Es gibt einen sehr feinen Unterschied zwischen DNA-Technologie und Gentechnik. Gentechnik bezieht sich auf jene Techniken, die verwendet werden, um den Genotyp eines Organismus zu verändern, um seinen Phänotyp zu ändern. Das heißt, Gentechnik manipuliert die Gene eines Organismus, damit er anders aussieht oder sich anders verhält. DNA-Technologie bezieht sich auf die Methoden, die verwendet werden, um das DNA-Molekül zu modifizieren, zu messen, zu manipulieren und herzustellen. Da Gene in der DNA gespeichert sind, erfolgt die Gentechnik mit DNA-Technologie. Aber die DNA-Technologie kann nicht nur für die Gentechnik eingesetzt werden.
Gene und DNA
Ein Gen kann als Bestandteil einer Zelle definiert werden, die für die Expression eines Merkmals in einem Organismus verantwortlich ist, und kann dieses Merkmal auch an die nächste Generation eines Organismus weitergeben. Es stellt sich heraus, dass Gene DNA-Abschnitte sind, die ein bestimmtes Muster von Kernbasen enthalten: die vier Moleküle, abgekürzt A, T, G und C. DNA besteht aus einer langen Strecke verbundener A-, T-, G- und C-Moleküle. Zum Beispiel ein DNA-Abschnitt, der in etwa so lautet wie AGCCGTAGTT... und so weiter für ein paar tausend Basen könnte bedeuten, dass eine Katze grüne Augen hat. Aber nicht jede DNA ist ein Gen. Einige Teile der DNA dienen dazu, Signale darüber zu liefern, wann und wo ein Gen aktiv werden sollte, und einige DNA-Abschnitte haben keinen bekannten Zweck.
Gentechnik
Mit der Gentechnik versuchen Wissenschaftler, die genetische Struktur eines Organismus zu manipulieren, um das Aussehen oder die Funktionsweise eines Organismus zu verändern. Die genetische Struktur eines Organismus wird als Genotyp bezeichnet, während die physikalischen Strukturen und Funktionen eines Organismus als Phänotyp bezeichnet werden. Der Phänotyp eines Organismus wird weitgehend durch seinen Genotyp bestimmt. Wenn Wissenschaftler zum Beispiel den Genotyp des Gens für die Augenfarbe der Katze in TCCCAGAGGT änderten... dann könnten sie der Katze vielleicht braune statt grüne Augen geben. In Wirklichkeit ist der Prozess weitaus komplexer und beinhaltet sehr lange DNA-Strecke, die perfekt manipuliert werden müssen. aber das ist das Prinzip der Gentechnik: Modifizieren Sie das Muster der Basen in der DNA eines Organismus, um seine Phänotyp.
Gentechnik-Tools
Um Gentechnik zu betreiben, verwenden Wissenschaftler einige der Werkzeuge der DNA-Technologie. Sie haben die Werkzeuge nicht verwendet, um die Augenfarbe einer Katze zu ändern, aber sie haben einige andere Dinge getan. Wissenschaftler haben Bakterien modifiziert, um Insulin für Diabetiker zu produzieren, haben Mais so modifiziert, dass er resistent ist gegen Herbizide für weniger schädliche Landwirtschaft und haben Mäuse modifiziert, um menschliche Krebstumore zum Testen zu züchten Medikamente. Die gebräuchlichste Methode der Gentechnik besteht darin, ein Stück DNA aus einem Organismus herauszuschneiden und durch einen Abschnitt aus einem anderen Organismus zu ersetzen. Das nennt man rekombinante DNA, und dies geschieht mit Hilfe einiger verschiedener Moleküle, die verwendet werden, um DNA-Moleküle auseinander zu schneiden und zusammenzukleben.
PCR
DNA-Technologie wird nicht nur für die Gentechnik verwendet. Wenn beispielsweise an einem Tatort ein Haarbüschel gefunden wird, kann die DNA extrahiert werden. Da in der Tatortprobe nicht viel DNA enthalten ist, muss sie amplifiziert werden – viele Male dupliziert. Die dafür verwendete DNA-Technologie wird Polymerase-Kettenreaktion oder PCR genannt. Es beinhaltet das Erhitzen und Kühlen einer DNA-Probe in Gegenwart bestimmter Chemikalien, und es entstehen genügend Kopien der DNA des Tatorts, um Tests durchzuführen und herauszufinden, wer am Tatort war.
Bauen mit DNA
Wissenschaftler können die DNA weit über ihren ursprünglichen Zweck im Körper hinaus manipulieren. Wissenschaftler können beispielsweise DNA verwenden, um ein mikroskopisches Gerüst aufzubauen, ein winziges Gerüst, um Materialien Atom für Atom aufzubauen. Sie können auch die einzigartigen Eigenschaften der DNA nutzen, um ein leuchtendes Molekül herzustellen – aber nur, wenn es an ein anderes spezifisches Zielmolekül gebunden ist. Wissenschaftler verwenden DNA auch für einen anderen seltsamen Zweck: Sie bauen Computerschaltkreise daraus.
