Geny jsou sekvence DNA, které lze rozdělit na funkční segmenty. Produkují také biologicky aktivní produkt, jako je strukturní protein, enzym nebo nukleová kyselina. Spojením segmentů existujících genů v procesu zvaném molekulární klonování vyvinou vědci geny s novými vlastnostmi. Vědci provádějí sestřih genů v laboratoři a vkládají DNA do rostlin, zvířat nebo buněčných linií.
Proč spojovat geny?
Ačkoli některé noci říkají, že je rozumné nechat přírodu samotnou, spojování genů nabízí společnosti mnoho výhod. Vědci jsou zdaleka jeho nejčastějšími uživateli, kteří studují funkci genů a genových produktů. Přidávají nové geny do organismů, aby byly plodiny odolné vůči chorobám nebo výživnější.
Genová terapie, aktivní téma výzkumu, poskytuje nový a přizpůsobený způsob boje s genetickými chorobami. Tento přístup je obzvláště užitečný, když léky s malou molekulou neexistují. Vědci také používají genové sestřihy k výrobě léků na bázi bílkovin, které zlepšují lékařskou péči.
Proces genového sestřihu
Gen je spojen spojením různých genových segmentů a sekvencí DNA do produktu zvaného chiméra. Vědci spojují tyto úryvky s kruhovým kouskem DNA zvaným plazmid.
Vědci používají ke klonování genů z DNA organismu složitý proces. Během desetiletí vědeckého výzkumu však většina genů již existuje v plazmidu uloženém někde v laboratoři. Genové segmenty jsou vyříznuty z původní DNA a spojeny, aby vytvořily nový gen. Poté vědci zkontrolují novou sekvenci, aby se ujistili, že její poloha a orientace v molekule DNA jsou správné.
Kódující regiony
Kódující oblast genu definuje produkt produkovaný buňkou; toto je téměř vždy protein. Kódující oblast genu může být změněna přirozeně se vyskytujícími nebo umělými mutacemi. Tyto změny DNA buňky mění fungování buňky. Vědci mohou přidat sekvenci značek ke sledování a studiu genových produktů v organismu. Genové sestřih také vytváří nové genové sekvence pro vytváření proteinů s více nebo zcela novými funkcemi.
Nekódující oblasti
Ne všechny části genové kontroly produkce konečného produktu. Nekódující oblasti jsou stejně důležité při určování genové funkce.
Promotorové sekvence řídí způsoby, kterými jsou geny exprimovány v buňce. Tyto sekvence určují, zda je gen vždy exprimován, zpracovává buňku a produkuje určitou živinu nebo zda je buňka ve stresu. Promotor také řídí, ve kterých buňkách je gen exprimován. Například bakteriální promotor nebude fungovat, pokud je přesunut do rostlinné nebo zvířecí buňky.
Enhancerové sekvence kontrolují, zda buňka produkuje mnoho nebo jen několik jednotek konečného produktu genu. Další sekvence určují, jak dlouho a kolik produktů přetrvává v buňce a zda buňka vylučuje konečné produkty.