Rekombinantā DNS (dezoksiribonukleīnskābe) ir sintētisks nukleīnskābes veids, kas izveidots, saistot DNS secības kopā, kuras normālos apstākļos un apkārtējā vidē dabiski nepastāvētu nosacījumiem.
Rekombinantās DNS izgatavošanas procesu parasti veic ar rekombinanto plazmīdu. Konkrēti, to veic ar modernu DNS tehnoloģiju procedūru bioloģijā un ģenētikā, kas pazīstama kā gēnu klonēšana. Rekombinanto DNS ievieto šūnā, kas pēc tam ražo pilnīgi jaunu olbaltumvielu, un to izmanto, lai sintezētu zāles, antivielas vai specifiskus proteīnus tikai pētījumiem.
Ievads par rekombinanto DNS tehnoloģiju
DNS no donora organisma vai bioloģiskā avota vispirms iegūst no šūnām un pēc tam pakļauj griešanas procesam, kas pazīstams kā fermentu ierobežojums. Tas ģenerē DNS fragmentus, kas satur interesējošo gēnu vai gēnus. Pēc tam šos fragmentus var "klonēt" (t.i., ievietot) vai pielīmēt uz fragmentiem no saņēmēja organisma.
Pēc tam tos ievieto lielākās DNS molekulās ("rekombinantā plazmīdā"), kuras ievieto baktērijās un ļauj tām vairoties. Pēc tam rekombinanto DNS iegūst un pārbauda.
Lasiet vairāk par rekombinantās DNS tehnoloģijas plusi un mīnusi.
DNS izolēšana
Vispirms DNS jāizdala un jāattīra no citām šūnu molekulām, piemēram, ribonukleīnskābēm (RNS), olbaltumvielām un struktūrām, piemēram, šūnu membrānām. Klonēšanas nolūkos DNS iegūst no kodola un to sauc par "genomu DNS". Viena izplatīta DNS metode ekstrakcija notiek, ultrakentrifugējot šūnu komponentus blīvuma gradientā, kas sastāv no etidija bromīda cēzija hlorīds.
Alternatīvi DNS atgūšanai var izmantot arī virkni sārmainu un sāls bufera mazgāšanas līdzekļu. Kad tas ir nogulsnēts un iztīrīts no visiem citiem nevēlamiem piesārņotājiem, DNS var sagriezt fragmentos.
Ierobežojošo enzīmu DNS šķelšana
Ierobežojošie enzīmi ir fermenti, kas sagriež ļoti specifiskas DNS sekvences; tos izmanto unikālu DNS fragmentu radīšanai. Šis process nodrošina, ka netiek ģenerētas un kļuvušas neprecīzas, nepareizas vai nevēlamas sekvences nejauši iekļauts galīgajā rekombinantajā DNS, kas var izraisīt gan eksperimentālu neveiksmi, gan šūnu nāve.
Lai izveidotu vēlamos DNS fragmentus, DNS sagriešanai vai sagremošanai tiek izmantots īpašs (-i) viens (-i) enzīms (-i). Pēc tam fragmentus attīra ar gēla elektroforēzi, kas tos atdala no nevēlamās DNS. Rupjāka DNS tehnoloģijas metode vienkārši ietver mehānisku griešanu, kas garākos DNS segmentus sašķeļ mazākos, kurus var izmantot klonēšanai.
DNS saistīšana
Ligācija ir donora un recipienta (vai vektora) DNS fragmentu pielīmēšanas vai savienošanas process, lai izveidotu rekombinanto plazmīdu DNS molekulu. Ideālā gadījumā fragmentu veidošanai izvēlētie restrikcijas enzīmi būtu ļoti rūpīgi pārdomāti un izstrādāti tā, lai tie ļautu šos bitus salikt kā mozaīkmīklas.
Lai to izdarītu, priekšroka dodama restrikcijas enzīmiem, kas ražo saderīgus "lipīgus galus", lai visi saderīgie fragmenti dabiski savienotos viens ar otru. Pretējā gadījumā DNS ligāzes enzīmu var izmantot, lai savienotu DNS segmentus ar fosfodiesteru saitēm.
Rekombinantā DNS replikācija
Transformācijas vai karstuma šoka procesu izmanto, lai rekombinanto DNS molekulu ievietotu baktēriju saimniekorganisma šūnā, kas pēc tam var radīt daudzas sintētiskās DNS kopijas. Šīs baktērijas audzē uz agara plāksnēm, kultivē īpašos baktēriju buljonos un pēc tam lizē, lai atbrīvotu rekombinanto DNS. Visbeidzot, DNS var pārbaudīt ar DNS sekvencēšanu, funkcionāliem eksperimentiem un restrikcijas enzīmu šķelšanu.
Izmanto rekombinantai DNS
Rekombinantā DNS tehnoloģija tiek izmantota visam, sākot no akadēmisko laboratoriju eksperimentiem līdz farmaceitisko zāļu radīšanai. Tā ir arī svarīga DNS sekvencēšanas un gēnu identifikācijas sastāvdaļa.
Varat uzzināt vairāk par to plašu lietojumu DNS tehnoloģija šeit.
Lasiet vairāk par atšķirību starp rekombinanto DNS un gēnu inženieriju.
