Sadržaj
- Što je rekombinantna DNA?
- Metode konstrukcije rekombinantne DNA
- Kloniranje i korištenje rekombinantnih slijedova DNA
Što je rekombinantna DNA?
Rekombinantna DNA je DNK slijed koji je umjetno stvoren u laboratoriju. DNK je predloška ćelija koja se koristi za proizvodnju proteina koji čine žive organizme, a raspored dušičnih baza duž lanca DNA određuje iz kojih proteina se formiraju. Izoliranjem komada DNA i rekombinacijom s drugim nizovima, istraživači mogu klonirati DNK unutar bakterija ili drugih stanica domaćina i stvarati korisne proteine, poput inzulina. Kloniranje omogućava znatno lakše proučavanje pojedinih DNK sekvenci, jer stvara veliku količinu DNK koja se tada može modificirati i analizirati.
Metode konstrukcije rekombinantne DNA
Transformacija je proces kojim se segment DNK ubacuje u plazmid - mali samoponovljivi krug DNK. DNK se reže pomoću restrikcijskih enzima. Ti se enzimi proizvode u bakterijskim stanicama kao obrambeni mehanizam, a ciljaju se na određenim mjestima na molekuli DNK i razdvajaju ih. Restriktivni enzimi posebno su korisni jer stvaraju "ljepljive krajeve" na segmentima DNK. Kao i čičak, ovi ljepljivi krajevi omogućuju DNK da se lako spoji s komplementarnim segmentima.
Zanimajući gen i plazmidi izloženi su istom restrikcijskom enzimu. To stvara mnogo različitih molekula. Neki su plazmidi koji sadrže zanimljivi gen, neki su plazmidi koji sadrže druge gene, neki su dva plazmida zajedno. Plazmidi se zatim ponovno uvode u bakterijske stanice, gdje se razmnožavaju, a tražena rekombinantna molekula DNA identificira se različitim vrstama analiza. Na primjer, ako je plazmid odvojen na određeni gen, znanstvenici mogu tražiti stanice koje ne mogu izraziti taj gen i tako identificirati uspješnu rekombinaciju.
Nebakterijska transformacija u osnovi je isti proces, ali koristi nebakterijske stanice kao domaćine. DNA se može ubrizgati izravno u jezgru stanice domaćina. Istraživači također mogu zabraniti stanicu mikroskopskim metalnim česticama koje su obložene DNK.
Transfekcija je vrlo slična transformaciji, ali umjesto plazmida koriste se fagi. Fag je virus koji inficira bakterije. I fagi i plazmidi idealni su za ovaj postupak jer će se brzo razmnožavati unutar bakterijske stanice.
Kloniranje i korištenje rekombinantnih slijedova DNA
Jednom kada su istraživači utvrdili određene bakterijske stanice koje sadrže rekombinantnu sekvencu, one mogu rasti u kulturi i stvarati velike količine gena. Teško je dobiti bakterijske stanice da zapravo generiraju protein iz stanice domaćina čovjeka ili životinje, ali postoje načini podešavanja ekspresije gena kako bi se takva proizvodnja olakšala. Ako se nukleirane stanice koriste kao stanice domaćina (kao u nebakterijskoj transformaciji), stanice će imati manje problema s ekspresijom rekombinantnog gena.
Jednom kad se geniraju u velikom broju, oni se mogu pohraniti u DNK biblioteke, sekvencirati i proučavati. Rekombinantna DNK tehnologija omogućila je mnogo važnih otkrića u forenzičkoj medicini, proučavanju genetskih bolesti, poljoprivrede i farmacije.