वैज्ञानिक पुनः संयोजक डीएनए अणुओं का निर्माण कैसे करते हैं?

पुनः संयोजक डीएनए एक डीएनए अनुक्रम है जिसे कृत्रिम रूप से प्रयोगशाला में बनाया गया है। डीएनए टेम्पलेट कोशिकाएं हैं जो जीवित जीवों को बनाने वाले प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए उपयोग करती हैं, और डीएनए के एक स्ट्रैंड के साथ नाइट्रोजन बेस की व्यवस्था निर्धारित करती है कि कौन से प्रोटीन बनते हैं। डीएनए के टुकड़ों को अलग करके और उन्हें अन्य अनुक्रमों के साथ जोड़कर, शोधकर्ता बैक्टीरिया या अन्य मेजबान कोशिकाओं के भीतर डीएनए को क्लोन करने और इंसुलिन जैसे उपयोगी प्रोटीन का उत्पादन करने में सक्षम हैं। क्लोनिंग विशेष डीएनए अनुक्रमों के बहुत आसान अध्ययन की अनुमति देता है, क्योंकि यह बड़ी मात्रा में डीएनए का उत्पादन करता है जिसे तब संशोधित और विश्लेषण किया जा सकता है।

परिवर्तन एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा डीएनए के एक खंड को एक प्लास्मिड में डाला जाता है - डीएनए का एक छोटा स्व-प्रतिकृति चक्र। प्रतिबंध एंजाइमों का उपयोग करके डीएनए को काटा जाता है। ये एंजाइम बैक्टीरिया कोशिकाओं में एक रक्षात्मक तंत्र के रूप में उत्पन्न होते हैं, और वे डीएनए अणु पर विशेष साइटों को लक्षित करते हैं और इसे अलग कर देते हैं। प्रतिबंध एंजाइम विशेष रूप से उपयोगी होते हैं क्योंकि वे डीएनए के खंडों पर "चिपचिपे सिरे" बनाते हैं। वेल्क्रो की तरह, ये चिपचिपे सिरे डीएनए को पूरक खंडों के साथ आसानी से जुड़ने की अनुमति देते हैं।

रुचि के जीन और प्लास्मिड दोनों एक ही प्रतिबंध एंजाइम के संपर्क में हैं। यह कई अलग-अलग अणु बनाता है। कुछ प्लास्मिड होते हैं जिनमें रुचि के जीन होते हैं, कुछ प्लास्मिड होते हैं जिनमें अन्य जीन होते हैं, कुछ एक साथ दो प्लास्मिड होते हैं। प्लास्मिड को फिर जीवाणु कोशिकाओं में पुन: प्रस्तुत किया जाता है, जहां वे दोहराते हैं, और मांग के बाद पुनः संयोजक डीएनए अणु को विभिन्न प्रकार के विश्लेषण के माध्यम से पहचाना जाता है। उदाहरण के लिए, यदि प्लास्मिड को किसी विशेष जीन में अलग कर दिया जाता है, तो वैज्ञानिक उस जीन को व्यक्त करने में विफल कोशिकाओं की तलाश कर सकते हैं और इस प्रकार सफल पुनर्संयोजन की पहचान कर सकते हैं।

गैर-जीवाणु परिवर्तन अनिवार्य रूप से एक ही प्रक्रिया है लेकिन मेजबान के रूप में गैर-जीवाणु कोशिकाओं का उपयोग करता है। डीएनए को सीधे होस्ट सेल के न्यूक्लियस में इंजेक्ट किया जा सकता है। शोधकर्ता सूक्ष्म धातु कणों के साथ एक सेल को भी रोक सकते हैं जिन्हें डीएनए के साथ लेपित किया गया है।

अभिकर्मक परिवर्तन के समान है, लेकिन प्लास्मिड के बजाय चरणों का उपयोग किया जाता है। फेज एक वायरस है जो बैक्टीरिया को संक्रमित करता है। फेज और प्लास्मिड दोनों इस प्रक्रिया के लिए आदर्श हैं क्योंकि वे एक जीवाणु कोशिका के भीतर जल्दी से दोहराएंगे।

एक बार शोधकर्ताओं ने पुनः संयोजक अनुक्रम वाले विशेष जीवाणु कोशिकाओं की पहचान कर ली है, तो वे उन कोशिकाओं को एक संस्कृति में विकसित कर सकते हैं और बड़ी मात्रा में जीन उत्पन्न कर सकते हैं। मानव या पशु मेजबान कोशिका से वास्तव में प्रोटीन उत्पन्न करने के लिए जीवाणु कोशिकाओं को प्राप्त करना मुश्किल है, लेकिन इस तरह के उत्पादन को आसान बनाने के लिए जीन अभिव्यक्ति को बदलने के तरीके हैं। यदि न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं का उपयोग मेजबान कोशिकाओं के रूप में किया जाता है (जैसे कि गैर-जीवाणु परिवर्तन में), तो कोशिकाओं को पुनः संयोजक जीन को व्यक्त करने में कम समस्याएं होंगी।

एक बार जब जीन बड़ी संख्या में क्लोन हो जाते हैं, तो उन्हें डीएनए पुस्तकालयों में संग्रहीत किया जा सकता है, अनुक्रमित और अध्ययन किया जा सकता है। रिकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीक ने फोरेंसिक, आनुवंशिक रोगों के अध्ययन, कृषि और फार्मास्यूटिकल्स में कई महत्वपूर्ण खोजों को सक्षम किया है।