Rekombinantna DNA (deoksiribonukleinska kiselina) sintetička je vrsta nukleinske kiseline koja nastaje povezivanjem DNA sekvence koje zajedno ne bi mogle postojati u normalnim okolnostima i okolišu Uvjeti.
Postupak stvaranja rekombinantne DNA obično se vrši rekombinantnim plazmidom. Konkretno, napravljen je naprednim postupkom DNA tehnologije u biologiji i genetici poznatim kao kloniranje gena. Rekombinantna DNA stavlja se u stanicu koja tada stvara potpuno novi protein i koristi se za sintezu lijekova, antitijela ili specifičnih proteina samo za istraživanje.
Uvod u tehnologiju rekombinantne DNA
DNA iz donatorskog organizma ili biološkog izvora prvo se ekstrahira iz stanica, a zatim podvrgava postupku rezanja poznat kao enzimska restrikcija. To generira fragmente DNA koji sadrže gene ili gene od interesa. Ti se fragmenti tada mogu "klonirati" (tj. Umetnuti) ili zalijepiti na fragmente iz organizma primatelja.
Sljedeće se umetnu u veće molekule DNA ("rekombinantni plazmid"), koji se stave u bakteriju i ostave da se razmnožavaju. Zatim se rekombinantna DNA obnavlja i provjerava.
Pročitajte više o prednostima i nedostacima tehnologije rekombinantne DNA.
Izolacija DNA
DNA se prvo mora ekstrahirati i pročistiti iz drugih staničnih molekula, poput ribonukleinskih kiselina (RNA), proteina i struktura poput staničnih membrana. Za potrebe kloniranja, DNK se dobiva iz jezgre i poznata je kao "genomska DNA". Jedna uobičajena metoda za DNA ekstrakcija je ultracentrifugiranjem staničnih komponenata u gradijentu gustoće sastavljen od etidij-bromida u ceziju klorid.
Alternativno, niz alkalnih i solnih pufera za ispiranje također se može koristiti za oporavak DNA. Nakon što se istaloži i očisti od svih ostalih neželjenih onečišćenja, DNA se može izrezati na fragmente.
Restrikcija Enzimska probava DNA
Restrikcijski enzimi su enzimi koji režu vrlo specifične sekvence DNA; koriste se za stvaranje jedinstvenih fragmenata DNA. Ovaj postupak osigurava da se ne generiraju i ne postave netočne, netočne ili neželjene sekvence slučajno ugrađen u konačnu rekombinantnu DNA, što može rezultirati i eksperimentalnim neuspjehom i stanična smrt.
Da bi se generirali željeni fragmenti DNA, koristi se specifični pojedinačni (ili kombinacija) enzima za rezanje ili probavu DNA. Zatim se fragmenti pročišćavaju gel-elektroforezom koja ih odvaja od neželjene DNA. Metoda surove DNK tehnologije jednostavno uključuje mehaničko šišanje, koje dijeli duže segmente DNA u manje koji se mogu koristiti za kloniranje.
DNA ligacija
Ligacija je postupak lijepljenja ili spajanja fragmenata DNA davatelja i primatelja (ili vektora) kako bi se stvorila rekombinantna molekula DNA plazmida. U idealnom slučaju, restrikcijski enzimi odabrani za stvaranje fragmenata bili bi vrlo pažljivo osmišljeni i dizajnirani tako da omogućuju sastavljanje tih dijelova poput slagalice.
Da bi se to postiglo, poželjni su restrikcijski enzimi koji proizvode kompatibilne "ljepljive krajeve", tako da se svi kompatibilni fragmenti prirodno spajaju. Inače, enzim DNA ligaze može se koristiti za spajanje segmenata DNA fosfodiesterskim vezama.
Rekombinantna replikacija DNA
Proces transformacije ili toplinskog šoka koristi se za stavljanje molekule rekombinantne DNA u bakterijsku stanicu domaćina, koja tada može generirati mnogo kopija sintetičke DNA. Te se bakterije uzgajaju na pločicama s agarima, uzgajaju se u posebnim bakterijskim bujonima, a zatim liziraju kako bi se oslobodila rekombinantna DNA. Konačno, DNA se može provjeriti sekvenciranjem DNA, funkcionalnim eksperimentima i probavom restrikcijskog enzima.
Primjene za rekombinantnu DNA
Tehnologija rekombinantne DNA koristi se za sve, od akademskih laboratorijskih eksperimenata do stvaranja farmaceutskih lijekova. Također je važan dio sekvenciranja DNA i identifikacije gena.
Za ovo možete pročitati više o svim upotrebama DNA tehnologija ovdje.
Pročitajte više o razlici između rekombinantne DNA i genetskog inženjeringa.