Gener er DNA-sekvenser, der kan opdeles i funktionelle segmenter. De producerer også et biologisk aktivt produkt, såsom et strukturelt protein, enzym eller nukleinsyre. Ved at samle segmenter af eksisterende gener i en proces kaldet molekylær kloning udvikler forskere gener med nye egenskaber. Forskere udfører genet splejsning i laboratoriet og indsætter DNA'et i planter, dyr eller cellelinjer.
Hvorfor splejse gener?
Selvom en nat siger, at det er klogt at lade naturen være i fred, tilbyder gensplejsning mange fordele for samfundet. Forskere er langt de hyppigste brugere og studerer funktionen af gener og genprodukter. De tilføjer nye gener til organismer for at gøre afgrødeplanter sygdomsresistente eller mere nærende.
Genterapi, et aktivt emne for forskning, giver en ny og tilpasset måde at bekæmpe genetiske sygdomme på. Denne tilgang er især nyttig, når der ikke findes småmolekylære lægemidler. Forskere bruger også gensplejsning til at producere proteinbaserede lægemidler, der forbedrer lægebehandling.
Genplejsningsproces
Et gen splejses ved at samle forskellige gensegmenter og DNA-sekvenser i et produkt kaldet en kimære. Forskere slutter sig til disse uddrag i et cirkulært stykke DNA kaldet et plasmid.
Forskere bruger en kompleks proces til at klone gener fra en organisms DNA. I årtier med videnskabelig forskning eksisterer de fleste gener imidlertid allerede i et plasmid, der er gemt i et laboratorium et eller andet sted. Gensegmenter skæres ud af det originale DNA og sammenføjes for at danne et nyt gen. Derefter kontrollerer forskere den nye sekvens for at sikre, at dens position og orientering i DNA-molekylet er korrekt.
Kodningsregioner
Genets kodende region definerer det produkt, der produceres af cellen; dette er næsten altid et protein. Den kodende region i et gen kan ændres med naturligt forekommende eller kunstige mutationer. Disse ændringer i en celles DNA ændrer, hvordan cellen fungerer. Forskere kan tilføje en mærkesekvens for at spore og studere genprodukter i en organisme. Gensplejsning skaber også nye gensekvenser for at skabe proteiner med flere eller helt nye funktioner.
Ikke-kodende regioner
Ikke alle dele af et gen kontrollerer produktionen af et slutprodukt. Ikke-kodende regioner er lige så vigtige til bestemmelse af genfunktion.
Promotorsekvenser styrer måder, hvorpå gener udtrykkes i en celle. Disse sekvenser bestemmer, om et gen altid udtrykkes, behandler cellen, der producerer et bestemt næringsstof, eller om en celle er under stress. Promotoren kontrollerer også, hvilke celler et gen udtrykkes i. For eksempel vil en bakteriepromotor ikke fungere, hvis den flyttes ind i en plante- eller dyrecelle.
Enhancer-sekvenser styrer, om cellen producerer mange eller kun få enheder af genets slutprodukt. Andre sekvenser bestemmer, hvor længe og hvor mange produkter der ligger i cellen, og om cellen udskiller slutprodukter.