Geni su sekvence DNA koje se mogu razbiti u funkcionalne segmente. Oni također proizvode biološki aktivan proizvod, poput strukturnih proteina, enzima ili nukleinske kiseline. Sastavljajući segmente postojećih gena u procesu koji se naziva molekularno kloniranje, znanstvenici razvijaju gene s novim svojstvima. Znanstvenici vrše spajanje gena u laboratoriju i ubacuju DNA u biljke, životinje ili stanične linije.
Zašto spojiti gene?
Iako neke noći kažu da je pametno ostaviti prirodu na miru, spajanje gena nudi mnoge prednosti za društvo. Znanstvenici su daleko najčešći korisnici koji proučavaju funkciju gena i genskih proizvoda. Oni dodaju nove gene organizmima kako bi biljke usjeva učinile otpornima ili hranjivijima.
Genska terapija, aktivna tema istraživanja, pruža novi i prilagođeni način borbe protiv genetskih bolesti. Ovaj je pristup posebno koristan kada lijekovi s malim molekulama ne postoje. Znanstvenici također koriste spajanje gena za proizvodnju lijekova na bazi proteina koji poboljšavaju medicinsku skrb.
Proces spajanja gena
Gen se spaja spajanjem različitih segmenata gena i sekvenci DNA u proizvod nazvan himera. Znanstvenici se tim isječcima pridružuju kružnom komadu DNK koji se naziva plazmid.
Znanstvenici koriste složeni postupak kloniranja gena iz DNK organizma. Međutim, u desetljećima znanstvenih istraživanja, većina gena već postoji u plazmidu pohranjenom negdje u laboratoriju. Genski segmenti izrezani su iz izvorne DNA i spojeni kako bi se dobio novi gen. Zatim istraživači provjeravaju novu sekvencu kako bi bili sigurni da su njezin položaj i orijentacija u molekuli DNA točni.
Regije kodiranja
Kodirajuće područje gena definira proizvod koji stvara stanica; ovo je gotovo uvijek protein. Kodirajuće područje gena može se promijeniti prirodnim ili umjetnim mutacijama. Te promjene na DNA stanice mijenjaju kako stanica funkcionira. Znanstvenici mogu dodati slijed oznaka za praćenje i proučavanje genskih proizvoda u organizmu. Spajanje gena također stvara nove sekvence gena za stvaranje proteina s višestrukim ili potpuno novim funkcijama.
Nekodirajuće regije
Ne kontroliraju svi dijelovi gena proizvodnju krajnjeg proizvoda. Nekodirajuće regije jednako su važne u određivanju funkcije gena.
Promotorske sekvence kontroliraju načine na koje se geni izražavaju u stanici. Te sekvence određuju da li se gen uvijek eksprimira, obrađuje li stanica određeni hranjivi sastojak ili je stanica pod stresom. Promotor također kontrolira u kojim stanicama je gen eksprimiran. Na primjer, bakterijski promotor neće raditi ako se premjesti u biljnu ili životinjsku stanicu.
Enhancer sekvence kontroliraju hoće li stanica proizvoditi mnogo ili samo nekoliko jedinica krajnjeg proizvoda gena. Druge sekvence određuju koliko dugo i koliko proizvoda ostaje u stanici i izlučuje li stanica krajnje proizvode.
