Mikä on yhdistelmä-DNA?
Rekombinantti-DNA on DNA-sekvenssi, joka on keinotekoisesti luotu laboratoriossa. DNA on templaattisolu, jota käytetään elävien organismien muodostavien proteiinien tuottamiseen, ja typpiemästen järjestely DNA-juosetta pitkin määrittää, mitkä proteiinit muodostuvat. Eristämällä DNA-palat ja yhdistämällä ne muihin sekvensseihin tutkijat pystyvät kloonaamaan DNA: n bakteereissa tai muissa isäntäsoluissa ja tuottamaan hyödyllisiä proteiineja, kuten insuliinia. Kloonaus mahdollistaa tiettyjen DNA-sekvenssien paljon helpomman tutkimuksen, koska se tuottaa suuren määrän DNA: ta, joka voidaan sitten modifioida ja analysoida.
Rekombinantti-DNA: n rakentamismenetelmät
Transformaatio on prosessi, jossa DNA-segmentti insertoidaan plasmidiin - pieneen itsereplikoituvaan DNA-ympyrään. DNA leikataan restriktioentsyymeillä. Näitä entsyymejä tuotetaan bakteerisoluissa puolustusmekanismina, ja ne kohdistavat tiettyjä kohtia DNA-molekyylissä ja pilkkovat sen erilleen. Rajoitusentsyymit ovat erityisen hyödyllisiä, koska ne luovat "tahmeat päät" DNA-segmentteihin. Kuten tarranauha, nämä tahmeat päät antavat DNA: n liittyä helposti komplementaarisiin segmentteihin.
Kiinnostava geeni ja plasmidit altistetaan molemmille samalle restriktioentsyymille. Tämä luo monia erilaisia molekyylejä. Jotkut ovat plasmideja, jotka sisältävät mielenkiinnon kohteena olevan geenin, jotkut ovat plasmideja, jotka sisältävät muita geenejä, jotkut ovat kaksi plasmidia yhdessä. Plasmidit tuodaan sitten takaisin bakteerisoluihin, missä ne replikoituvat, ja haluttu yhdistelmä-DNA-molekyyli tunnistetaan erityyppisillä analyyseillä. Esimerkiksi, jos plasmidi leikataan erilleen tietylle geenille, tutkijat voivat etsiä soluja, jotka eivät ekspressoi kyseistä geeniä, ja siten tunnistaa onnistuneen rekombinaation.
Ei-bakteerinen transformaatio on olennaisesti sama prosessi, mutta käyttää ei-bakteerisoluja isäntinä. DNA voidaan injektoida suoraan isäntäsolun ytimeen. Tutkijat voivat myös sulkea solun mikroskooppisilla metallihiukkasilla, jotka on päällystetty DNA: lla.
Transfektio on hyvin samanlainen kuin transformaatio, mutta plasmidien sijaan käytetään faageja. Faagi on virus, joka tartuttaa bakteereja. Sekä faagit että plasmidit ovat ihanteellisia tähän prosessiin, koska ne replikoituvat nopeasti bakteerisolussa.
Kloonaus ja rekombinantti-DNA-sekvenssien käyttö
Kun tutkijat ovat tunnistaneet tietyt rekombinanttisekvenssin sisältävät bakteerisolut, he voivat kasvattaa näitä soluja viljelmässä ja tuottaa suuria määriä geeniä. Bakteerisolujen on vaikea saada tosiasiallisesti tuottamaan proteiinia ihmisen tai eläimen isäntäsolusta, mutta on olemassa tapoja säätää geeniekspressiota tällaisen tuotannon helpottamiseksi. Jos ydinsoluja käytetään isäntäsoluina (kuten ei-bakteerimuutoksessa), soluilla on vähemmän ongelmia rekombinanttigeenin ilmentämisessä.
Kun geenit on kloonattu suurina määrinä, ne voidaan sitten tallentaa DNA-kirjastoihin, sekvensoida ja tutkia. Rekombinantti-DNA-tekniikka on mahdollistanut monia tärkeitä löydöksiä rikosteknologiassa, geneettisten sairauksien tutkimuksessa, maataloudessa ja lääkkeissä.