A polimeráz láncreakció (PCR) és tudományos rokona, az expresszált gének klónozása kettő az 1970-es és 1980-as évek biotechnológiai áttörései, amelyek továbbra is jelentős szerepet játszanak a megérteni a betegséget. Mindkét molekuláris technológia lehetőséget nyújt a tudósoknak arra, hogy különböző módon több DNS-t hozzanak létre.
Történelem
Kary Mullis molekuláris biológus forradalmasította a géntudományt, amikor 1983 tavaszán megfogant a polimeráz láncreakció (PCR), amely 1993-ban kémiai Nobel-díjat kapott. Ez az áttörés az 1902-re visszanyúló klónozási kutatások sarkán állt. A klónozásban csak 1951 novemberében történt jelentős előrelépés, amikor egy filadelfiai tudóscsoport klón embriót klónozott. A nagy áttörés 1996. július 5-én történt, amikor a tudósok klónozták „Dolly” bárányt egy fagyott emlősejtből.
PCR és klónozás
A klónozás egyszerűen egy élő organizmust hoz létre a másikból, és két organizmus jön létre ugyanazzal a pontos génnel. A PCR lehetővé teszi a tudósok számára, hogy órákon belül milliárdnyi példányt állítsanak elő egy DNS-részből. Noha a PCR nagy mennyiségű klónozható DNS előállításával befolyásolja a klónozási technológiát, a PCR a - a szennyeződés nehézsége, ahol a nem kívánt genetikai anyaggal rendelkező minta is megismételhető és előállítható a hibás DNS.
Hogyan működik a PCR
A PCR-eljárás magában foglalja a DNS bontását melegítéssel, amely a DNS kettős spirált különálló szálakká tekeri. Miután ezek a szálak elválasztódtak, egy DNS-polimeráz nevű enzim leolvassa a nukleinsav-szekvenciát, és duplikált DNS-szálat állít elő. Ezt a folyamatot újra és újra megismételjük, megduplázva az egyes ciklusokban a DNS mennyiségét, és exponenciálisan növelve a DNS-t, amíg az eredeti DNS millió példánya létre nem jön.
Hogyan működik a klónozás
A DNS-klónozás magában foglalja először a forrás- és vektor-DNS izolálását, majd enzimek használatával e két DNS kivágását. Ezután a tudósok egy DNS ligáz enzimmel kötik a forrás DNS-t a vektorhoz, amely helyreállítja a kötést és egyetlen DNS-szálat hoz létre. Ezt a DNS-t ezután egy gazdaszervezet sejtjébe vezetik be, ahol az a szervezettel együtt növekszik.
Alkalmazások
A PCR a kriminalisztikai tudomány standard eszközévé vált, mert nagyon kis DNS-mintákat képes megsokszorozni a bűnügyi laboratóriumi vizsgálatokhoz. A PCR a régészek számára is hasznossá vált a különféle állatfajok evolúciós biológiájának tanulmányozásában, beleértve az évezredes mintákat is. A klónozási technológia viszonylag megkönnyítette a gének működését tanulmányozó géneket tartalmazó DNS-fragmensek elkülönítését. A tudósok úgy vélik, hogy a megbízható klónozással a gazdálkodás termelékenyebbé válhat a legjobb állatok és a növényi kultúrák, valamint az orvosi vizsgálatok pontosabbá tétele azáltal, hogy olyan kísérleti állatokat biztosítanak, amelyek mind ugyanúgy reagálnak ugyanarra drog.