כיצד מייצרים DNA רקומביננטי?

DNA רקומביננטי (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) הוא סוג סינתטי של חומצת גרעין שנוצר על ידי קישור DNA רצפים יחד שלא היו קיימים באופן טבעי בנסיבות רגילות ובסביבה תנאים.

תהליך ייצור ה- DNA רקומביננטי נעשה בדרך כלל באמצעות פלסמיד רקומביננטי. באופן ספציפי, הוא נעשה על ידי הליך מתקדם של טכנולוגיית DNA בביולוגיה וגנטיקה המכונה שיבוט גנים. דנ"א רקומביננטי מוכנס לתא, שמייצר חלבון חדש לחלוטין, ומשמש לסינתזת תרופות, נוגדנים או חלבונים ספציפיים למחקר בלבד.

דנ"א מאורגניזם תורם או ממקור ביולוגי מופק תחילה מהתאים ואז נתון לתהליך חיתוך המכונה הגבלה אנזימטית. זה מייצר שברי DNA המכילים את הגן או הגנים שמעניינים. לאחר מכן ניתן "לשבט" (כלומר, להכניס) שברים אלה או להדביק אותם על שברים מהאורגניזם המקבל.

לאחר מכן הם מוכנסים למולקולות DNA גדולות יותר ("פלסמיד רקומביננטי"), שמונחות בחיידק ומותרות להתרבות. הדנ"א הרקומביננטי משוחזר ומאומת.

קרא עוד על היתרונות והחסרונות של טכנולוגיית DNA רקומביננטי.

תחילה יש לחלץ ולנקות דנ"א ממולקולות תאיות אחרות, כגון חומצות ריבונוקליאיות (RNA), חלבונים ומבנים כגון קרומי תאים. למטרות שיבוט, ה- DNA מתקבל מהגרעין ומכונה "DNA גנומי". שיטה נפוצה אחת ל- DNA החילוץ הוא על ידי אולטרה צנטריפוגה של רכיבי תאים בשיפוע צפיפות המורכב עם אתידיום ברומיד בצזיום כלוריד.

לחלופין, ניתן להשתמש גם בסדרה של שטיפות אלקליין ומאגר מלח כדי לשחזר את ה- DNA. ברגע שזה מזרז ומנקה מכל שאר המזהמים הלא רצויים, ניתן לחתוך את ה- DNA לשברים.

אנזימי הגבלה הם אנזימים שקוצצים רצפי DNA ספציפיים מאוד; הם משמשים ליצירת שברי DNA ייחודיים. תהליך זה מבטיח שלא ייווצרו והופכים רצפים לא מדויקים, שגויים או לא רצויים שולב בטעות בדנ"א רקומביננטי הסופי, מה שעלול לגרום לכישלון ניסיוני וגם מוות של תאים.

כדי ליצור את שברי ה- DNA הרצויים, נעשה שימוש באנזים יחיד (או שילוב של) ספציפיים כדי לחתוך או לעכל את ה- DNA. לאחר מכן מטהרים את השברים באמצעות ג'ל אלקטרופורזה, המפריד ביניהם לבין ה- DNA הלא רצוי. שיטת טכנולוגית DNA גסה יותר כוללת פשוט גזירה מכנית, אשר קורעת את קטעי ה- DNA הארוכים יותר לקטנים שניתן להשתמש בהם לשיבוט.

קשירת קשר היא תהליך של הדבקה או חיבור של שברי ה- DNA התורם והמקבל (או הווקטורי) ליצירת מולקולת DNA פלסמיד רקומביננטי. באופן אידיאלי, אנזימי ההגבלה שנבחרו ליצירת השברים היו חושבים בקפידה רבה ומתוכננים כך שיאפשרו להרכיב את החלקים הללו כמו פאזל.

לשם כך עדיפים אנזימי הגבלה המייצרים "קצוות דביקים" תואמים, כך שכל השברים התואמים באופן טבעי יצטרפו זה לזה. אחרת, ניתן להשתמש באנזים ה- DNA ligase כדי להצטרף למקטעי ה- DNA עם קישורי פוספודיסטר.

תהליך הטרנספורמציה או הלם החום משמש להכנסת מולקולת ה- DNA רקומביננטי לתא חיידקי מארח, אשר יכול ליצור עותקים רבים של ה- DNA הסינתטי. חיידקים אלה גדלים על גבי צלחות אגר, עוברים תרבית למרקי חיידקים מיוחדים ואז מבריקים אותם בכדי לשחרר את ה- DNA הרקומביננטי. לבסוף, ניתן לאמת את ה- DNA על ידי רצף DNA, ניסויים פונקציונליים ועיכול אנזימי הגבלה.

טכנולוגיית DNA רקומביננטית משמשת לכל דבר, החל בניסויים במעבדות אקדמיות וכלה ביצירת תרופות פרמצבטיות. זה גם חלק חשוב ברצף ה- DNA וזיהוי הגן.

אתה יכול לקרוא עוד שימושים בולטים לכך טכנולוגיית DNA כאן.

קרא עוד על ההבדל בין DNA רקומביננטי להנדסה גנטית.