Digidexo.com

Hvordan Forskere Konstruer rekombinante DNA-molekyler?

Hva er rekombinant DNA?

Rekombinant DNA er en DNA-sekvens som har blitt kunstig skapt i laboratoriet. DNA er templat-celler bruker til å produsere proteinene som utgjør levende organismer, og arrangementet av nitrogenbaser langs en tråd av DNA som bestemmer hvilke proteiner er dannet. Ved isolering av biter av DNA og rekombinere dem med andre sekvenser, forskere er i stand til å klone DNA i bakterier eller andre vertsceller og produsere nyttige proteiner, slik som insulin. Kloning tillater mye enklere undersøkelse av bestemte DNA-sekvenser, da det gir en stor mengde av DNA som deretter kan modifiseres og analysert.

Metoder for Konstruere rekombinant DNA

Transformasjon er en prosess der et segment av DNA som er innsatt i et plasmid - en liten selvreproduserende krets av DNA. DNA blir kuttet ved hjelp av restriksjonsenzymer. Disse enzymene er produsert i bakterieceller som en defensiv mekanisme, og de målrette bestemte områder på et DNA-molekyl og hogge den fra hverandre. Restriksjonsenzymer er spesielt nyttige fordi de skaper "klebrige ender" på de segmenter av DNA. Som borrelås, disse klebrige ender tillate DNA til å bli lett med komplementære segmenter.

Genet av interesse, og plasmidene er begge utsatt for det samme restriksjonsenzym. Dette skaper mange ulike molekyler. Noen er plasmider som inneholder genet av interesse, noen er plasmider som inneholder andre gener, noen er to plasmider sammen. Plasmidene blir deretter gjeninnføres i bakterieceller, hvor de replikere, og det ettertraktede rekombinant DNA-molekyl er identifisert ved hjelp av forskjellige typer analyser. For eksempel, hvis plasmidet er skiver fra hverandre ved et bestemt gen, kan forskere se for celler mislykkes å uttrykke genet, og derved identifisere vellykket rekombinasjon.

Ikke-bakteriell transformasjon er hovedsakelig den samme fremgangsmåte, men bruker ikke-bakterieceller som verter. DNA kan bli injisert direkte inn i kjernen i en vertscelle. Forskere kan også bom en celle med mikroskopiske metallpartikler som er blitt belagt med DNA.

Transfeksjon er svært lik transformasjonen, men fag blir anvendt i stedet for plasmider. Et fag er et virus som infiserer bakterier. Begge fager og plasmider er ideelle for denne prosessen siden de vil replikere raskt i en bakteriecelle.

Kloning og bruke rekombinant DNA-sekvenser

Når forskere har identifisert de aktuelle bakterieceller inneholdende den rekombinante sekvens, kan de vokser disse cellene i en kultur og generere store mengder av genet. Det er vanskelig å få bakterieceller til å faktisk produsere et protein fra et humant eller animalsk vertscelle, men det finnes måter å tilpasse genekspresjon å foreta en slik produksjon enklere. Hvis kjerneholdige celler blir anvendt som vertsceller (som i nonbacterial transformasjon), vil cellene har færre problemer som uttrykker det rekombinante genet.

Når gener er klonet i store mengder, kan de deretter bli lagret i DNA-biblioteker, sekvensert og undersøkt. Rekombinant DNA-teknologi har gjort det mulig mange viktige funn i etterforskning, studiet av genetiske sykdommer, landbruk og legemidler.