที่ตอ้ งการ เช่น ชะลอการสุ ขของผลไม้หรื อเพื่อยืดเวลาการเก็บรักษาผลผลิต มีความ ต้านทานโรคและแมลงมีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลง มีคุณค่าทางอาหารมากขึ้น เป็ นต้น การดัดแปรพันธุกรรมในพืชสามารถทาได้ง่ายกว่าในสัตว์ เนื่องจากพืชมีศกั ยภาพในการรับ ยีนจากภายนอกและสามารถสร้างต้นขึ้นใหม่จากเซลล์ เนื้อเยือ่ หรื อส่ วนต่างๆของร่ างกาย ได้มากกว่าสัตว์ ดังนั้นถ้าสามารถถ่ายยีนเข้าสู่เซลล์พืชได้และพืชนั้นมีเทคโนโลยีการ เพาะเลี้ยงเนื้อเยือ่ พืชที่มีการพัฒนามานานรองรับอยูแ่ ล้ว ก็สามารถสร้างพืชดัดแปร พันธุกรรมได้ง่ายกว่าในสัตว์ พืชดัดแปรพันธุกรรมที่มีความสามารถในการต้ านทานแมลง โดยการถ่ายยีนที่สร้าง สารพิษจากแบคทีเรี ย Bacillus thuringiensis (BT) สารพิษนี้สามารถ ทาลายตัวอ่อนของแมลงบางประเภทย่างเฉพาะเจาะจง โดยไม่เป็ นอันตรายต่อสิ่ งมีชีวติ พืชดัดแปรพันธุกรรมที่ต้านทานโรค นายีนที่สร้างจากโปรตีนเปลือกไวรัส (coat virus protein gene) ถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์มะละกอที่สร้างโปรตีนดังกล่าว ทา ให้สามารถต้านเชื้อไวรัสได้ พืชดัดแปรพันธุกรรมที่สามารถต้ านทานสารปราบวัชพืช นายีนที่ตา้ นทานสาร ปราบวัชพืชไปใส่ ในพืช พืชดัดแปรพันธุกรรมทีม่ คี ุณค่ าทางอาหารเพิม่ ขึน้ เช่น ในกรณี ของข้าว ได้มี นักวิทยาศาสตร์นายีนจากต้นแดฟโฟดิล และยีนแบคทีเรี ย Erwinia breteria ถ่ายฝากให้ขา้ ว ทาให้ขา้ วสามารถสร้างวิตามิน A ได้ เรี ยกว่า ข้าวสี ทอง พืชดัดแปรพันธุกรรมเพือ่ ยืดอายุของผลผลิตได้ ยาวนานขึน้ โดยนายีนที่มีผล ต่อการยับยั้งการสร้างเอนไซม์ที่สังเคราะห์เอทีลีนใส่ เข้าไปในผลไม้ เช่น มะเขือ เทศ ทาให้มะเขือเทศสุ กช้าลงเนื่องจากไม่มีการสร้างเอทีลีน 4.การใช้ พนั ธุศาสตร์ เพือ่ ศึกษาค้ นคว้ าหายีนและหน้ าทีข่ อง ยีน สิ่ งมีชีวติ ทุกชนิ ดมีโปรตีนเป็ นตัวดาเนินกิจกรรมต่างๆเป็ นตัวดาเนินกิจกรรม ต่างๆ หากมีการยับยั้งการทางานของโปรตีน จะมีผลต่อลักษณะของสิ่ งมีชีวิตนั้นๆ ถ้าศึกษาย้อนกลับไปว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นที่โปรตีนใด ยีนใดก็จะ ทราบถึงหน้าที่ของยีนนั้นๆเป็ นการชักนาให้เกิดมิวเทชันในสิ่ งมีชีวิต ที่มีการ เปลี่ยนแปลง ฟี โนไทป์ บางประการแล้วอาศัยเทคนิคต่างๆทางชีววิทยาระดับ โมเลกุลเพื่อศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นที่ยนี ใด จะเห็นว่าการศึกษาทางพันธุศาสตร์ น้ นั สามารถนาไปสู่ การค้นพบยีนที่ทา หน้าที่ต่างๆและหากค้นคว้าอย่างลึกซึ้ งถึงกลไกการทางานต่างๆของยีนนั้นได้ ก็ สามารถนาไปประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆได้อย่างมีประสิ ทธิ ภาพ 1.นางสาวนลพรรณ 2.นางสาวพัชรภรณ์ 3.นางสาวโสรญา 4.นางสาวกัลย์สุดา 5.นางสาวศราวรรณ สมาชิกในกลุ่ม ฉัตรไชยพรกุล จงหมื่นไวย์ วงศ์จินดา ดวงประเสริ ฐ ร่ วมทอง ม.6/6 เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ 20ก 21ก 22ก 23ก 17ข