გენეტიკური ინჟინერია არის მოლეკულური ბიოლოგიის სფერო, რომელიც გულისხმობს გენეტიკური მასალის სტრუქტურის მანიპულირებას, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც დეოქსისირიბონუკლეაციდი ან დნმ. რეკომბინანტული დნმ, რომელსაც ასევე rDNA უწოდებენ, არის დნმ-ის ბოჭკო, რომელსაც მანიპულირებენ მეცნიერები. გენეტიკური ინჟინერია და rDNA ერთმანეთთან მიდიან; გენეტიკური ინჟინერია შეუძლებელი იქნება rDNA– ს გამოყენების გარეშე.
დნმ გენეტიკურ ინჟინერიაში
დნმ არის ორჯაჭვიანი მოლეკულა, რომელიც შეიცავს გენებს, არაკოდირებულ რეგიონებსა და გენის მარეგულირებელ რეგიონებს. გენები არის მემკვიდრეობითი ერთეულები, რომლებიც აკოდირებენ ცილებს და განსაზღვრავენ ორგანიზმების მახასიათებლებს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გენები განსხვავდებიან სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისგან და სხვა ადამიანებისგან; გენები და დნმ უნიკალურს ხდიან. მეცნიერები იყენებენ დნმ-ს ლაბორატორიაში rDNA- ს დასამზადებლად. მეცნიერებს არ შეუძლიათ დნმ – ის წარმოქმნა, ამიტომ მათ rDNA– ს შესაქმნელად საჭიროა სხვადასხვა ორგანიზმების ბუნებრივი დნმ გამოიყენონ. რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს მეცნიერებს, დნმ გააერთიანონ ორი წყაროდან: ადამიანის დნმ ბაქტერიულ დნმ-თან და წარმოქმნან ცილები უჯრედების კულტურებში.
რეკომბინანტული დნმ-ის წარმოქმნა
"მოლეკულური უჯრედის ბიოლოგია", ავტორი ჰ. ლოდიშ და სხვ., განსაზღვრავს rDNA– ს, როგორც დნმ – ის მოლეკულას, რომელიც წარმოიქმნება სხვადასხვა წყაროდან დნმ – ის ფრაგმენტების შეერთებით. rDNA წარმოიქმნება დნმ-ის ფერმენტებით მოჭრის შედეგად, რომელსაც ეწოდება შეზღუდვის ფერმენტები, რომელსაც შეუძლია დნმ-ის მოჭრა კონკრეტული თანმიმდევრობით. დაჭრილი დნმ შეიძლება შეუერთდეს სხვა დნმ-ს, მოჭრილი იგივე ფერმენტით, სხვა ფერმენტის გამოყენებით, სახელწოდებით დნმ ლიგაზა. ყველაზე ხშირად, rDNA კლონირდება პლაზმურად და გარდაიქმნება E. კოლის უჯრედი. ე. კოლი გაამრავლებს პლაზმიდს და მასში rDNA- ს ან გამოიმუშავებს rDNA- ით კოდირებულ ცილას.
rDNA და გენეტიკური ინჟინერია
პირველი rDNA მოლეკულები შეიქმნა 1973 წელს პოლ ბერგის, ჰერბერტ ბოიერის, ენი ჩანგისა და სტენლი კოენის მიერ სტენფორდის უნივერსიტეტისა და კალიფორნიის სან – ფრანცისკოს უნივერსიტეტის მიერ. ეს ითვლება გენეტიკური ინჟინერიის დაბადებად, ”უჯრედისა და მოლეკულური ბიოლოგიის” თანახმად, დაწერილი ჯერალდ კარპი. rDNA არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტი, რომელსაც იყენებენ გენეტიკური ინჟინრები. RDNA– ს გარეშე არ იქნებოდა გენეტიკური ინჟინერია.
დნმ-ის მანიპულირების მიზეზები
დნმ – ის მანიპულირებას და rDNA– ს წარმოქმნას რამდენიმე პროგრამა აქვს. დნმ-ს გენები აკოდირებს ცილებს, რომლებსაც ჩვენს სხეულში რამდენიმე ფუნქცია აქვთ. RDNA– ს გამოყენებით, მეცნიერებს შეუძლიათ ცილების წარმოება ლაბორატორიაში. მაგალითად, ლაბორატორიაში მრავალი ვაქცინა, ადამიანის ინსულინი და ადამიანის ზრდის ჰორმონები იწარმოება rDNA ტექნოლოგიით. გენეტიკური ინჟინერიის "დაბადებამდე" ინსულინი, რომელიც დიაბეტის სამკურნალოდ გამოიყენებოდა, იზოლირებული იყო ღორებისა და ძროხებისგან.