Τα γονίδια είναι αλληλουχίες DNA που μπορούν να χωριστούν σε λειτουργικά τμήματα. Παράγουν επίσης ένα βιολογικά ενεργό προϊόν, όπως μια δομική πρωτεΐνη, ένζυμο ή νουκλεϊκό οξύ. Συγκεντρώνοντας τμήματα των υπαρχόντων γονιδίων σε μια διαδικασία που ονομάζεται μοριακή κλωνοποίηση, οι επιστήμονες αναπτύσσουν γονίδια με νέες ιδιότητες. Οι επιστήμονες πραγματοποιούν το γονιδιακό μάτισμα στο εργαστήριο και εισάγουν το DNA σε φυτά, ζώα ή κυτταρικές σειρές.
Γιατί Splice Genes;
Αν και κάποια νύχτα λένε ότι είναι συνετό να αφήσουμε τη φύση μόνη της, το γονιδιακό μάτισμα προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα για την κοινωνία. Οι επιστήμονες είναι μακράν οι συχνότεροι χρήστες του, μελετούν τη λειτουργία των γονιδίων και των γονιδιακών προϊόντων. Προσθέτουν νέα γονίδια στους οργανισμούς για να κάνουν τα φυτά των φυτών ανθεκτικά στις ασθένειες ή πιο θρεπτικά.
Η γονιδιακή θεραπεία, ένα ενεργό θέμα της έρευνας, παρέχει έναν νέο και προσαρμοσμένο τρόπο για την καταπολέμηση των γενετικών ασθενειών. Αυτή η προσέγγιση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν δεν υπάρχουν φάρμακα μικρού μορίου. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν επίσης το μάτισμα γονιδίων για την παραγωγή φαρμάκων με βάση πρωτεΐνες που βελτιώνουν την ιατρική περίθαλψη.
Διαδικασία συγκόλλησης γονιδίων
Ένα γονίδιο μαζεύεται συναρμολογώντας διαφορετικά τμήματα γονιδίων και αλληλουχίες DNA σε ένα προϊόν που ονομάζεται χίμαιρα. Οι επιστήμονες ενώνουν αυτά τα αποσπάσματα σε ένα κυκλικό κομμάτι DNA που ονομάζεται πλασμίδιο.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μια πολύπλοκη διαδικασία για να κλωνοποιήσουν γονίδια από το DNA ενός οργανισμού. Ωστόσο, σε δεκαετίες επιστημονικής έρευνας, τα περισσότερα γονίδια υπάρχουν ήδη σε ένα πλασμίδιο που είναι αποθηκευμένο σε εργαστήριο κάπου. Τα γονιδιακά τμήματα κόβονται από το αρχικό DNA και ενώνονται για να δημιουργήσουν ένα νέο γονίδιο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ελέγχουν τη νέα ακολουθία για να βεβαιωθούν ότι η θέση και ο προσανατολισμός του στο μόριο DNA είναι σωστοί.
Περιοχές κωδικοποίησης
Η κωδικοποιητική περιοχή του γονιδίου ορίζει το προϊόν που παράγεται από το κύτταρο. Αυτή είναι σχεδόν πάντα μια πρωτεΐνη. Η κωδικοποιητική περιοχή ενός γονιδίου μπορεί να αλλάξει με φυσικές ή τεχνητές μεταλλάξεις. Αυτές οι αλλαγές στο DNA ενός κυττάρου αλλάζουν τον τρόπο λειτουργίας του κυττάρου. Οι επιστήμονες μπορούν να προσθέσουν μια ακολουθία ετικετών για να παρακολουθούν και να μελετούν γονιδιακά προϊόντα σε έναν οργανισμό. Το γονιδιακό μάτισμα δημιουργεί επίσης νέες αλληλουχίες γονιδίων για τη δημιουργία πρωτεϊνών με πολλαπλές ή εντελώς νέες λειτουργίες.
Μη κωδικοποιημένες περιοχές
Δεν ελέγχονται όλα τα μέρη μιας γονιδιακής παραγωγής ενός τελικού προϊόντος. Οι μη κωδικοποιητικές περιοχές είναι εξίσου σημαντικές στον προσδιορισμό της γονιδιακής λειτουργίας.
Οι αλληλουχίες υποκινητών ελέγχουν τους τρόπους με τους οποίους τα γονίδια εκφράζονται σε ένα κελί. Αυτές οι αλληλουχίες καθορίζουν εάν ένα γονίδιο εκφράζεται πάντα, επεξεργάζεται το κύτταρο παράγει ένα συγκεκριμένο θρεπτικό συστατικό ή εάν ένα κύτταρο βρίσκεται υπό πίεση. Ο προαγωγέας ελέγχει επίσης σε ποια κύτταρα εκφράζεται ένα γονίδιο. Για παράδειγμα, ένας βακτηριακός υποκινητής δεν θα λειτουργήσει εάν μετακινηθεί σε φυτικό ή ζωικό κύτταρο.
Οι ενισχυτικές αλληλουχίες ελέγχουν εάν το κύτταρο παράγει πολλές ή λίγες μονάδες του τελικού προϊόντος του γονιδίου. Άλλες ακολουθίες καθορίζουν πόσο καιρό και πόσα προϊόντα παραμένουν στο κελί και εάν το κελί αποβάλλει τα τελικά προϊόντα.
