Genetische manipulatie is een gebied van de moleculaire biologie waarbij de structuur van genetisch materiaal wordt gemanipuleerd, ook wel bekend als deoxsyribonucleicacid of DNA. Recombinant DNA, ook wel rDNA genoemd, is een DNA-streng die door wetenschappers is gemanipuleerd. Genetische manipulatie en rDNA gaan hand in hand; genetische manipulatie zou onmogelijk zijn zonder het gebruik van rDNA.
DNA in genetische manipulatie
DNA is een dubbelstrengs molecuul dat genen, niet-coderende regio's en genregulerende regio's bevat. Genen zijn erfelijke eenheden die coderen voor eiwitten en de kenmerken van organismen definiëren. Met andere woorden, genen maken je anders dan andere levende organismen en andere mensen; genen en DNA maken je uniek. Wetenschappers gebruiken DNA om rDNA te maken in het laboratorium. Wetenschappers kunnen geen DNA genereren, dus moeten ze natuurlijk DNA van verschillende organismen gebruiken om rDNA te maken. Met recombinant-DNA-technologie kunnen wetenschappers DNA uit twee bronnen verenigen: menselijk DNA met bacterieel DNA om de resulterende eiwitten in celculturen te produceren.
Generatie van recombinant DNA
"Moleculaire celbiologie", door H. Lodish et al. definieert rDNA als een DNA-molecuul dat wordt gevormd door DNA-fragmenten uit verschillende bronnen samen te voegen. rDNA wordt geproduceerd door DNA te knippen met enzymen, restrictie-enzymen genaamd, die DNA in een specifieke volgorde kunnen knippen. Het geknipte DNA kan worden samengevoegd met een ander DNA, geknipt met hetzelfde enzym, met behulp van een ander enzym, DNA-ligase genaamd. Meestal wordt het rDNA gekloneerd in een plasmide en getransformeerd in een E. coli cel. e. coli zal het plasmide en het rDNA daarin vermenigvuldigen of het eiwit produceren dat door het rDNA wordt gecodeerd.
rDNA en genetische manipulatie
De eerste rDNA-moleculen werden in 1973 gegenereerd door Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang en Stanley Cohen van Stanford University en University of California San Francisco. Dit wordt beschouwd als de geboorte van genetische manipulatie, volgens "Cell and Molecular Biology", geschreven door Gerald Karp. rDNA is het belangrijkste instrument dat door genetische ingenieurs wordt gebruikt. Zonder rDNA zou er geen genetische manipulatie zijn.
Redenen om DNA te manipuleren
DNA-manipulatie en generatie van rDNA heeft verschillende toepassingen. De genen in het DNA coderen voor eiwitten die verschillende functies in ons lichaam hebben. Met behulp van rDNA kunnen wetenschappers eiwitten maken in het laboratorium. Zo worden in het laboratorium veel vaccins, humane insuline en humane groeihormonen geproduceerd met rDNA-technologie. Vóór de "geboorte" van genetische manipulatie werd insuline voor de behandeling van diabetes geïsoleerd uit varkens en koeien.
