Sadržaj
Lančana reakcija polimeraze (PCR) i njezin znanstveni srodnik, kloniranje eksprimiranih gena, dva su biotehnološka otkrića 1970-ih i 1980-ih koji i dalje igraju značajnu ulogu u pokušaju razumijevanja bolesti. Obje ove molekularne tehnologije daju znanstvenicima sredstva da naprave više DNK na različite načine.
Povijest
Molekularni biolog Kary Mullis revolucionirao je genetsku znanost kada je u proljeće 1983. zamislio lančanu reakciju polimeraze (PCR), čime je dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1993. Taj je pomak naišao na područje istraživanja kloniranja koje potiče iz 1902. godine. Nije došlo do većeg napretka u kloniranju sve do studenog 1951., kada je tim znanstvenika iz Philadelphie klonirao embrij žabe. Veliki proboj dogodio se 5. srpnja 1996., kad su znanstvenici klonirali „Dolly“ janjetinu iz smrznute stanice mliječnih mlijeka.
PCR i kloniranje
Kloniranje je jednostavno stvaranje jednog živog organizma od drugog, stvaranje dva organizma s istim točnim genima. PCR omogućuje znanstvenicima da u nekoliko sati proizvedu milijarde primjeraka dijela DNK. Iako PCR utječe na tehnologiju kloniranja stvarajući velike količine DNK koje se mogu klonirati, PCR se suočava s poteškoćom kontaminacije, gdje se uzorak s neželjenim genetskim materijalom može replicirati i proizvesti pogrešnu DNK.
Kako djeluje PCR
PCR postupak uključuje razgradnju DNK zagrijavanjem, što odmotava dvostruku spiralu DNA u zasebne pojedinačne niti. Jednom kada se ovi lanci odvoje, enzim nazvan DNA polimeraza čita niz nukleinskih kiselina i stvara dvostruki lanac DNA. Taj se postupak ponavlja iznova i iznova, udvostručujući količinu DNK u svakom ciklusu i povećavajući DNK eksponencijalno sve dok se ne stvore milijuni primjeraka izvorne DNK.
Kako djeluje kloniranje
Kloniranje DNK uključuje prvo izoliranje izvorne i vektorske DNK, a zatim korištenje enzima za rezanje ove dvije DNK.Zatim znanstvenici vežu izvornu DNK s vektorom enzimom DNA ligaze koji popravlja spoj i stvara jedan lanac DNA. Ta se DNK tada uvodi u stanicu organizma domaćina, gdje raste s organizmom.
Prijave
PCR je postao standardni alat u forenzičkoj znanosti jer može umnožiti vrlo male uzorke DNK za laboratorijsko testiranje višestrukih kriminala. PCR je također postao koristan arheolozima za proučavanje evolucijske biologije različitih životinjskih vrsta, uključujući uzorke stare tisuće godina. Tehnologija kloniranja omogućila je relativno jednostavno izoliranje fragmenata DNK koji sadrže gene za proučavanje funkcije gena. Znanstvenici vjeruju da se pouzdano kloniranje može iskoristiti za uzgoj poljoprivrede produktivnijim umnožavanjem najboljih životinja i usjeva, kao i za točnijim medicinskim ispitivanjima pružanjem testiranih životinja koje sve reagiraju na isti način na isti lijek.