هرمون النمو البشري (HGH) ، الذي تنتجه الغدة النخامية ، ضروري للنمو السليم عند الأطفال. ومع ذلك ، يعاني بعض الأطفال من اضطرابات تؤدي إلى انخفاض مستويات هرمون النمو. إذا ذهب الأطفال دون علاج ، فإنهم ينضجون كبالغين قصيري السن بشكل غير عادي يتم علاج هذه الحالة عن طريق إعطاء هرمون النمو ، والذي يتم إنتاجه اليوم باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف (rDNA).
الحمض النووي معاد التركيب
يستخدم العلماء تقنية rDNA ، وهي مجموعة من التقنيات التي ترتبط بعزل الجينات (قطع معينة من الحمض النووي) منهم إلى قطع أخرى من الحمض النووي ونقل المادة الوراثية المدمجة حديثًا إلى أنواع أخرى مثل بكتيريا. تُعرف تقنية rDNA أحيانًا بالهندسة الوراثية ، وهي اختراع حديث نسبيًا يرجع تاريخه إلى السبعينيات. كان الأنسولين أول بروتين يتم إنتاجه باستخدام طرق rDNA.
الغدد النخامية
هرمون النمو هو بروتين ، ومثل جميع البروتينات ، فهو مصنوع من سلسلة من الوحدات الفرعية للأحماض الأمينية. (في حالة هرمون النمو ، يبلغ طول البروتين حوالي 190 من الأحماض الأمينية.) قبل اختراع تقنية rDNA ، لا يمكن إنتاج هرمون النمو إلا بشق الأنفس من خلال عزله عن أنسجة الغدة النخامية المأخوذة من الإنسان جثث.
كانت هذه العملية غير فعالة ومكلفة وأحيانًا غير آمنة. على سبيل المثال ، احتوى منتج هرمون النمو الناتج من حين لآخر على ملوثات من أنسجة الجثث. نادرًا ما يصاب المرضى الذين تم حقنهم بهرمون النمو البشري من الجثث بمرض كروتزفيلد جاكوب ، وهو نسخة بشرية خطيرة جدًا من مرض جنون البقر. تحدث العدوى بسبب بروتينات تسمى البريونات. من خلال القضاء على الحاجة إلى الأنسجة البشرية ، تتجنب تقنية rDNA هذه وغيرها من مشاكل التلوث المحتملة.
عزل
جينات مثل تلك الخاصة بهرمون النمو تحتوي على تعليمات مشفرة لإنتاج البروتين. داخل الخلايا ، يتم إعادة تشفير هذه المعلومات أولاً من الحمض النووي ، والذي يوفر معلومات طويلة الأجل التخزين ، لجزيء مرسال RNA (mRNA) ، والذي يوفر تعليمات محددة لبروتين HGH إنتاج.
يبدأ العلماء بأخذ أنسجة الغدة النخامية وعزل الرنا المرسال المشفر بواسطة جين HGH. بعد ذلك ، استخدموا الرنا المرسال كقالب لإنشاء الحمض النووي التكميلي (كدنا). يحتوي هذا الحمض النووي على التعليمات المشفرة لصنع بروتين هرمون النمو.
النقل والإنتاج
بعد أن قام العلماء بتكوين cDNA ، قاموا بإضافته إلى البلازميد ، وهو عبارة عن حلقة صغيرة من الحمض النووي مأخوذة من خلية بكتيرية. بعد ذلك ، يقومون بإدخال البلازميد في البكتيريا. عندما تزرع البكتيريا في المزرعة ، تستخدم الخلايا جين HGH المنقول للإنتاج والعزل هرمون النمو أسرع بكثير وبجهد وتكلفة أقل مما كان ممكنًا مع الغدة النخامية البشرية الانسجة. ولأن البروتين تُنتجه البكتيريا ، فإن التلوث بمكونات أنسجة الجثث غير ممكن.