Sisältö
- Mikä on rekombinantti-DNA?
- Menetelmät rekombinantti-DNA: n rakentamiseksi
- Kloonaaminen ja yhdistelmä-DNA-sekvenssien käyttö
Mikä on rekombinantti-DNA?
Rekombinantti-DNA on DNA-sekvenssi, joka on luotu keinotekoisesti laboratoriossa. DNA on templaattisolut, joita käytetään elävien organismien muodostavien proteiinien tuottamiseen, ja typpiemäksien järjestely DNA-juostetta pitkin määrää, mitkä proteiinit muodostuvat. Eristämällä DNA: n palat ja yhdistämällä ne muiden sekvenssien kanssa, tutkijat kykenevät kloonaamaan DNA: ta bakteereihin tai muihin isäntäsoluihin ja tuottamaan hyödyllisiä proteiineja, kuten insuliinia. Kloonaus mahdollistaa tiettyjen DNA-sekvenssien tutkimuksen paljon helpommin, koska se tuottaa suuren määrän DNA: ta, joka voidaan sitten modifioida ja analysoida.
Menetelmät rekombinantti-DNA: n rakentamiseksi
Transformaatio on prosessi, jolla segmentti DNA: ta insertoidaan plasmidiin - pieneen itsensä replikoivaan DNA-ympyrään. DNA leikataan käyttämällä restriktioentsyymejä. Näitä entsyymejä tuotetaan bakteerisoluissa suojamekanismina, ja ne kohdistuvat DNA-molekyylin tiettyihin kohtiin ja pilkkovat sen toisistaan. Restriktioentsyymit ovat erityisen hyödyllisiä, koska ne luovat "tahmeat päät" DNA-segmentteihin. Kuten tarranauhan, nämä tahmeat päät antavat DNA: n liittyä helposti komplementaaristen segmenttien kanssa.
Kiinnostava geeni ja plasmidit altistetaan molemmille samalle restriktioentsyymille. Tämä luo monia erilaisia molekyylejä. Jotkut ovat kiinnostavan geenin sisältäviä plasmideja, toiset ovat muita geenejä sisältäviä plasmideja, toiset ovat kahta plasmidia yhdessä. Plasmidit viedään sitten uudelleen bakteerisoluihin, joissa ne replikoituvat, ja haluttu rekombinantti-DNA-molekyyli tunnistetaan erityyppisillä analyyseillä. Esimerkiksi, jos plasmidi leikataan toisistaan tietyssä geenissä, tutkijat voivat etsiä soluja, jotka eivät ilmentä sitä geeniä, ja siten tunnistaa onnistuneen rekombinaation.
Ei-bakteerimuunnokset ovat olennaisesti sama prosessi, mutta isäntinä käytetään ei-bakteerisoluja. DNA voidaan injektoida suoraan isäntäsolun ytimeen. Tutkijat voivat myös soluttaa solun mikroskooppisilla metallihiukkasilla, jotka on päällystetty DNA: lla.
Transfektio on hyvin samanlainen kuin transformaatio, mutta plasmidien sijasta käytetään faageja. Faagi on virus, joka tartuttaa bakteereja. Sekä faagit että plasmidit ovat ihanteellisia tähän prosessiin, koska ne replikoituvat nopeasti bakteerisolussa.
Kloonaaminen ja yhdistelmä-DNA-sekvenssien käyttö
Kun tutkijat ovat tunnistaneet tietyt bakteerisolut, jotka sisältävät yhdistelmäsekvenssin, he voivat kasvattaa näitä soluja viljelmässä ja tuottaa suuria määriä geeniä. On vaikea saada bakteerisoluja tuottamaan proteiinia ihmisen tai eläimen isäntäsolusta, mutta geeniekspression säätämiseksi on olemassa tapoja helpottaa tällaista tuotantoa. Jos nukleoituja soluja käytetään isäntäsoluina (kuten ei-bakteerimuunnoksissa), soluilla on vähemmän ongelmia rekombinanttigeenin ilmentämisessä.
Kun geenejä on kloonattu suuri määrä, ne voidaan sitten varastoida DNA-kirjastoihin, sekvensoida ja tutkia. Rekombinantti-DNA-tekniikka on mahdollistanut monia tärkeitä löytöjä rikosteknisissä tutkimuksissa, geneettisten sairauksien tutkimuksessa, maataloudessa ja lääkkeissä.