הנדסה גנטית היא תחום של ביולוגיה מולקולרית הכוללת מניפולציה על מבנה החומר הגנטי הידוע גם בשם deoxsyribonucleicacid או DNA. דנ"א רקומביננטי, הנקרא גם rDNA, הוא גדיל דנ"א שעבר מניפולציה על ידי מדענים. הנדסה גנטית ו- rDNA הולכים יד ביד; הנדסה גנטית תהיה בלתי אפשרית ללא שימוש ב- rDNA.
DNA בהנדסה גנטית
ה- DNA הוא מולקולה דו-גדילית המכילה גנים, אזורים שאינם מקודדים ואזורים המווסתים גנים. גנים הם יחידות תורשתיות המקודדות חלבונים ומגדירות את מאפייני האורגניזמים. במילים אחרות, גנים הופכים אותך לשונה מאורגניזמים חיים אחרים ואנשים אחרים; גנים ו- DNA הופכים אותך לייחודי. מדענים משתמשים ב- DNA כדי ליצור rDNA במעבדה. מדענים אינם יכולים לייצר DNA ולכן עליהם להשתמש ב- DNA טבעי מאורגניזמים שונים כדי ליצור rDNA. טכנולוגיית DNA רקומביננטי מאפשרת למדענים לאחד DNA משני מקורות: DNA אנושי עם DNA חיידקי כדי לייצר את החלבונים שהתקבלו בתרביות תאים.
יצירת דנ"א רקומביננטי
"ביולוגיה של תאים מולקולריים" מאת ה. Lodish et al., מגדיר את ה- rDNA כמולקולת DNA שנוצרת על ידי חיבור של שברי DNA ממקורות שונים. rDNA מיוצר על ידי חיתוך DNA עם אנזימים, המכונים אנזימי הגבלה, שיכולים לחתוך DNA ברצף ספציפי. ניתן לחבר את ה- DNA החתוך עם DNA אחר, לחתוך אותו אנזים, באמצעות אנזים אחר, המכונה DNA ligase. לרוב, ה- rDNA משובט לפלסמיד והופך ל- E. תא קולי. ה קולי יכפיל את הפלסמיד ואת ה- rDNA בו או יפיק את החלבון המקודד על ידי ה- rDNA.
rDNA והנדסה גנטית
מולקולות ה- rDNA הראשונות נוצרו בשנת 1973 על ידי פול ברג, הרברט בויר, אנני צ'אנג וסטנלי כהן מאוניברסיטת סטנפורד ואוניברסיטת סן פרנסיסקו בקליפורניה. זה נחשב ללידת ההנדסה הגנטית, על פי "ביולוגיה של תאים ומולקולרים" שכתב ג'רלד קארפ. rDNA הוא הכלי החשוב ביותר המשמש את המהנדסים הגנטיים. ללא rDNA לא תהיה הנדסה גנטית.
סיבות לתפעל DNA
מניפולציה של DNA ויצירת rDNA כוללת מספר יישומים. הגנים ב- DNA מקודדים חלבונים שיש להם כמה פונקציות בגופנו. באמצעות rDNA, מדענים יכולים לייצר חלבונים במעבדה. לדוגמה, חיסונים רבים, אינסולין אנושי והורמוני גדילה אנושיים מיוצרים בטכנולוגיית rDNA במעבדה. לפני "לידתו" של ההנדסה הגנטית, אינסולין המשמש לטיפול בסוכרת היה מבודד מחזירים ופרות.