Gēnu inženierija ir molekulārās bioloģijas joma, kas ietver manipulēšanu ar ģenētiskā materiāla struktūru, kas pazīstama arī kā dezoksiribonukleīnskābe vai DNS. Rekombinantā DNS, saukta arī par rDNS, ir DNS virkne, ar kuru zinātnieki ir manipulējuši. Gēnu inženierija un rDNS iet roku rokā; gēnu inženierija nebūtu iespējama bez rDNS izmantošanas.
DNS gēnu inženierijā
DNS ir divvirzienu molekula, kas satur gēnus, nekodējošus reģionus un gēnu regulējošus reģionus. Gēni ir iedzimtas vienības, kas kodē olbaltumvielas un nosaka organismu īpašības. Citiem vārdiem sakot, gēni padara jūs atšķirīgu no citiem dzīviem organismiem un citiem cilvēkiem; gēni un DNS padara jūs unikālu. Zinātnieki izmanto DNS, lai laboratorijā ražotu rDNS. Zinātnieki nevar ģenerēt DNS, tāpēc viņiem ir jāizmanto dažādu organismu dabiskā DNS, lai iegūtu rDNS. Rekombinantā DNS tehnoloģija ļauj zinātniekiem apvienot DNS no diviem avotiem: cilvēka DNS ar baktēriju DNS, lai iegūtu iegūtās olbaltumvielas šūnu kultūrās.
Rekombinantās DNS ģenerēšana
H. "Molekulāro šūnu bioloģija". Lodish et al., Definē rDNS kā DNS molekulu, kas veidojas, savienojot dažādu fragmentu DNS fragmentus. rDNS tiek ražots, sagriežot DNS ar fermentiem, ko sauc par restrikcijas enzīmiem, kas var sagriezt DNS noteiktā secībā. Izgriezto DNS var savienot ar citu DNS, sagriezt ar to pašu fermentu, izmantojot citu fermentu, ko sauc par DNS ligāzi. Visbiežāk rDNS tiek klonēts plazmīdā un pārveidots par E. koli šūna. E. coli pavairos plazmīdu un tajā esošo rDNS vai ražos rDNS kodēto olbaltumvielu.
rDNS un gēnu inženierija
Pirmās rDNS molekulas 1973. gadā ģenerēja Pāvils Bergs, Herberts Bojers, Annija Čanga un Stenlijs Koens no Stenfordas universitātes un Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko. Tas tiek uzskatīts par gēnu inženierijas dzimšanu, saskaņā ar Džeralda Karpa rakstu "Cell and Molecular Biology". rDNS ir vissvarīgākais gēnu inženieru izmantotais rīks. Bez rDNS nebūtu gēnu inženierijas.
Iemesli DNS manipulēšanai
DNS manipulācijām un rDNS ģenerēšanai ir vairāki pielietojumi. DNS gēni kodē olbaltumvielas, kurām mūsu ķermenī ir vairākas funkcijas. Izmantojot rDNS, zinātnieki laboratorijā var ražot olbaltumvielas. Piemēram, daudzas vakcīnas, cilvēka insulīnu un cilvēka augšanas hormonus laboratorijā ražo ar rDNS tehnoloģiju. Pirms gēnu inženierijas "dzimšanas" insulīns, ko lieto diabēta ārstēšanai, tika izolēts no cūkām un govīm.