جانداران دستکاری‌شده ژنتیکی

جانداران دستکاری‌شده ژنتیکی یا جانداران مهندسی‌شده ژنتیکی ، موجوداتی هستند که ساختار ژنتیکی‌شان به وسیله روش‌های مهندسی ژنتیک تغییر پیدا کرده‌است.
GMOها (Genetically modified organism) برای تولید بسیاری از داروها و غذاهای اصلاح شده ژنتیکی و به‌طور گسترده در تحقیقات علمی و تولید محصولات دیگر استفاده می‌شوند. اصطلاح GMO به اصطلاح «ارگانیسم‌های اصلاح شده زنده» که در پروتکل ایمنی زیستی کارتاهنا تعریف شده‌است بسیار نزدیک است. ارگانیسم‌های اصلاح شده زنده به هر ارگانیسم زنده‌ای که با استفاده از زیست فناوری مدرن ترکیب جدیدی از مواد ژنتیکی را بدست آورده‌است، گفته می‌شود.
یک «موجود تراریخته» نیز GMO محسوب می‌شود. در یک موجود تراریخته ساختار ژنتیکی بوسیله افزودن ماده ژنتیکی از یک موجود نامرتبط تغییر یافته‌است. این نباید با روش بسیار کلی که در آن GMO برای طبقه‌بندی ارگانیسم‌های تغییریافته ژنتیکی استفاده می‌شوند اشتباه گرفته شود، چرا که GMOها به صورت متداول ارگانیسم‌های هستند که ساختار ژنتیکی شان بدون افزودن مواد از یک ارگانیسم نامرتبط تغییر یافته‌است.
اولین موش اصلاح شده ژنتیکی در سال ۱۹۷۴ و اولین گیاه اصلاح شده ژنتیکی در سال ۱۹۸۳ تولید شدند.
تولید
اصلاح ژنتیکی شامل جهش، درج یا حذف ژن است. ژن‌های درج شده معمولا از گونه‌های متفاوت و به شکل افقی انتقال می‌یابند. در طبیعت این پدیده زمانی رخ می‌دهد که DNAی اگزوژنوس به هر دلیلی به غشای سلولی نفوذ کند. این فرایند می‌تواند به شکل مصنوعی و از راه‌های زیر انجام شود:
متصل کردن ژن‌ها به یک ویروس
درج DNAی خارجی درون هسته‌های میزبان با استفاده از یک سرنگ کوچک
استفاده از الکتروپوریشن که با استفاده از جریان الکتریکی، DNA را از یک ارگانیسم به سلول دیگر وارد می‌کند.
شلیک ذرات کوچک با استفاده از یک تفنگ ژنی )
روش‌های طبیعی بهره‌برداری از روش‌های انتقال ژن نیز شامل توانایی آگروباکتریوم برای انتقال ژن به گیاهان یا توانایی لنتی ویروس‌ها(lentiviruses) برای انتقال به سلول‌های حیوانی است.
کاربردها
GMOها در تحقیقات پزشکی و زیستی، تولید داروها، پزشکی تجربی (برای مثال ژن درمانی و واکسن‌ها علیه ویروس ابولا) و کشاورزی (برنج طلایی، مقاومت در برابر علف کش‌ها) استفاده می‌شوند. اصطلاح «ارگانیسم تغییریافته ژنتیکی می‌تواند شامل مفهوم درج هدفمند ژن از یک گونه به دیگر باشد». برای مثال، یک ژن از عروسی دریایی که کدکننده GFP یا همان پروتئین فلورسنت سبزاست می‌تواند متصل شده و به صورت همزمان با ژن‌های پستانداران در سلول‌های آنها بیان شود. دانشمندان از این ژن برای شناسایی مکان پروتئین کدشده بوسیله ژن متصل شده به GFP استفاده می‌کنند.
برخی روش‌ها، ابزارهای مفیدی برای زیست شناسان در زمینه‌های تحقیقاتی متعدد از جمله مطالعه مکانیزم‌های بیماری‌های انسانی و دیگر بیماری‌ها یا فرآیندهای زیستی پایه‌ای در سلول‌های یوکاریوت و پروکاریوت هستند.
میکروب‌ها
باکتری‌ها اولین موجوداتی هستند که به دلیل این که به راحتی می‌توان تغییر ژنتیکی در آن‌ها ایجاد کرد، تحت اصلاحات ژنتیکی قرار گرفته‌اند.
باکتری‌ها همچنین ارگانیسم‌های مدل مهمی برای آزمایش‌های مهندسی ژنتیک هستند و در زمینه زیست‌شناسی مصنوعی به منظور آزمایش روش‌های مصنوعی مختلف از سنتز ژنوم تا ایجاد نوکلئوتیدهای جدید استفاده می‌شوند.
این ارگانیسم‌ها همچنین برای اهداف متعددی از جمله تولید مقادیر بالایی از پروتئین‌های خالص برای اهداف پزشکی استفاده می‌شوند.
باکتری‌های تغییریافته ژنتیکی برای تولید پروتئین انسولین به منظور درمان دیابت‌ها استفاده می‌شوند. باکتری‌های مشابه نیز برای تولید سوخت‌های زیستی، فاکتورهای انعقادی برای درمان هموفیلی و هورمون رشد انسانی برای درمان اشکال متنوع کوتولگی استفاده می‌گردند.
علاوه بر این میکروارگانیسم‌های مهندسی شده ژنتیکی مختلفی به‌طور معمول به عنوان منابع آنزیمی برای تولید انواعی از غذاهای فرآوری شده استفاده می‌شوند. این منابع آنزیمی شامل آلفا-آمیلاز که نشاسته را به قند ساده تبدیل می‌کند، کیموزین از باکتری‌ها و قارچ‌ها (که پروتئین شیر را برای ساخت پنیر منعقد می‌کند) و پکتین استراز از قارچ (که شفافیت آبمیوه را بهبود می‌دهد) می‌باشد.
گیاهان
گیاهان تراریخته
گیاهان در تحقیقات علمی به منظور ایجاد رنگ‌های جدید در گیاهان و ایجاد محصولات مختلف مهندسی می‌شوند.
در تحقیقات علمی، گیاهان برای کشف عملکرد ژن‌های خاص مهندسی می‌شوند. یکی از این روش‌ها، سرکوب ژن موردنظر و مشاهده فنوتیپی است که بر اثر آن ایجاد می‌شود. روش دوم اتصال ژن به یک پروموتور قوی و مشاهده اثر آن است.
محصولات گیاهی تغییریافته ژنتیکی
محصولات گیاهی تغییریافته ژنتیکی، (تراریخته) گیاهان استفاده شده در کشاورزی هستند که DNA ی آن‌ها بوسیله تکنیک‌های مهندسی ژنتیک تغییر یافته‌است. در اکثر موارد هدف افزودن یک خصوصیت جدید به گیاهانی است که بصورت طبیعی آن را ندارند. از جمله این خصوصیات می‌توان به مقاومت به حشرات خاص، بیماری‌ها یا شرایط محیطی، کاهش فساد گیاه، افزایش مقاومت به درمان‌های شیمیایی (برای مثال مقاومت به علف کش‌ها) یا بهبود دادن پروفایل‌های غذایی محصولات اشاره کرد. مثال‌های از محصولات غیرغذایی نیز شامل تولید عناصر دارویی، سوخت‌های زیستی و دیگر محصولات مفید صنعتی است.
حفاظت در گیاهان
موجودات اصلاح شده ژنتیکی با هدف حفظ گونه‌های گیاهی در معرض خطر انقراض ارائه شده‌اند.
قبل از اینکه تکنیک اصلاح ژنتیکی گیاهان برای حفاظت از گیاهان به شکل گسترده‌ای استفاده شود نیازمند آزمایش‌ها درون آزمایشگاهی متعددی است.
پستانداران
پستانداران اصلاح شده ژنتیکی طبقه مهمی از موجودات مهندسی شده ژنتیکی هستند.
در حال حاضر حیوانات تغییریافته ژنتیکی توسعه یافته می‌توانند در در داخل شش گروه گسترده مختلف براساس اهداف موردنظر اصلاح ژنتیکی قرار بگیرند:
تحقیق در رابطه با بیماری‌های انسانی (برای مثال توسعه مدل‌های حیوانی برای این بیماری‌ها)
تولید محصولات صنعتی یا مصرفی (مانند فیبرها برای کاربردهای متعدد)
تولید محصولات دلخواه برای استفاده درمانی انسان (محصولات دارویی یا بافت برای کاشت)
غنی سازی یا بهبود تعاملات حیوانات با انسان‌ها (حیوانات خانگی با آلرژی زای بالا)
بهبود تولید یا ویژگی‌های کیفیت غذایی (مانند ماهی با رشد سریع‌تر)
۶-بهبود سلامت حیوانات (مقاومت در برابر بیماری‌ها)
موجودات تغییریافته ژنتیکی با استفاده از فناوری DNAی نوترکیب ساخته می‌شوند
کاربرد تحقیقاتی
حیوانات تراریخته به عنوان حیوانات مدل آزمایشگاهی برای سنجش در تحقیقات زیست پزشکی استفاده می‌شوند. این حیوانات برای کشف و توسعه درمان‌های بیماری‌های متعددی حیاتی هستند.