17.3การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี DNA

1. 17.3การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี DNA

2. 1.การประยุกต์ใช้ในเชิงการแพทย์และเภสัชกรรม1.การประยุกต์ใช้ในเชิงการแพทย์และเภสัชกรรม 1.1การวินิจฉัยโรค ปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยีทาง DNA มาใช้ในการวินิจฉัยโรคที่เกิดจาดการติดเชื้อต่างๆ เช่น เชื้อไวรัสโดยการใช้เทคนิคPCRเพื่อตรวจสอบว่ามีจีโนมของไวรัสอยู่ในสิ่งมีชีวิตหรือไม่ จากความรู้ทางพันธุศาสตร์ การค้นพบเครื่องหมายทางพันธุกรรมเชื่อมโยงกับแอลลีลที่ก่อโรค และลำดับนิวคลีโอไทด์ จึงสามารถนำไปใช้วินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมก่อนที่จะมีอาการของโรคหรือเป็นเพียงพาหะ ซึ่งสามารถป้องกันการถ่ายทอดลักษณะดังกล่าวได้อย่างถูกต้อง

3. 1.2การบำบัดด้วยยีน ในคนที่เกิดความบกพร่องของยีน หากสามารถใส่ยีนที่ปกติไปในเซลล์ร่างกายหรือเนื้อเยื่อที่แสดงอาการผิดปกติ แล้วทำให้ยีนนั้นแสดงออก เพื่อให้สร้างโปรตีนที่ปกติในบริเวณดังกล่าว จึงอาจเป็นแนวทางที่จะช่วยบำบัดอาการบกพร่องที่เกิดขึ้นได้ วิธีการบำบัดยีน คือการใช้ไวรัสชนิดหนึ่งเป็นตัวนำยีนที่ต้องการถ่ายเข้าสู่เซลล์คน ซึ่งยีนของไวรัสเป็นอันตรายต่อคนจะถูกตัดทิ้งแล้วใส่ยีนของคนที่ต้องการเข้าไปแทนที่ ไวรัสทีสร้างขึ้นใหม่นี้จะมียีนที่ต้องการแทรกอยู่และจะมีความสามารถในการแทรกจีโนมของตัวมันเข้าสู่โครโมโซมคนได้ แต่ไม่สามรถจำลองตัวเองเพิ่มจำนวนได้อีก วิธีการบำบัดด้วยยีน แต่ละกรณีจะต้องมีการตรวจสอบอย่างเคร่งครัดในทุกตอน เพื่อคำนึงถึงความปลอดภัยของผู้รับการรักษา ตัวอย่างของโรคที่มีการบำบัดด้วยยีนเช่น โรคภูมิคุ้มกันบกพร่องอย่างรุนแรง (Severe Combined Immunodeficiency Disorder;SCID)ซึ่งเป็นโรคทางพันธุกรรม

4. 1.3 การสร้างผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรม ส่วนใหญ่คือ การผลิตโปรตีน เช่น การผลิตสารฮอร์โมนอินซูลิน ซึ่งเป็น ตัวอย่างแรกที่นำเทคโนโลยีทาง DNA มาใช้ในการผลิตสารที่ใช้เชิงเภสัชกรรมเพื่อรักษาโรคเบาหวาน การผลิตอินซูลินสามารถทำได้โดยการนำ DNA รีคอมบิแนนท์ที่ได้จากการตัดและต่อ DNA ให้มียีนที่สร้างอินซูลินแล้วใส่เข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย เพื่อให้เกิดการแสดงออกและสร้างพอลิเพปไทด์ที่ต้องการ จากนั้นจึงนำเซลล์ไปเพาะเลี้ยงเพื่อเพิ่มจำนวนยีนที่สร้างสายพอลิเพปไทด์ดังกล่าวและผลิตอินซูลินที่ทำงานได้

5. ภาพการใช้เทคโนโลยีทางDNAในการผลิตฮอร์โมนอินซูลินภาพการใช้เทคโนโลยีทางDNAในการผลิตฮอร์โมนอินซูลิน การใช้พันธุวิศวกรรม นอกจากใช้ในการผลิตฮอร์โมนอินซูลินแล้วยังใช้ในการผลิตโกรทฮอร์โมนได้ด้วย เพื่อใช้รักษาเด็กที่ขาดโกรทฮอร์โมนที่มีสภาพแคระให้เจริญเติบโตต่อไปได้

6. 2.การประยุกต์ใช้ในเชิงนิติวิทยาศาสตร์2.การประยุกต์ใช้ในเชิงนิติวิทยาศาสตร์ รูปแบบของ DNA สามารถบอกเอกลักษณ์เฉพาะบุคคลได้ เนื่องจากแต่ละบุคคลมีรูปแบบของ DNA ที่ต่างกัน จึงนิยมใช้รูปแบบของ DNA ในการพิสูจน์บุคคล พิสูจน์ความสัมพันธ์ทางสายเลือด การตรวจทางนิติวิทยาศาสตร์เพื่อหาผู้กระทำผิด เป็นต้น เมื่อนำ DNA ไปตรวจสอบ โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น PCR และ RELP จะเกิดแถบ DNA รูปแบบของแถบ DNA นี้เรียกว่า ลายพิมพ์ DNA (DNA fingerprint) ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างระหว่างบุคคลได้ ในกรณีที่แฝดร่วมไข่(identical twin) พบว่าจะมีลายพิมพ์ DNA ที่เหมือนกัน แต่สำหรับแฝดต่างไข่ (nonidentical twin) อาจมีลายพิมพ์ DNA ที่แตกต่างกันได้ ได้มีการใช้ลายพิมพ์ DNA เพื่อตรวจพิสูจน์ความเกี่ยวพันในคดีอาญาที่รุนแรง เช่น ฆาตกรรม ซึ่งสามารถใช้หลักฐานสำคัญอย่างหนึ่งประกอบการพิจารณาของศาลได้

7. 3.การประยุกต์ใช้ในเชิงการเกษตร3.การประยุกต์ใช้ในเชิงการเกษตร 3.1 การทำฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพ ในการใช้เทคโนโลยี DNA เพื่อการปรับปรุงพันธุ์สัตว์ เป้าหมายหนึ่งคือ การปรับปรุงพันธุ์สัตว์ให้มีลักษณะดีขึ้น อีกเป้หมายหนึ่ง คือการสร้างฟาร์มสัตว์ที่เหมือนเป็นโรงงานผลิตสารสกัดเพื่อนำไปใช้ทางการแพทย์ ในการสร้างสัตว์ดัดแปรพันธุกรรม (transgenic animal ) จะเริ่มจากการแยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมีย และฉีดที่ต้องการเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ไข่ ซึ่งจะมีเซลล์บางเซลล์ยอมให้ยีนดังกล่าวแทรกเข้าไปในจีโนมองนิวเคลียสและแสดงออกได้ จากนั้นทำการปฏิสนธิในหลอดทดลอง(in vitro fertilization) แล้วถ่ายฝากเข้าในตัวแม่ผู้รับ เพื่อให้เจริญเป็นลูกตัวใหม่ ซึ่งมียีนที่ต้องการอยู่ โดยยีนที่ใช้ไม่จำเป็นต้องมาจากสปีชีส์เดียวกัน

8. 3.2 การสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรม การสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรม(transgenic plant)เพื่อให้มียีนตามลักษณะที่ต้องการ เช่น ชะลอการสุขของผลไม้หรือเพื่อยืดเวลาการเก็บรักษาผลผลิต มีความต้านทานโรคและแมลงมีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลง มีคุณค่าทางอาหารมากขึ้น เป็นต้น การดัดแปรพันธุกรรมในพืชสามารถทำได้ง่ายกว่าในสัตว์ เนื่องจากพืชมีศักยภาพในการรับยีนจากภายนอกและสามารถสร้างต้นขึ้นใหม่จากเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือส่วนต่างๆของร่างกายได้มากกว่าสัตว์ ดังนั้นถ้าสามารถถ่ายยีนเข้าสู่เซลล์พืชได้และพืชนั้นมีเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชที่มีการพัฒนามานานรองรับอยู่แล้ว ก็สามารถสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรมได้ง่ายกว่าในสัตว์ พืชดัดแปรพันธุกรรมที่มีความสามารถในการต้านทานแมลง โดยการถ่ายยีนที่สร้างสารพิษจากแบคทีเรียBacillus thuringiensis (BT) สารพิษนี้สามารถทำลายตัวอ่อนของแมลงบางประเภทย่างเฉพาะเจาะจง โดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต พืชดัดแปรพันธุกรรมที่ต้านทานโรค นำยีนที่สร้างจากโปรตีนเปลือกไวรัส (coat virus protein gene) ถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์มะละกอที่สร้างโปรตีนดังกล่าว ทำให้สามารถต้านเชื้อไวรัสได้ พืชดัดแปรพันธุกรรมที่สามารถต้านทานสารปราบวัชพืช นำยีนที่ต้านทานสารปราบวัชพืชไปใส่ในพืช

9. พืชดัดแปรพันธุกรรมที่มีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีของข้าว ได้มีนักวิทยาศาสตร์นำยีนจากต้นแดฟโฟดิล และยีนแบคทีเรียErwiniabreteriaถ่ายฝากให้ข้าว ทำให้ข้าวสามารถสร้างวิตามิน A ได้เรียกว่า ข้าวสีทอง พืชดัดแปรพันธุกรรมเพื่อยืดอายุของผลผลิตได้ยาวนานขึ้น โดยนำยีนที่มีผลต่อการยับยั้งการสร้างเอนไซม์ที่สังเคราะห์เอทีลีนใส่เข้าไปในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ทำให้มะเขือเทศสุกช้าลงเนื่องจากไม่มีการสร้างเอทีลีน

10. 4.การใช้พันธุศาสตร์เพื่อศึกษาค้นคว้าหายีนและหน้าที่ของยีน4.การใช้พันธุศาสตร์เพื่อศึกษาค้นคว้าหายีนและหน้าที่ของยีน สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีโปรตีนเป็นตัวดำเนินกิจกรรมต่างๆเป็นตัวดำเนินกิจกรรมต่างๆ หากมีการยับยั้งการทำงานของโปรตีน จะมีผลต่อลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ ถ้าศึกษาย้อนกลับไปว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นที่โปรตีนใด ยีนใดก็จะทราบถึงหน้าที่ของยีนนั้นๆเป็นการชักนำให้เกิดมิวเทชันในสิ่งมีชีวิต ที่มีการเปลี่ยนแปลง ฟีโนไทป์บางประการแล้วอาศัยเทคนิคต่างๆทางชีววิทยาระดับโมเลกุลเพื่อศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นที่ยีนใด จะเห็นว่าการศึกษาทางพันธุศาสตร์นั้น สามารถนำไปสู่การค้นพบยีนที่ทำหน้าที่ต่างๆและหากค้นคว้าอย่างลึกซึ้งถึงกลไกการทำงานต่างๆของยีนนั้นได้ ก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ

11. สมาชิกในกลุ่ม 1.นางสาวนลพรรณ ฉัตรไชยพรกุล เลขที่ 20ก 2.นางสาวพัชรภรณ์ จงหมื่นไวย์ เลขที่ 21ก 3.นางสาวโสรญา วงศ์จินดา เลขที่ 22ก 4.นางสาวกัลย์สุดา ดวงประเสริฐ เลขที่ 23ก 5.นางสาวศราวรรณ ร่วมทองเลขที่ 17ข ม.6/6