Садржај
- Шта је рекомбинантна ДНК?
- Методе конструкције рекомбинантне ДНК
- Клонирање и коришћење рекомбинантних ДНК секвенци
Шта је рекомбинантна ДНК?
Рекомбинантна ДНК је ДНК секвенца која је вештачки створена у лабораторији. ДНК је ћелија која се користи за производњу протеина који чине живе организме, а распоред азотних база дуж ланца ДНК одређује који протеини се формирају. Изолујући делове ДНК и рекомбинујући их са другим секвенцама, истраживачи могу да клонирају ДНК унутар бактерија или других ћелија домаћина и произведу корисне протеине, као што је инсулин. Клонирање омогућава много лакше проучавање појединих ДНК секвенци, јер ствара велику количину ДНК која се затим може модификовати и анализирати.
Методе конструкције рекомбинантне ДНК
Трансформација је процес којим се сегмент ДНК убацује у плазмид - мали мали репликативни круг ДНК. ДНК се реже коришћењем рестрикционих ензима. Ови ензими настају у бактеријским ћелијама као одбрамбени механизам, и циљају одређена места на молекули ДНК и раздвајају их. Рестриктивни ензими су посебно корисни јер стварају "лепљиве крајеве" на сегментима ДНК. Као и чичак, ови лепљиви крајеви омогућавају ДНК да се лако споји са комплементарним сегментима.
Занимајући ген и плазмиди изложени су истом рестрикцијском ензиму. Ово ствара много различитих молекула. Неки су плазмиди који садрже ген који нас занима, неки су плазмиди који садрже друге гене, неки су два плазмида заједно. Плазмиди се затим поново уводе у бактеријске ћелије, где се размножавају, а тражени рекомбинантни молекул ДНК идентификује се различитим врстама анализа. На пример, ако је плазмид раздељен на одређени ген, научници могу тражити ћелије које не експримирају тај ген и на тај начин идентификовати успешну рекомбинацију.
Небактеријска трансформација је у основи исти процес, али користи небактеријске ћелије као домаћине. ДНК се може убризгати директно у језгро ћелије домаћина. Истраживачи такође могу забранити ћелију са микроскопским металним честицама које су обложене ДНК.
Трансфекција је врло слична трансформацији, али се умјесто плазмида користе фаги. Фаг је вирус који инфицира бактерије. И фаги и плазмиди су идеални за овај процес, јер ће се брзо размножавати унутар бактеријске ћелије.
Клонирање и коришћење рекомбинантних ДНК секвенци
Једном када истраживачи идентификују одређене бактеријске ћелије које садрже рекомбинантну секвенцу, оне могу да узгајају те ћелије у култури и стварају велике количине гена. Тешко је добити бактеријске ћелије да заиста генеришу протеин из ћелије домаћина људи или животиње, али постоје начини подешавања експресије гена како би се таква производња олакшала. Ако се нуклеиране ћелије користе као станице домаћина (као код небактеријске трансформације), ћелије ће имати мање проблема са експресијом рекомбинантног гена.
Једном када се генирају у великом броју, гени се могу чувати у библиотекама ДНК, секвенцирати и проучавати. Рекомбинантна ДНК технологија омогућила је многа важна открића у форензичкој медицини, проучавању генетских болести, пољопривреде и фармације.