تکنیک های مهندسی ژنتیک

تکنیک های مهندسی ژنتیک مهندسی ژنتیک با چندین تکنیک مختلف قابل انجام است. قبل از یک جاندار مهندسی ژنتیکی شده ( GMO ) را ایجاد کنیم باید چندین مرحله را پشت سر بگذاریم. ابتدا مهندسان ژنتیک باید تصمیم بگیرند که چه ژنی را وارد، ویرایش یا حذف کنند. در مرحله بعد باید ژن وارد یک وکتور یا حامل مناسب شود و سپس از طریق وکتور ژن مورد نظر وارد جاندار می شود تا یک GMO را ایجاد کنیم.
علم مهندسی کردن ژنتیکی موجودات بر پایه سالها مطالعه و کشف نحوهی عملکرد ژن ها و چگونگی دستورزی آن ها می باشد. انسانها پروسه دستورزی ژنتیکی را از ۱۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح با اهلی سازی حیوانات شروع کردند. با کشف ژن ها توسط مندل و اثبات اینکه آن ها در توارث نقش دارند ابزارهایی را ایجاد کرد تا ما به صورت مستقیم ژن ها مورد دستورزی قرار دهیم. پیشرفت های مهم شامل آنزیم های محدود کننده و DNA لیگازها و به وجود آمدن PCR و توالی یابی بود.
این پیشرفت ها این اجازه را دادند تا ژن مورد نظر را جداسازی کنیم و سپس آن را وارد یک وکتور کنیم. معمولاً یک منطقهی پروموتوری و ترمینیتوری به همراه یک مارکر انتخابی ژن نیز وارد وکتور می کنیم. در این موقعیت ما می توانیم ژن ها را تحت ویرایش قرار دهیم تا با بازده بالاتری بیان یابند. این وکتور وارد ژنوم جاندار میزبان می شود. در جانداران معمولاً ژن را وارد سلولهای بنیادی جنینی می کنند در حالی که در گیاهان هیچ محدودیتی وجود ندارد تا زمانی که بافت را بتوان کشت داد و به گیاه تکوین یافته کاملی تبدیل شود. تکنیک های معمول شامل میکروایننجکشن، به واسطه ویروس، به واسطه آگروباکتریوم و بیولیستیک است. تستهای بیشتری بر روی جاندار حاصل انجام می شود تا از الحاق پایدار، وراثت و بیان آن اطمینان حاصل گردد. اولین نسل فرزندان به صورت هتروزیگوس هستند بنابراین نیاز است آنها را با هم آمیزش ( درون آمیزی ) دهیم تا یک الگوی هموزیگوس پایدار ایجاد شود. هوموزگوسیتی در دومین نسل نمونه ها مشاهده می شود.
روشهای قدیمی ژن را به صورت شانسی وارد ژنوم میزبان می کرد. پیشرفتها ما را قادر کرده که بتوانیم ژن را به نقطه خاصی از ژنوم وارد کنیم در نتیجه اثرات جانبی حاصل از وارد شدنهای ناخواسته شانسی را کاهش می دهد. سیستمهای هدف گیری اولیه بر اساس مگانوکلئازها و نوکلئازهای برپایه انگشت روی بود. از سال ۲۰۰۹ سیستمهای ساده تر جهت این امر ایجاد شده اند. از این روشها می توان به تالن ( Transcription Activator - like effector nucleases ) و سیستم کاس 9/RNA راهنما ( برگرفته شده از CRISPR ) اشاره کرد. این احتمال وجود دارد که در آینده از این تکنیکها در ژن درمانی و دیگر روشهایی که به ویرایش ژنوم به صورت دقیق و تعداد بالا استفاده شود.