Lančana reakcija polimeraze (PCR) i njezin znanstveni srodnik, kloniranje eksprimiranih gena, dvoje su biotehnološka otkrića sedamdesetih i osamdesetih godina koja i dalje igraju značajnu ulogu u nastojanju da se razumjeti bolest. Obje ove molekularne tehnologije daju znanstvenicima sredstva za stvaranje više DNA na različite načine.
Povijest
Molekularni biolog Kary Mullis revolucionirao je genetsku znanost kad je u proljeće 1983. osmislio lančanu reakciju polimeraze (PCR), koja mu je 1993. donijela Nobelovu nagradu za kemiju. Ovaj je proboj uslijedio u kloniranju istraživanja koja datiraju iz 1902. godine. Značajniji napredak u kloniranju dogodio se tek u studenom 1951. godine, kada je tim znanstvenika u Philadelphiji klonirao žablji embrij. Veliki proboj dogodio se 5. srpnja 1996. godine, kada su znanstvenici klonirali janjetinu "Dolly" iz smrznute stanice dojke.
PCR i kloniranje
Kloniranje jednostavno stvara jedan živi organizam od drugog, stvarajući dva organizma s istim genima. PCR omogućuje znanstvenicima da u roku od nekoliko sati proizvedu milijarde kopija dijela DNK. Iako PCR utječe na tehnologiju kloniranja proizvodeći velike količine DNA koje se mogu klonirati, PCR se suočava s poteškoće kontaminacije, gdje se uzorak s neželjenim genetskim materijalom također može replicirati i proizvesti pogrešna DNA.
Kako PCR djeluje
Proces PCR uključuje razgradnju DNA zagrijavanjem, što odmotava dvostruku spiralu DNA u zasebne pojedinačne niti. Jednom kada se te niti razdvoje, enzim nazvan DNA polimeraza očitava sekvencu nukleinske kiseline i stvara duplicirani lanac DNA. Taj se postupak ponavlja iznova, udvostručujući količinu DNA u svakom ciklusu i povećavajući DNK eksponencijalno dok se ne stvore milijuni kopija izvorne DNA.
Kako kloniranje djeluje
Kloniranje DNA uključuje prvo izoliranje izvorne i vektorske DNA, a zatim korištenje enzima za rezanje te dvije DNA. Dalje, znanstvenici vezuju izvornu DNA za vektor s enzimom DNA ligaze koji popravlja spojnicu i stvara jedan DNA lanac. Ta se DNA zatim uvodi u stanicu organizma domaćina, gdje raste zajedno s organizmom.
Prijave
PCR je postao standardni alat u forenzičkoj znanosti jer može umnožiti vrlo male uzorke DNK za laboratorijska ispitivanja s više zločina. PCR je također postao koristan za arheologe za proučavanje evolucijske biologije različitih životinjskih vrsta, uključujući uzorke stare tisućama godina. Tehnologija kloniranja relativno je lako izolirala fragmente DNA koji sadrže gene za proučavanje funkcije gena. Znanstvenici vjeruju da se pouzdanim kloniranjem može replikatirati najbolje životinje i učiniti poljoprivredu produktivnijom usjeva i također učiniti medicinsko testiranje preciznijim pružanjem pokusnih životinja koje na isti način reagiraju na isto droga.
