Bagaimana Penyambungan DNA Digunakan dalam Bioteknologi?

Dalam penyambungan DNA, DNA satu organisme dipotong dan DNA organisme lain diselipkan di celah. Hasilnya adalah DNA rekombinan yang mencakup ciri-ciri organisme inang yang dimodifikasi oleh sifat dalam DNA asing. Sederhana dalam konsep, tetapi sulit dalam praktiknya, karena banyak interaksi yang diperlukan agar DNA aktif. DNA yang disambung telah digunakan untuk membuat kelinci kelinci yang bersinar, untuk membiakkan kambing yang susunya mengandung sutra laba-laba dan untuk memperbaiki cacat genetik pada orang yang sakit. Fungsi DNA dan genetik sangat kompleks, sehingga Anda tidak dapat membuat jerapah dengan gading gajah, tetapi manfaat nyata diperoleh dengan cepat.

Insulin adalah hormon yang dihasilkan di pankreas. Ini mengatur kadar glukosa dalam darah, yang pada gilirannya mengontrol banyak aktivitas metabolisme tubuh. Diabetes adalah penyakit di mana tubuh tidak menghasilkan insulin atau tidak cukup insulin untuk memicu aktivitas metabolisme yang tepat. Untuk sebagian besar abad ke-20, penderita diabetes diberi insulin yang diekstrak dari babi atau sapi -- tapi itu tidak sama persis dan bisa memicu reaksi alergi. Para ilmuwan menyatukan gen untuk insulin ke dalam lingkaran melingkar yang disebut plasmid, lalu memasukkan plasmid itu ke dalam bakteri Escherichia coli. E. Bakteri E.coli bekerja sebagai pabrik mini yang membuat insulin manusia tanpa bahaya reaksi alergi.

Bacillus thuringiensis, atau Bt, adalah bakteri yang menghasilkan protein yang berakibat fatal bagi serangga hama. Protein Bt telah digunakan sebagai insektisida sejak awal 1960-an. Mereka adalah insektisida yang menarik karena beracun bagi hama tetapi tidak beracun bagi makhluk yang memakan hama, atau bagi manusia atau mamalia lainnya. Tetapi insektisida Bt cepat rusak di bawah sinar matahari dan mudah hanyut oleh hujan. Ketika para ilmuwan menyatukan gen untuk racun Bt ke dalam biji kapas, tanaman secara alami menghasilkan racun Bt dan melindungi diri dari hama, tanpa perlu semprotan apa pun.

Salah satu kesulitan dalam menemukan pengobatan kanker yang efektif adalah menguji berbagai pilihan pengobatan. Selain pertimbangan etis menggunakan subjek manusia, kanker membutuhkan waktu lama untuk berkembang pada manusia dan terdapat banyak interaksi lingkungan dan perilaku yang mempengaruhi kemajuan penyakit. Mempelajari penyakit pada tikus atau mencit menghilangkan banyak kekhawatiran tersebut: penyakit berkembang pesat dan lingkungan dapat dikontrol dengan ketat. Tapi tikus dan tikus mendapatkan kanker tikus dan tikus -- bukan kanker manusia -- kecuali mereka memiliki gen penyakit manusia yang disambungkan ke dalam DNA mereka. DNA yang disambung memberi para ilmuwan cara untuk mempelajari penyakit manusia pada subjek hewan.

DNA adalah molekul paradoks. Ini sangat sederhana, karena hanya memiliki empat komponen berulang. Tapi itu sangat kompleks, karena DNA manusia memiliki 3 miliar pasang komponen tersebut. Ini juga rumit untuk makhluk lain, dan tidak terlalu mudah untuk melihat kapan dan di mana bentangan DNA yang berbeda menjadi aktif. Sederhananya, ada banyak ilmuwan yang tidak tahu tentang apa yang dilakukan DNA. Mereka dapat menyambung apa yang disebut gen reporter -- molekul yang bersinar, misalnya -- tepat di sebelah gen yang tidak diketahui. Ketika mereka melihat cahaya yang dihasilkan oleh gen reporter, mereka tahu gen yang tidak diketahui di sebelah juga sedang bekerja.