TRANGENIC AND CISGENIC ORGANISMS




Gist



Transgenic Organisms

• Foreign Genes Introduced: These organisms have genes inserted into their genome from a different species, even from a completely different kingdom of life (e.g., bacteria, plant). Examples: • Plants with genes from bacteria for insect resistance (Bt toxin) • Animals with human genes for medical research Cisgenic Organisms

• Genes from Close Relatives: These organisms have genes introduced from closely related species, typically within the same genus or family.

Examples:

• A disease-resistant potato variety created using a gene from a wild potato relative

• Wheat with improved drought tolerance using a gene from a more drought-resistant wheat variety

Challenges and Concerns

Unintended consequences: Introducing new genes can have unforeseen effects on the organism or the environment.

Antibiotic resistance: Transfer of genes encoding antibiotic resistance from transgenic plants to bacteria is a potential concern.

Ethical considerations: Modifying the genetic makeup of organisms raises ethical questions about the impact on natural ecosystems and biodiversity.

Overall

Transgenic and cisgenic organisms are powerful tools in biotechnology with the potential to address food security challenges and develop medical advancements. However, careful research, risk assessment, and regulations are crucial to ensure their safe and responsible application.



Summary



• Transgenic Organisms: Transgenesis involves introducing foreign genes from one species into another to confer desired traits. Methods include gene guns, agrobacterium-mediated transformation, and viral vectors. Transgenic organisms have applications in agriculture, medicine, and industry but raise ethical and environmental concerns.

• Cisgenic Organisms: Cisgenesis transfers genes only between sexually compatible organisms, preserving genetic compatibility. It offers precision, speed, and preserves genetic diversity. Challenges include regulatory hurdles, gene availability, and position effects. Cisgenesis has applications in crop breeding for traits like disease resistance and nutritional quality.

• In essence, transgenesis introduces genes from any source, while cisgenesis transfers genes between compatible species, offering precision and preservation of genetic diversity. Both techniques have applications in various fields but require careful consideration of ethical, regulatory, and environmental factors.


Detailed content



Introduction to Genetic Engineering

Genetic engineering has revolutionized biotechnology by allowing scientists to manipulate the genetic material of organisms. This manipulation involves the insertion, deletion, or modification of genes to confer desired traits or characteristics to the organism. Two key techniques in genetic engineering are transgenesis and cisgenesis.

Transgenic Organisms

Transgenesis involves the introduction of foreign genes from one species into the genome of another species. These foreign genes, often called transgenes, can be sourced from any organism, including plants, animals, bacteria, or viruses. The primary goal of transgenesis is to confer specific traits or properties onto the recipient organism that it may not naturally possess.

Methods of Transgenesis

Transgenesis can be achieved through various methods, including

• Gene Guns: This method involves coating tiny particles of gold or tungsten with the desired DNA and then "shooting" them into the target organism's cells using a high-pressure gun.

• Agrobacterium-Mediated Transformation: Agrobacterium tumefaciens is a bacterium capable of transferring a segment of its DNA (known as T-DNA) into the genome of plants. Scientists can exploit this natural mechanism by replacing the T-DNA with desired genes and allowing the bacterium to infect plant cells, thereby transferring the desired genes into the plant genome.

• Viral Vectors: Viruses can also be used as vectors to deliver foreign genes into host cells. Scientists can modify the viral genome to remove harmful genes and replace them with desired genes. Once infected, the host cell incorporates the viral DNA, including the desired genes, into its genome.

Applications of Transgenic Organisms

Transgenic organisms have numerous applications in agriculture, medicine, and industry. In agriculture, transgenic crops are engineered for traits such as pest resistance, herbicide tolerance, and improved nutritional content. In medicine, transgenic animals are used to produce therapeutic proteins, study disease mechanisms, and develop new treatments. In industry, transgenic microorganisms are employed for the production of enzymes, pharmaceuticals, and biofuels.

Ethical and Environmental Concerns

Despite their potential benefits, transgenic organisms also raise ethical and environmental concerns. Critics argue that the release of transgenic organisms into the environment could have unintended ecological consequences, such as the spread of transgenes to wild populations or the development of resistant pests and weeds. Additionally, there are ethical considerations surrounding the use of transgenic animals in research and agriculture, particularly regarding animal welfare and the potential for unforeseen health effects.

Cisgenic Organisms

Cisgenesis is a variation of transgenesis that involves transferring genes between organisms that could theoretically exchange genes through traditional breeding. Unlike transgenesis, which allows the introduction of genes from unrelated species, cisgenesis involves transferring genes only between sexually compatible organisms. In other words, cisgenic organisms are genetically modified using genes sourced from the same species or closely related species.

Challenges and Limitations

Despite its potential benefits, cisgenesis also faces several challenges and limitations

• Regulatory Hurdles: Cisgenic organisms may still be subject to regulatory scrutiny and public skepticism, similar to transgenic organisms, which could hinder their commercialization and adoption.

• Gene Availability: The availability of suitable donor genes within sexually compatible species can be limiting, particularly for traits that are not naturally present in closely related species.

• Gene Silencing and Position Effects: Like transgenes, cisgenic genes may be subject to silencing or position effects, where their expression levels are influenced by their location within the genome, potentially leading to unpredictable outcomes.

Applications of Cisgenic Organisms

Cisgenic technology has the potential to revolutionize crop breeding by enabling the rapid development of new varieties with improved traits such as disease resistance, abiotic stress tolerance, and nutritional quality. By harnessing the genetic diversity within a species or closely related species, cisgenesis offers a targeted approach to crop improvement that can address the challenges of modern agriculture, such as climate change, pests, and food security.

Conclusion

Transgenic and cisgenic organisms represent powerful tools in biotechnology for addressing various challenges in agriculture, medicine, and industry. While transgenesis allows for the introduction of genes from unrelated species, cisgenesis offers a more precise and controlled approach by transferring genes between sexually compatible organisms. Both techniques have their advantages and limitations, and their ethical, regulatory, and environmental implications must be carefully considered. Ultimately, the responsible and sustainable application of genetic engineering technologies will be essential for realizing their full potential in addressing global challenges and improving the quality of life for people around the world.


தமிழில் விரிவான உள்ளடக்கம்



மரபணு பொறியியல் அறிமுகம்

மரபணு பொறியியல் அனுமதிப்பதன் மூலம் உயிரி தொழில்நுட்பத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது உயிரினங்களின் மரபணுப் பொருளைக் கையாள விஞ்ஞானிகள். இது கையாளுதல் என்பது செருகல், நீக்குதல் அல்லது மாற்றியமைத்தல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது உயிரினத்திற்கு தேவையான பண்புகள் அல்லது பண்புகளை வழங்க மரபணுக்கள். மரபணுப் பொறியியலில் இரண்டு முக்கிய நுட்பங்கள் டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ் மற்றும் சிஸ்ஜெனிசிஸ்.

டிரான்ஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள்

டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ் என்பது ஒருவரிடமிருந்து வெளிநாட்டு மரபணுக்களை அறிமுகப்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது இனங்கள் மற்றொரு இனத்தின் மரபணுவில். இந்த வெளிநாட்டு மரபணுக்கள், பெரும்பாலும் டிரான்ஸ்ஜீன்கள் என்று அழைக்கப்படும், எந்த உயிரினத்திலிருந்தும் பெறலாம், தாவரங்கள், விலங்குகள், பாக்டீரியா அல்லது வைரஸ்கள் உட்பட. முதன்மையான இலக்கு டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ் என்பது குறிப்பிட்ட குணாதிசயங்கள் அல்லது பண்புகளை வழங்குவதாகும் பெறுநரின் உயிரினம், அது இயற்கையாகக் கொண்டிருக்காது.

மாற்றத்தின் முறைகள்



உட்பட பல்வேறு முறைகள் மூலம் மரபணுமாற்றத்தை அடையலாம் • ஜீன் துப்பாக்கிகள்: இந்த முறை சிறிய துகள்களை பூசுவதை உள்ளடக்கியது விரும்பிய டிஎன்ஏவுடன் தங்கம் அல்லது டங்ஸ்டன் பின்னர் அவற்றை "சுடுதல்" உயர் அழுத்த துப்பாக்கியைப் பயன்படுத்தி இலக்கு உயிரினத்தின் செல்களுக்குள்.

• அக்ரோபாக்டீரியம்-மத்தியஸ்த மாற்றம்: அக்ரோபாக்டீரியம் tumefaciens ஒரு பாக்டீரியம் ஒரு பகுதியை மாற்றும் திறன் கொண்டது அதன் டிஎன்ஏ (டி-டிஎன்ஏ என அறியப்படுகிறது) தாவரங்களின் மரபணுவில். விஞ்ஞானிகளால் முடியும் டி-டிஎன்ஏவை விரும்பியவாறு மாற்றுவதன் மூலம் இந்த இயற்கையான பொறிமுறையைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளுங்கள் மரபணுக்கள் மற்றும் பாக்டீரியம் தாவர செல்களை பாதிக்க அனுமதிக்கிறது தாவர மரபணுவிற்கு தேவையான மரபணுக்களை மாற்றுகிறது.

• வைரல் வெக்டர்கள்: வைரஸ்களை திசையன்களாகவும் பயன்படுத்தலாம் புரவலன் உயிரணுக்களுக்கு வெளிநாட்டு மரபணுக்களை வழங்குகின்றன. விஞ்ஞானிகள் மாற்றியமைக்க முடியும் வைரஸ் மரபணு தீங்கு விளைவிக்கும் மரபணுக்களை அகற்றி அவற்றை விரும்பியவற்றுடன் மாற்றுகிறது மரபணுக்கள். நோய்த்தொற்று ஏற்பட்டவுடன், ஹோஸ்ட் செல் வைரஸ் டிஎன்ஏவை ஒருங்கிணைக்கிறது, விரும்பிய மரபணுக்கள் உட்பட, அதன் மரபணுவில்.

டிரான்ஸ்ஜெனிக் உயிரினங்களின் பயன்பாடுகள்

டிரான்ஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள் விவசாயத்தில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மருத்துவம் மற்றும் தொழில். விவசாயத்தில், மரபணுமாற்ற பயிர்கள் பூச்சி எதிர்ப்பு, களைக்கொல்லி போன்ற பண்புகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டது சகிப்புத்தன்மை மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட ஊட்டச்சத்து உள்ளடக்கம். மருத்துவத்தில், டிரான்ஸ்ஜெனிக் விலங்குகள் சிகிச்சை புரதங்களை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆய்வு நோய் வழிமுறைகள் மற்றும் புதிய சிகிச்சைகளை உருவாக்குதல். தொழில் துறையில், டிரான்ஸ்ஜெனிக் நுண்ணுயிரிகள் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன நொதிகள், மருந்துகள் மற்றும் உயிரி எரிபொருள்கள்.

நெறிமுறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கவலைகள்

அவற்றின் சாத்தியமான நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், டிரான்ஸ்ஜெனிக் உயிரினங்களும் அதிகரிக்கின்றன நெறிமுறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கவலைகள். வெளியிடப்பட்டது என்று விமர்சகர்கள் வாதிடுகின்றனர் சுற்றுச்சூழலுக்கு மரபணுமாற்ற உயிரினங்கள் திட்டமிடப்படாமல் இருக்கலாம் டிரான்ஸ்ஜீன்கள் காட்டுக்கு பரவுவது போன்ற சுற்றுச்சூழல் விளைவுகள் மக்கள் தொகை அல்லது எதிர்ப்பு பூச்சிகள் மற்றும் களைகளின் வளர்ச்சி. கூடுதலாக, பயன்பாட்டைச் சுற்றியுள்ள நெறிமுறைக் கருத்தாய்வுகள் உள்ளன ஆராய்ச்சி மற்றும் விவசாயத்தில் மரபணு மாற்றப்பட்ட விலங்குகள், குறிப்பாக விலங்கு நலன் மற்றும் எதிர்பாராத ஆரோக்கியத்திற்கான சாத்தியம் குறித்து விளைவுகள்.

சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள்

சிஸ்ஜெனிசிஸ் என்பது டிரான்ஸ்ஜெனீசிஸின் மாறுபாடு ஆகும், இதில் அடங்கும் கோட்பாட்டு ரீதியாக உயிரினங்களுக்கு இடையில் மரபணுக்களை மாற்றுவது பாரம்பரிய இனப்பெருக்கம் மூலம் மரபணுக்களை பரிமாறிக்கொள்வது. மரபணுமாற்றம் போலல்லாமல், இது தொடர்பில்லாத உயிரினங்களிலிருந்து மரபணுக்களை அறிமுகப்படுத்த அனுமதிக்கிறது, சிஸ்ஜெனிசிஸ் என்பது பாலினத்திற்கு இடையில் மட்டுமே மரபணுக்களை மாற்றுவதை உள்ளடக்குகிறது இணக்கமான உயிரினங்கள். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள் அதே இனத்திலிருந்து பெறப்பட்ட மரபணுக்களைப் பயன்படுத்தி மரபணு மாற்றப்பட்டது அல்லது நெருங்கிய தொடர்புடைய இனங்கள்.

சவால்கள் மற்றும் வரம்புகள்

அதன் சாத்தியமான நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், சிஸ்ஜெனிசிஸ் பலவற்றை எதிர்கொள்கிறது சவால்கள் மற்றும் வரம்புகள்

• ஒழுங்குமுறை தடைகள்: சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள் இன்னும் இருக்கலாம் ஒழுங்குமுறை ஆய்வு மற்றும் பொது சந்தேகத்திற்கு உட்பட்டது டிரான்ஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள், அவற்றின் வணிகமயமாக்கலைத் தடுக்கலாம் மற்றும் தத்தெடுப்பு.

• மரபணு இருப்பு: பொருத்தமான நன்கொடையாளர் இருப்பு பாலியல் இணக்கமான இனங்களுக்குள் உள்ள மரபணுக்கள் கட்டுப்படுத்தலாம், குறிப்பாக டிராவிற்குஇது இயற்கையாகவே நெருக்கமாக இல்லை தொடர்புடைய இனங்கள்.

• ஜீன் சைலன்சிங் மற்றும் பொசிஷன் எஃபெக்ட்ஸ்: டிரான்ஸ்ஜீன்களைப் போல, சிஸ்ஜெனிக் மரபணுக்கள் அமைதிப்படுத்துதல் அல்லது நிலை விளைவுகளுக்கு உட்பட்டிருக்கலாம், அவற்றின் வெளிப்பாடு நிலைகள் அவற்றின் இருப்பிடத்தால் பாதிக்கப்படுகின்றன மரபணுவிற்குள், கணிக்க முடியாத விளைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்களின் பயன்பாடுகள்

சிஸ்ஜெனிக் தொழில்நுட்பம் பயிர்களில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் திறன் கொண்டது புதிய வகைகளின் விரைவான வளர்ச்சியை செயல்படுத்துவதன் மூலம் இனப்பெருக்கம் நோய் எதிர்ப்பு, உயிரற்ற மன அழுத்தம் போன்ற மேம்படுத்தப்பட்ட பண்புகள் சகிப்புத்தன்மை மற்றும் ஊட்டச்சத்து தரம். மரபணுவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஒரு இனத்தில் உள்ள பன்முகத்தன்மை அல்லது நெருங்கிய தொடர்புடைய இனங்கள், சிஸ்ஜெனிசிஸ் பயிர் முன்னேற்றத்திற்கான இலக்கு அணுகுமுறையை வழங்குகிறது காலநிலை மாற்றம் போன்ற நவீன விவசாயத்தின் சவால்கள், பூச்சிகள், மற்றும் உணவு பாதுகாப்பு.

முடிவு

டிரான்ஸ்ஜெனிக் மற்றும் சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்கள் சக்தி வாய்ந்த கருவிகளைக் குறிக்கின்றன விவசாயத்தில் பல்வேறு சவால்களை எதிர்கொள்ளும் உயிரி தொழில்நுட்பம், மருத்துவம் மற்றும் தொழில். டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ் அனுமதிக்கிறது தொடர்பில்லாத உயிரினங்களிலிருந்து மரபணுக்களின் அறிமுகம், சிஸ்ஜெனிசிஸ் வழங்குகிறது இடையே மரபணுக்களை மாற்றுவதன் மூலம் மிகவும் துல்லியமான மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அணுகுமுறை பாலியல் இணக்கமான உயிரினங்கள். இரண்டு நுட்பங்களும் அவற்றின் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள் மற்றும் அவற்றின் நெறிமுறை, ஒழுங்குமுறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள் கவனமாக பரிசீலிக்கப்பட வேண்டும். இறுதியில், மரபணுவின் பொறுப்பு மற்றும் நிலையான பயன்பாடு பொறியியல் தொழில்நுட்பங்கள் அவற்றின் உணர்தல் இன்றியமையாததாக இருக்கும் உலகளாவிய சவால்களை எதிர்கொள்வதிலும், மேம்படுத்துவதிலும் முழு ஆற்றல் உலகெங்கிலும் உள்ள மக்களின் வாழ்க்கைத் தரம்.


Terminologies


1. Genetic Engineering: The process of manipulating an organism's genetic material to achieve desired traits or characteristics.

மரபுப் பொறியியல்: ஒரு உயிரினத்தின் மரபுப் பொருளைக் கையாண்டு விரும்பிய பண்புகள் அல்லது பண்புகளை அடையும் செயல்முறை.

2. Transgenesis: The introduction of foreign genes from one species into the genome of another species.

டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ்: ஒரு சிற்றினத்திலிருந்து மற்றொரு சிற்றினத்தின் மரபணுவில் அயல் மரபணுக்களை அறிமுகப்படுத்துதல்.

3. Cisgenesis: A variation of transgenesis involving transferring genes between sexually compatible organisms.

சிஸ்ஜெனெசிஸ்: பாலின இணக்கமான உயிரினங்களுக்கு இடையில் மரபணுக்களை மாற்றுவதை உள்ளடக்கிய டிரான்ஸ்ஜெனெசிஸின் மாறுபாடு.

4. Transgenes: Foreign genes introduced into an organism through transgenesis.

அயல் ஜீன்கள்: அயல் ஜீன்கள் அயல் ஜீன்கள் ஓர் உயிரினத்தில் அயல் ஜீன்கள் மூலம் நுழைக்கப்படுகின்றன.

5. Gene Guns: A method of transgenesis where DNA-coated particles are shot into target cells using a high-pressure gun.

மரபணு துப்பாக்கிகள்: உயர் அழுத்த துப்பாக்கியைப் பயன்படுத்தி டி.என்.ஏ-பூசப்பட்ட துகள்கள் இலக்கு செல்களில் சுடப்படும் டிரான்ஸ்ஜெனிசிஸ் முறை.

6. Agrobacterium-Mediated Transformation: A method of transgenesis using the natural ability of Agrobacterium tumefaciens to transfer DNA into plant cells.

அக்ரோபாக்டீரியம்-மத்தியஸ்த உருமாற்றம்: டி.என்.ஏவை தாவர உயிரணுக்களுக்கு மாற்றுவதற்கான அக்ரோபாக்டீரியம் டியூம்ஃபேசியன்ஸின் இயற்கையான திறனைப் பயன்படுத்தி டிரான்ஸ்ஜெனீசிஸ் முறை.

7. Viral Vectors: Viruses used as vectors to deliver foreign genes into host cells.

வைரஸ் வெக்டார்கள்: வெளிநாட்டு மரபணுக்களை ஓம்புயிர் செல்களுக்குள் செலுத்த வைரஸ்கள் கடத்தியாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

8. Ethical Concerns: Moral considerations related to the use of transgenic organisms, including issues such as environmental impact and animal welfare.

நெறிமுறை அக்கறைகள்: சுற்றுச்சூழல் தாக்கம் மற்றும் விலங்கு நலன் போன்ற பிரச்சினைகள் உட்பட மரபணு மாற்றப்பட்ட உயிரினங்களின் பயன்பாடு தொடர்பான தார்மீக பரிசீலனைகள்.

9. Environmental Concerns: Worries regarding the ecological implications of releasing transgenic organisms into the environment.

சுற்றுச்சூழல் அக்கறைகள்: மரபணு மாற்றப்பட்ட உயிரினங்களை சுற்றுச்சூழலில் விடுவிப்பதால் ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள் பற்றிய கவலைகள்.

10. Regulatory Hurdles: Obstacles related to governmental regulations and public perception that may impede the commercialization and adoption of cisgenic organisms.

ஒழுங்குமுறை தடைகள்: சிஸ்ஜெனிக் உயிரினங்களின் வணிகமயமாக்கல் மற்றும் தத்தெடுப்புக்கு தடையாக இருக்கும் அரசாங்க விதிமுறைகள் மற்றும் பொது கருத்து தொடர்பான தடைகள்.

11. Gene Availability: The presence and accessibility of suitable donor genes within sexually compatible species for cisgenesis.

மரபணு கிடைக்கும் தன்மை: சிஸ்ஜெனிசிஸிற்கான பாலியல் இணக்கமான இனங்களுக்குள் பொருத்தமான நன்கொடையாளர் மரபணுக்களின் இருப்பு மற்றும் அணுகல்.

12. Gene Silencing: The suppression of gene expression.

மரபணு சைலன்சிங்: மரபணு வெளிப்பாட்டை அடக்குதல்.

13. Position Effects: The influence of a gene's location within the genome on its expression levels.

நிலை விளைவுகள்: மரபணுவுக்குள் ஒரு மரபணுவின் இருப்பிடத்தின் தாக்கம் அதன் வெளிப்பாடு மட்டங்களில்.

14. Crop Breeding: The process of developing new plant varieties with desired traits.

பயிர் பயிர்ம்பெருக்கம்: விரும்பிய பண்புகளைக் கொண்ட புதிய தாவர வகைகளை உருவாக்கும் செயல்முறை.

15. Abiotic Stress Tolerance: The ability of plants to withstand environmental stresses such as drought, salinity, or extreme temperatures.

உயிரற்ற அழுத்த சகிப்புத்தன்மை: வறட்சி, உப்புத்தன்மை அல்லது தீவிர வெப்பநிலை போன்ற சுற்றுச்சூழல் அழுத்தங்களைத் தாங்கும் தாவரங்களின் திறன்.

16. Global Challenges: Issues affecting the entire world, such as climate change, food security, and disease.

உலகளாவிய சவால்கள்: காலநிலை மாற்றம், உணவுப் பாதுகாப்பு மற்றும் நோய் போன்ற முழு உலகையும் பாதிக்கும் பிரச்சினைகள்.

17. Sustainable Application: The responsible and environmentally conscious use of genetic engineering technologies.

நிலையான பயன்பாடு: மரபணு பொறியியல் தொழில்நுட்பங்களின் பொறுப்பான மற்றும் சுற்றுச்சூழல் உணர்வுள்ள பயன்பாடு.