Polimerazės grandininė reakcija (PGR) ir jos mokslinis giminaitis, ekspresuotų genų klonavimas, yra du aštuntojo ir devintojo dešimtmečio biotechnologiniai proveržiai, kurie ir toliau vaidina svarbų vaidmenį stengiantis suprasti ligą. Abi šios molekulinės technologijos suteikia mokslininkams priemonių įvairiais būdais pagaminti daugiau DNR.
Istorija
Molekulinis biologas Kary Mullis sukėlė genų mokslo revoliuciją, kai 1983 m. Pavasarį sumanė polimerazės grandinės reakciją (PGR), kuri jam pelnė 1993 m. Nobelio chemijos premiją. Šis proveržis atsirado dėl klonavimo tyrimų, kurie datuojami 1902 m. Didesnių klonavimo laimėjimų nebuvo iki 1951 m. Lapkričio mėn., Kai Filadelfijos mokslininkų komanda klonavo varlės embrioną. Didelis lūžis įvyko 1996 m. Liepos 5 d., Kai mokslininkai klonavo „Dolly“ avinėlį iš užšalusios pieno ląstelės.
PGR ir klonavimas
Klonavimas yra tiesiog vienas gyvas organizmas iš kito, sukuriant du organizmus, turinčius tuos pačius genus. PGR leidžia mokslininkams per kelias valandas pagaminti milijardus DNR gabalo kopijų. Nors PGR veikia klonavimo technologiją gamindamas didelį kiekį klonuojamų DNR, PGR susiduria su - užteršimo sunkumas, kai mėginį su nepageidaujama genetine medžiaga taip pat galima pakartoti ir pagaminti neteisinga DNR.
Kaip veikia PGR
PGR procesas apima DNR skaidymą ją kaitinant, todėl DNR dviguba spiralė išsisuka į atskiras vijas. Atskyrus šias sruogas, fermentas, vadinamas DNR polimeraze, nuskaito nukleorūgščių seką ir sukuria dvigubą DNR grandinę. Šis procesas kartojamas vėl ir vėl, padvigubinant kiekvieno ciklo DNR kiekį ir eksponentiškai didinant DNR, kol bus sukurta milijonai originalios DNR kopijų.
Kaip veikia klonavimas
DNR klonavimas apima visų pirma šaltinio ir vektorinės DNR išskyrimą ir fermentų naudojimą šioms dviem DNR supjaustyti. Tada mokslininkai suriša pirminę DNR su vektoriu DNR ligazės fermentu, kuris suremontuoja sandūrą ir sukuria vieną DNR grandinę. Tuomet ta DNR įvedama į organizmo-šeimininko ląstelę, kur ji auga kartu su organizmu.
Programos
PGR tapo standartine teismo medicinos priemone, nes ji gali dauginti labai mažus DNR mėginius, kad būtų galima atlikti daugybę nusikaltimų laboratorijos tyrimų. PGR taip pat tapo naudinga archeologams tirti skirtingų gyvūnų rūšių evoliucinę biologiją, įskaitant tūkstančių metų senumo mėginius. Klonavimo technologija leido palyginti lengvai išskirti DNR fragmentus, kuriuose yra genų, kad būtų galima tirti genų funkciją. Mokslininkai mano, kad patikimas klonavimas gali būti naudojamas siekiant, kad ūkininkavimas būtų produktyvesnis, dauginant geriausius gyvūnus ir pasėlius, taip pat tikslinti medicininius tyrimus, suteikiant bandomuosius gyvūnus, kurie visi reaguoja vienodai narkotikas.