Gentechnik ist ein Gebiet der Molekularbiologie, das die Manipulation der Struktur von genetischem Material beinhaltet, die auch als Deoxsyribonukleinsäure oder DNA bekannt ist. Rekombinante DNA, auch rDNA genannt, ist ein DNA-Strang, der von Wissenschaftlern manipuliert wurde. Gentechnik und rDNA gehen Hand in Hand; Gentechnik wäre ohne den Einsatz von rDNA nicht möglich.
DNA in der Gentechnik
DNA ist ein doppelsträngiges Molekül, das Gene, nicht-kodierende Regionen und Genregulationsregionen enthält. Gene sind erbliche Einheiten, die Proteine kodieren und die Eigenschaften von Organismen definieren. Mit anderen Worten, Gene unterscheiden Sie von anderen lebenden Organismen und anderen Menschen; Gene und DNA machen dich einzigartig. Wissenschaftler verwenden DNA, um rDNA im Labor herzustellen. Wissenschaftler können keine DNA erzeugen, daher müssen sie natürliche DNA aus verschiedenen Organismen verwenden, um rDNA herzustellen. Die rekombinante DNA-Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, DNA aus zwei Quellen zu vereinen: menschliche DNA mit bakterieller DNA, um die resultierenden Proteine in Zellkulturen herzustellen.
Erzeugung rekombinanter DNA
„Molekulare Zellbiologie“ von H. Lodish et al. definieren rDNA als ein DNA-Molekül, das durch Verbinden von DNA-Fragmenten aus verschiedenen Quellen gebildet wird. rDNA wird hergestellt, indem DNA mit Enzymen, sogenannten Restriktionsenzymen, geschnitten wird, die DNA an einer bestimmten Sequenz schneiden können. Die geschnittene DNA kann mit einer anderen DNA verbunden werden, die mit demselben Enzym geschnitten wurde, unter Verwendung eines anderen Enzyms, der DNA-Ligase. Am häufigsten wird die rDNA in ein Plasmid kloniert und in ein E. coli-Zelle. E. coli wird das Plasmid und die darin enthaltene rDNA vermehren oder das von der rDNA kodierte Protein produzieren.
rDNA und Gentechnik
Die ersten rDNA-Moleküle wurden 1973 von Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang und Stanley Cohen von der Stanford University und der University of California San Francisco hergestellt. Laut "Cell and Molecular Biology" von Gerald Karp gilt dies als die Geburtsstunde der Gentechnik. rDNA ist das wichtigste Werkzeug von Gentechnikern. Ohne rDNA gäbe es keine Gentechnik.
Gründe für die Manipulation der DNA
DNA-Manipulation und Erzeugung von rDNA hat mehrere Anwendungen. Die Gene in der DNA kodieren für Proteine, die in unserem Körper mehrere Funktionen haben. Mithilfe von rDNA können Wissenschaftler Proteine im Labor herstellen. So werden beispielsweise viele Impfstoffe, Humaninsulin und Humanwachstumshormone mit der rDNA-Technologie im Labor hergestellt. Vor der "Geburt" der Gentechnik wurde Insulin zur Behandlung von Diabetes aus Schweinen und Kühen isoliert.