שימושים בהפקת DNA

מיצוי DNA הוא אחד המודרניים ביותר במדעים הביולוגיים. מדענים ורופאים משתמשים במיצוי DNA כדי לאבחן מצבים רפואיים רבים כדי להנדס גנטית הן צמחים והן בעלי חיים. ניתן להשתמש בהפקת DNA גם לאיסוף ראיות בחקירת פשע.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

ניתן להשתמש במיצוי דנ"א לשינוי צמחים, על ידי בידוד דנ"א מאורגניזמים בעלי תכונות רצויות, כגון עמידות בפני חומרי הדברה, והזרקתם לגנום הצמח. כאשר הצמח מגיע לבגרות, זרעיו יירשו את הגנים המתוקנים. מיצוי DNA יכול לשמש גם לשינוי בעלי חיים, מהפיכתם לזוהר בחושך ועד לשיבוטם. מספר מוצרים פרמצבטיים, כולל הורמונים וחיסונים מיוצרים באמצעות מיצוי DNA. הוא משמש גם לאימות זהותם של אנשים, הן לקביעת קרובי משפחה גנטיים והן לחקירת חשודים בפשעים בהם הושאר חומר גנטי במקום.

מיצוי DNA הוא חלק בלתי נפרד מתהליך השינוי הגנטי של הצמחים. חברות חקלאיות רבות משתמשות במיצוי גנטי כדי לבודד DNA מאורגניזמים בעלי תכונות רצויות, אותם הם משתילים לאחר מכן לגנום של הצמח.

זה נעשה על ידי לקיחת דגימה של האורגניזם, חילוץ ה- DNA, ואז שיבוטו ליצירת אלפי עותקים של הגן היחיד שהם מעוניינים בו. לאחר מכן מדענים משנים את הגן כדי שיהיה מוכן לעבודה עם שאר ה- DNA של הצמח, ואז הכניסו אותו לגרעין של כמה תאי צמח. תאי הצמח גדלים לצמחים בוגרים, ולזרעי הצאצאים שלהם יש את השינויים הגנטיים.

דוגמה לכך היא מספר שורות הזרעים המיוצרים על ידי תאגיד מונסנטו וחסינות מפני קוטל העשבים Roundup. על ידי הפיכת הגידולים (סלק, למשל) לעמידים בפני Roundup, ניתן לרסס קוטל עשבים מסוים על שדות כדי להרוג עשבים שוטים, אך לא להשפיע על יבול הסלק.

מיצוי DNA הוא גם הצעד הראשון בהנדסה גנטית של בעלי חיים. הנדסה גנטית של בעלי חיים היא תחום רחב מאוד שנע בין עריכת גן בודד להשתלת גנים מבעלי חיים אחד למשנהו. למשל, מעבדת מחקר בטייוואן השתילה גנים של מדוזות לחזירים וגרמה להם לזרוח בחושך. בקצה המורכב ביותר של ספקטרום ההנדסה הגנטית של בעלי החיים נמצא שיבוט, תהליך שבאמצעותו ניתן ליצור בעלי חיים זהים גנטית.

מיצוי DNA משמש כצעד הראשוני בייצור מספר תרופות. תרופות המיוצרות באמצעות גנטיקה רקומביננטית כוללות את החיסון נגד הפטיטיס B והורמון הגדילה האנושי (hGh). בנוסף למספר הורמונים אחרים שנוצרו באמצעות מיצוי DNA, אחד הנפוצים ביותר הוא אינסולין.

אבחון של מצבים רפואיים מסוימים יכול להיעשות לעתים קרובות מ- DNA המופק מחולה. מצבים הניתנים לאבחון בבדיקה גנטית כוללים סיסטיק פיברוזיס, אנמיה חרמשית, תסמונת X שבירה, מחלת הנטינגטון, המופיליה A, תסמונת דאון ומחלת טיי-זאקס. בנוסף לאבחון מחלות קיימות, גנטיקאים בודקים בדרך כלל אם אדם הוא נשא של מצב גנטי מסוים אך אין לו תסמינים של המחלה.

שימוש ידוע למיצוי גנטי הוא טביעת אצבע גנטית, תהליך התואם חומר גנטי מאדם עם חומר גנטי אחר הקיים. דוגמה אחת היא בדיקות אבהות, לקביעת אביו הביולוגי של מישהו. שימוש נפוץ נוסף להפקת DNA לאימות זהות הוא למטרות משפטיות. ניתן להשוות חומר גנטי מאדם לחומר גנטי בזירת פשע, כמו למשל דם. אימות גנטי פעל גם למקם אדם בזירת פשע וגם לפטור אנשים שהורשעו כוזב בפשע.