La reazione a catena della polimerasi (PCR) e il suo parente scientifico, la clonazione dei geni espressi, sono due scoperte biotecnologiche degli anni '70 e '80 che continuano a svolgere un ruolo significativo nello sforzo di capire la malattia. Entrambe queste tecnologie molecolari offrono agli scienziati i mezzi per produrre più DNA in modi diversi.
Storia
Il biologo molecolare Kary Mullis ha rivoluzionato la scienza genetica quando ha concepito la reazione a catena della polimerasi (PCR) nella primavera del 1983, che gli è valsa il Premio Nobel per la Chimica nel 1993. Questa svolta è arrivata sulla scia della ricerca sulla clonazione che risale al 1902. Non ci furono grandi progressi nella clonazione fino al novembre 1951, quando un team di scienziati di Filadelfia clonò un embrione di rana. La grande svolta avvenne il 5 luglio 1996, quando gli scienziati clonarono "Dolly" l'agnello da una cellula mammaria congelata.
PCR e clonazione
La clonazione è semplicemente creare un organismo vivente da un altro, creando due organismi con gli stessi geni esatti. La PCR consente agli scienziati di produrre miliardi di copie di un pezzo di DNA in poche ore. Sebbene la PCR influisca sulla tecnologia di clonazione producendo grandi quantità di DNA che può essere clonato, la PCR affronta il difficoltà di contaminazione, dove un campione con materiale genetico indesiderato può anche essere replicato e produrre il DNA sbagliato.
Come funziona la PCR
Il processo di PCR prevede la scomposizione del DNA mediante riscaldamento, che svolge la doppia elica del DNA in singoli filamenti separati. Una volta che questi filamenti sono separati, un enzima chiamato DNA polimerasi legge la sequenza dell'acido nucleico e produce un doppio filamento di DNA. Questo processo viene ripetuto ancora e ancora, raddoppiando la quantità di DNA ad ogni ciclo e aumentando il DNA in modo esponenziale fino a creare milioni di copie del DNA originale.
Come funziona la clonazione
La clonazione del DNA comporta prima l'isolamento del DNA sorgente e del vettore e quindi l'utilizzo di enzimi per tagliare questi due DNA. Successivamente, gli scienziati legano il DNA sorgente al vettore con un enzima ligasi del DNA che ripara la giunzione e crea un singolo filamento di DNA. Quel DNA viene quindi introdotto in una cellula dell'organismo ospite, dove cresce con l'organismo.
Applicazioni
La PCR è diventata uno strumento standard nella scienza forense perché può moltiplicare campioni molto piccoli di DNA per test multipli di laboratorio. La PCR è diventata anche utile per gli archeologi per studiare la biologia evolutiva di diverse specie animali, compresi campioni vecchi di migliaia di anni. La tecnologia di clonazione ha reso relativamente facile isolare frammenti di DNA che contengono geni per studiarne la funzione. Gli scienziati ritengono che una clonazione affidabile possa essere utilizzata per rendere l'agricoltura più produttiva replicando i migliori animali e colture e anche per rendere più accurati i test medici fornendo animali da esperimento che reagiscono tutti allo stesso modo allo stesso modo farmaco.
