Zawartość
- DNA w inżynierii genetycznej
- Generowanie rekombinowanego DNA
- rDNA i inżynieria genetyczna
- Powody do manipulowania DNA
Inżynieria genetyczna to dziedzina biologii molekularnej, która polega na manipulowaniu strukturą materiału genetycznego znanego również jako kwas dezoksyrybonukleinowy lub DNA. Zrekombinowany DNA, zwany także rDNA, to nić DNA, którą manipulowali naukowcy. Inżynieria genetyczna i rDNA idą w parze; inżynieria genetyczna byłaby niemożliwa bez użycia rDNA.
DNA w inżynierii genetycznej
DNA jest cząsteczką dwuniciową, która zawiera geny, regiony niekodujące i regiony regulujące gen. Geny to jednostki dziedziczne, które kodują białka i określają cechy charakterystyczne organizmów. Innymi słowy, geny odróżniają cię od innych żywych organizmów i innych ludzi; geny i DNA sprawiają, że jesteś wyjątkowy. Naukowcy wykorzystują DNA do rDNA w laboratorium. Naukowcy nie są w stanie wygenerować DNA, dlatego muszą użyć naturalnego DNA z różnych organizmów do wytworzenia rDNA. Technologia rekombinacji DNA pozwala naukowcom łączyć DNA z dwóch źródeł: DNA ludzkiego z DNA bakteryjnym w celu wytworzenia powstałych białek w kulturach komórkowych.
Generowanie rekombinowanego DNA
„Molecular Cell Biology” H. Lodisha i in. Definiuje rDNA jako cząsteczkę DNA, która powstaje przez połączenie fragmentów DNA z różnych źródeł. rDNA jest wytwarzany przez cięcie DNA enzymami, zwanymi enzymami restrykcyjnymi, które mogą ciąć DNA w określonej sekwencji. Cięte DNA można połączyć z innym DNA, wyciętym tym samym enzymem, używając innego enzymu, zwanego ligazą DNA. Najczęściej rDNA jest klonowany do plazmidu i transformowany do komórki E. coli. E. coli namnoży plazmid i rDNA w nim lub wytworzy białko kodowane przez rDNA.
rDNA i inżynieria genetyczna
Pierwsze cząsteczki rDNA zostały wygenerowane w 1973 r. Przez Paula Berga, Herberta Boyera, Annie Chang i Stanleya Cohena z Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Jest to uważane za narodziny inżynierii genetycznej, zgodnie z „Cell and Molecular Biology”, napisanym przez Geralda Karpa. rDNA jest najważniejszym narzędziem stosowanym przez inżynierów genetycznych. Bez rDNA nie byłoby inżynierii genetycznej.
Powody do manipulowania DNA
Manipulacja DNA i generowanie rDNA ma kilka zastosowań. Geny w DNA kodują białka, które pełnią kilka funkcji w naszym ciele. Za pomocą rDNA naukowcy mogą wytwarzać białka w laboratorium. Na przykład wiele szczepionek, ludzkiej insuliny i ludzkich hormonów wzrostu wytwarza się w laboratorium przy użyciu technologii rDNA. Przed „narodzinami” inżynierii genetycznej insulinę stosowaną w leczeniu cukrzycy izolowano od świń i krów.