Erfðatækni

Erfðavísindi
Þetta er fræðigreinin sem rannsakar hvernig erfðir virka og hvernig lífverur erfa eiginleika sína. Þessi vísindi eru grundvöllur allrar erfðatækni.

Erfðatækni
Þetta eru aðferðir og tækni sem vísindamenn nota til að breyta eða hagræða ákveðnum genum í lífverum. Hún er notuð til að bæta eiginleika plantna, dýra eða þróa ný lyf.

Erfðaefni
Þetta eru allar leiðbeiningarnar og teikningarnar sem fruma notar til að búa til lífveru. Það er geymt í DNA keðjunni og flyst frá foreldrum til barna.

Gen
Stuttur hluti af DNA keðjunni sem inniheldur uppskrift að ákveðnu prótíni. Gen stýra því hvaða eiginleika lífveran hefur.

DNA kirni (Nucleotides)
Þetta eru litlu byggingareiningarnar sem mynda DNA keðjuna. Röð þessara kirna (A, C, T, G) er eins og kóði sem geymir allar erfðaupplýsingar.

Stökkbreyting (Mutation)
Þetta er náttúruleg eða tilbúin varanleg breyting sem verður á röð DNA kirna í geninu. Stökkbreytingar eru uppspretta nýrra eiginleika og þróunar.

Náttúruleg þróun (Natural Evolution)
Ferli þar sem lífverur aðlagast og breytast hægt og rólega yfir mjög langan tíma vegna stökkbreytinga og náttúruvals. Erfðatækni getur stundum flýtt fyrir þessu ferli.

Klónun
Aðferð þar sem búin er til lífvera sem er genetískt nákvæm eftirlíking af annarri lífveru. Það er hægt að klóna frumur, vefi eða heila lífveru.

Klón
Lífvera sem er búin til með klónun og hefur nákvæmlega sama erfðaefni og upprunalega lífveran. Frumur sem skipta sér eru tæknilega séð klónar hver af annarri.

Raðgreining (Sequencing)
Aðferð þar sem röð DNA kirna í genum er kortlögð. Þetta hjálpar vísindamönnum að lesa “uppskriftirnar” í erfðaefninu til að finna galla eða breyta þeim.

Veirur (Viruses)
Örsmáir smitvaldar sem eru ekki lifandi en nota frumur annarra lífvera til að fjölga sér með því að sprauta erfðaefni sínu inn í þær. Erfðatækni notar oft veirur til að koma genum inn í frumur (í lækningaskyni).

Bóluefni (Vaccines)
Efni sem er sprautað í líkamann til að kenna ónæmiskerfinu að þekkja og berjast gegn ákveðnum sjúkdómum eða veirum. Mörg ný bóluefni eru þróuð með erfðatækni.

Siðfræði Klónunar
Ef vísindamenn gætu klónað dýr sem eru í útrýmingarhættu til að bjarga tegundinni, ættu þeir að gera það? Hver eru siðferðislegu vandamálin við að búa til klón af manneskju?

Breytt erfðaefni í mat
Erfðatækni er notuð til að breyta genum í matjurtum til að gera þær stærri eða þolnari (erfðabreyttar lífverur). Hvað eru helstu kostirnir og gallarnir við það að borða mat sem hefur verið breytt með erfðatækni?

Tæknin og þróunin
Erfðatækni getur breytt erfðaefni á örskotsstundu. Berðu það saman við náttúrulega þróun. Hver er hættan á því að flýta svona mikið fyrir náttúrulegu ferli?

Bóluefni og veirur
Hvernig hjálpar erfðatækni vísindamönnum að búa til ný bóluefni til að berjast gegn skaðlegum veirum? Þar sem veirur eru alltaf að stökkbreytast, hvað þýðir það fyrir þróun framtíðar bóluefna?

Raðgreining með litum

Þessi æfing gerir Raðgreiningu og stökkbreytingar sýnilegar.

Markmið

Að skilja hvernig erfðaefni er lesið (raðgreint) og hvernig ein stökkbreyting getur breytt uppskriftinni.

Efni

• Perlusett eða litlir litríkir kubbar (í fjórum litum) til að tákna DNA kirnin (A, C, T, G).

• Pípuhreinsarar eða band til að þræða á.

• Töflur eða blað til að skrá röðina.

Framkvæmd

1. Erfðaefnið: Nemendur þræða langt band með perlum í tiltekinni röð (t.d. G-A-T-T-A-C-A), sem táknar stuttan hluta af erfðaefni (eitt gen).

2. Raðgreining: Nemendur "lesa" eða raðgreina DNA-ið sitt og skrifa niður röðina á töfluna.

3. Stökkbreyting: Hver hópur fær síðan fyrirmæli um að gera eina stökkbreytingu á geninu sínu (t.d. skipta kirni á fjórða stað út fyrir annan lit).

4. Samanburður: Hópar raðgreina nýja DNA-ið og bera saman við upphaflega erfðaefnið. Ræðið hvaða áhrif ein stökkbreyting getur haft á uppskriftina.

Niðurstaða
Nemendur sjá að erfðatækni byggir á nákvæmri raðgreiningu og að breytingar á aðeins einu DNA kirni geta haft mikil áhrif.