Genetski inženjering područje je molekularne biologije koje uključuje manipulaciju strukturom genetskog materijala poznatog i kao deoksiribonukleinska kiselina ili DNA. Rekombinantna DNA, koja se naziva i rDNA, nit je DNA kojom su manipulirali znanstvenici. Genetski inženjering i rDNA idu ruku pod ruku; genetski inženjering bio bi nemoguć bez upotrebe rDNA.
DNA u genetičkom inženjerstvu
DNA je dvolančana molekula koja sadrži gene, nekodirajuće regije i regulatorne regije gena. Geni su nasljedne jedinice koje kodiraju proteine i definiraju osobine organizama. Drugim riječima, geni vas čine drugačijima od ostalih živih organizama i drugih ljudi; geni i DNA čine vas jedinstvenima. Znanstvenici koriste DNK za stvaranje rDNA u laboratoriju. Znanstvenici ne mogu generirati DNK pa za stvaranje rDNA trebaju koristiti prirodnu DNA različitih organizama. Tehnologija rekombinantne DNA omogućuje znanstvenicima da ujedine DNK iz dva izvora: ljudske DNA s bakterijskom DNA kako bi proizveli rezultirajuće proteine u staničnim kulturama.
Stvaranje rekombinantne DNA
"Molekularna stanična biologija", H. Lodish i sur., Definiraju rDNA kao molekulu DNA koja nastaje spajanjem fragmenata DNA iz različitih izvora. rDNA se proizvodi rezanjem DNA enzimima, koji se nazivaju restrikcijskim enzimima, koji mogu rezati DNA u određenom slijedu. Izrezana DNA može se spojiti s drugom DNA, izrezati istim enzimom, koristeći drugi enzim, nazvan DNA ligaza. Najčešće se rDNA klonira u plazmid i transformira u E. ćelija koli. E. coli će umnožiti plazmid i rDNA u njemu ili će proizvesti protein kodiran rDNA.
rDNA i genetsko inženjerstvo
Prve molekule rDNA generirali su 1973. Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang i Stanley Cohen sa Sveučilišta Stanford i Sveučilišta California u San Franciscu. To se smatra rođenjem genetskog inženjeringa, prema "Staničnoj i molekularnoj biologiji", koji je napisao Gerald Karp. rDNA je najvažniji alat koji koriste genetski inženjeri. Bez rDNA ne bi bilo genetskog inženjeringa.
Razlozi za manipulaciju DNK
Manipulacija DNA i stvaranje rDNA ima nekoliko primjena. Geni u DNA kodiraju proteine koji imaju nekoliko funkcija u našem tijelu. Korištenjem rDNA znanstvenici mogu proizvoditi proteine u laboratoriju. Na primjer, mnoga cjepiva, humani inzulin i ljudski hormoni rasta proizvode se tehnologijom rDNA u laboratoriju. Prije "rođenja" genetskog inženjeringa, inzulin koji se koristio za liječenje dijabetesa izoliran je od svinja i krava.