Kāda ir saistība starp gēnu inženieriju un DNS tehnoloģiju?

Starp DNS tehnoloģiju un gēnu inženieriju ir ļoti smalka atšķirība. Gēnu inženierija attiecas uz metodēm, kas tiek izmantotas, lai modificētu organisma genotipu, lai mainītu tā fenotipu. Tas ir, gēnu inženierija manipulē ar organisma gēniem, lai tas izskatītos vai rīkotos citādi. DNS tehnoloģija attiecas uz metodēm, ko izmanto, lai modificētu, izmērītu, manipulētu un ražotu DNS molekulā. Tā kā gēni tiek glabāti DNS, gēnu inženierija tiek veikta ar DNS tehnoloģiju. Bet DNS tehnoloģiju var izmantot ne tikai gēnu inženierijai.

Gēnu var definēt kā šūnas sastāvdaļu, kas ir atbildīga par pazīmes izpausmi organismā, kā arī var nodot šo īpašību nākamajai organisma paaudzei. Izrādās, ka gēni ir DNS segmenti, kas satur noteiktu kodola bāzes modeli: četras molekulas saīsināti A, T, G un C. DNS ir izgatavots no garām savienotu A, T, G un C molekulu daļām. Piemēram, DNS posms, kas līdzinās AGCCGTAGTT... un tā tālāk par dažiem tūkstošiem bāzu varētu nozīmēt, ka kaķim būs zaļas acis. Bet ne visa DNS ir gēns. Dažas DNS daļas darbojas, lai sniegtu signālus par to, kad un kur gēnam vajadzētu kļūt aktīvam, un dažām DNS daļām nav zināms mērķis.

Ar gēnu inženieriju zinātnieki mēģina manipulēt ar organisma ģenētisko struktūru, lai mainītu organisma izskatu vai darbību. Organisma ģenētisko struktūru sauc par tā genotipu, bet organisma fizisko struktūru un funkcijas - par tā fenotipu. Organisma fenotipu lielā mērā nosaka tā genotips. Piemēram, ja zinātnieki mainīja kaķa acu krāsas gēna genotipu uz TCCCAGAGGT... tad varbūt viņi varētu padarīt kaķi ar brūnām acīm, nevis zaļām. Patiesībā process ir daudz sarežģītāks un ietver ļoti garus DNS posmus, ar kuriem jākontrolē perfekti, bet tas ir gēnu inženierijas princips: Mainiet organisma DNS bāzes modeli, lai mainītu to fenotips.

Lai veiktu gēnu inženieriju, zinātnieki izmanto dažus DNS tehnoloģijas rīkus. Viņi nav izmantojuši rīkus, lai mainītu kaķa acu krāsu, bet ir izdarījuši dažas citas lietas. Zinātnieki ir pārveidojuši baktērijas, lai ražotu insulīnu diabēta slimniekiem, modificējuši kukurūzu, lai tā būtu izturīga herbicīdi mazāk kaitīgai lauksaimniecībai un ir modificēti pelēm, lai pārbaudītu cilvēku audzēja audzējus zāles. Visizplatītākā gēnu inženierijas metode ir DNS fragmenta izgriešana no viena organisma un tā aizstāšana ar sekciju no cita organisma. To sauc par rekombinanto DNS, un tas tiek darīts, izmantojot pāris dažādas molekulas, kuras tiek izmantotas, lai sadalītu un salīmētu kopā DNS molekulas.

DNS tehnoloģija tiek izmantota citām lietām, izņemot gēnu inženieriju. Piemēram, kad nozieguma vietā tiek atrasts matu sakausējums, DNS var iegūt. Tā kā nozieguma vietas paraugā nav daudz DNS, tas ir jāpaplašina - jādublē daudzas reizes. Tam izmantoto DNS tehnoloģijas veidu sauc par polimerāzes ķēdes reakciju vai PCR. Tas ietver DNS parauga sildīšanu un atdzesēšanu noteiktu ķīmisku vielu klātbūtnē, un tā rezultātā ir pietiekami daudz nozieguma vietas DNS eksemplāru, lai veiktu testus un uzzinātu, kas bija notikuma vietā.

Zinātnieki var manipulēt ar DNS tādā veidā, kas tālu pārsniedz tā sākotnējo mērķi organismā. Piemēram, zinātnieki var izmantot DNS, lai izveidotu mikroskopiskas sastatnes - niecīgu ietvaru materiālu veidošanai pa atomiem. Viņi var arī izmantot DNS unikālās īpašības, lai izveidotu molekulu, kas spīd - bet tikai tad, kad tā ir piesaistīta citai specifiskai mērķa molekulai. Zinātnieki DNS izmanto arī citam dīvainam mērķim: no tā viņi veido datoru shēmas.