Генното инженерство е област на молекулярната биология, която включва манипулиране на структурата на генетичния материал, известен също като дезоксирибонуклеина киселина или ДНК. Рекомбинантната ДНК, наричана още rDNA, е нишка на ДНК, която е била манипулирана от учените. Генетичното инженерство и рДНК вървят ръка за ръка; генното инженерство би било невъзможно без използването на рДНК.
ДНК в генното инженерство
ДНК е двуверижна молекула, която съдържа гени, некодиращи региони и генни регулаторни региони. Гените са наследствени единици, които кодират протеини и определят характеристиките на организмите. С други думи, гените ви правят различни от другите живи организми и други хора; гени и ДНК ви правят уникални. Учените използват ДНК, за да направят рДНК в лабораторията. Учените не могат да генерират ДНК, така че трябва да използват естествена ДНК от различни организми, за да направят рДНК. Рекомбинантната ДНК технология позволява на учените да обединят ДНК от два източника: човешка ДНК с бактериална ДНК, за да произведат получените протеини в клетъчните култури.
Генериране на рекомбинантна ДНК
"Молекулярно-клетъчна биология", от H. Lodish et al., Определят рДНК като ДНК молекула, която се образува чрез присъединяване на ДНК фрагменти от различни източници. rDNA се произвежда чрез рязане на ДНК с ензими, наречени рестрикционни ензими, които могат да режат ДНК в определена последователност. Изрязаната ДНК може да бъде свързана с друга ДНК, изрязана със същия ензим, като се използва друг ензим, наречен ДНК лигаза. Най-често рДНК се клонира в плазмид и се трансформира в Е. coli клетка. Д. coli ще умножи плазмида и rDNA в него или ще произведе протеина, кодиран от rDNA.
рДНК и генно инженерство
Първите молекули на рДНК са генерирани през 1973 г. от Пол Берг, Хърбърт Бойер, Ани Чанг и Стенли Коен от Станфордския университет и Калифорнийския университет в Сан Франциско. Това се счита за раждането на генното инженерство, според "Клетъчна и молекулярна биология", написано от Джералд Карп. рДНК е най-важният инструмент, използван от генните инженери. Без рДНК не би имало генно инженерство.
Причини за манипулиране на ДНК
ДНК манипулацията и генерирането на rDNA има няколко приложения. Гените в ДНК кодират протеини, които имат няколко функции в тялото ни. С използването на рДНК учените могат да произвеждат протеини в лабораторията. Например, много ваксини, човешки инсулин и човешки хормони на растежа се произвеждат с технология rDNA в лабораторията. Преди "раждането" на генното инженерство, инсулинът, използван за лечение на диабет, е изолиран от прасета и крави.