Geenitekniikka on molekyylibiologian alue, johon liittyy geenimateriaalin rakenteen manipulointi, joka tunnetaan myös nimellä deoksisiribonukleiinihappo tai DNA. Rekombinantti-DNA, jota kutsutaan myös rDNA: ksi, on DNA-juoste, jota tutkijat ovat manipuloineet. Geenitekniikka ja rDNA kulkevat käsi kädessä; geenitekniikka olisi mahdotonta ilman rDNA: n käyttöä.
DNA geenitekniikassa
DNA on kaksijuosteinen molekyyli, joka sisältää geenejä, koodaamattomia alueita ja geenien säätelyalueita. Geenit ovat perinnöllisiä yksiköitä, jotka koodaavat proteiineja ja määrittelevät organismien ominaisuudet. Toisin sanoen geenit tekevät sinusta erilaisen kuin muut elävät organismit ja muut ihmiset; geenit ja DNA tekevät sinusta ainutlaatuisen. Tutkijat käyttävät DNA: ta rDNA: n tekemiseen laboratoriossa. Tutkijat eivät voi tuottaa DNA: ta, joten heidän on käytettävä eri organismien luonnollista DNA: ta rDNA: n valmistamiseen. Rekombinantti-DNA-tekniikan avulla tutkijat voivat yhdistää DNA: n kahdesta lähteestä: ihmisen DNA: sta bakteeri-DNA: lla tuotettujen proteiinien tuottamiseksi soluviljelmissä.
Rekombinantti-DNA: n muodostuminen
"Molecular Cell Biology", kirjoittanut H. Lodish et ai. Määrittelee rDNA: n DNA-molekyyliksi, joka muodostuu yhdistämällä eri lähteistä peräisin olevia DNA-fragmentteja. rDNA tuotetaan leikkaamalla DNA entsyymeillä, joita kutsutaan restriktioentsyymeiksi, jotka voivat leikata DNA: ta tietyssä sekvenssissä. Leikattu DNA voidaan liittää toiseen DNA: han, leikata samalla entsyymillä käyttämällä toista entsyymiä, nimeltään DNA-ligaasi. Yleisimmin rDNA kloonataan plasmidiin ja transformoidaan E. coli-solu. E. coli moninkertaistaa plasmidin ja siinä olevan rDNA: n tai tuottaa rDNA: n koodaaman proteiinin.
rDNA ja geenitekniikka
Ensimmäiset rDNA-molekyylit loivat vuonna 1973 Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang ja Stanley Cohen Stanfordin yliopistosta ja Kalifornian yliopistosta San Franciscosta. Tätä pidetään geenitekniikan syntymänä Gerald Karpin kirjoittaman "Solu- ja molekyylibiologian" mukaan. rDNA on tärkein geenitekniikkojen käyttämä työkalu. Ilman rDNA: ta ei olisi geenitekniikkaa.
Syyt DNA: n manipulointiin
DNA: n manipuloinnilla ja rDNA: n tuottamisella on useita sovelluksia. DNA: n geenit koodaavat proteiineja, joilla on useita tehtäviä kehossamme. RDNA: n avulla tutkijat voivat tuottaa proteiineja laboratoriossa. Esimerkiksi monia rokotteita, ihmisinsuliinia ja ihmisen kasvuhormoneja tuotetaan laboratoriossa rDNA-tekniikalla. Ennen geenitekniikan "syntymää" diabeteksen hoitoon käytetty insuliini eristettiin sioista ja lehmistä.