Er is een heel subtiel verschil tussen DNA-technologie en genetische manipulatie. Genetische manipulatie verwijst naar die technieken die worden gebruikt om het genotype van een organisme te wijzigen om het fenotype te veranderen. Dat wil zeggen, genetische manipulatie manipuleert de genen van een organisme om het er anders uit te laten zien of zich anders te gedragen. DNA-technologie verwijst naar de methoden die worden gebruikt om het DNA-molecuul te wijzigen, te meten, te manipuleren en te vervaardigen. Omdat genen zijn opgeslagen in DNA, wordt genetische manipulatie gedaan met DNA-technologie. Maar DNA-technologie kan voor meer worden gebruikt dan alleen genetische manipulatie.
Genen en DNA
Een gen kan worden gedefinieerd als een component van een cel die verantwoordelijk is voor het tot expressie brengen van een eigenschap in een organisme, en die eigenschap ook kan doorgeven aan de volgende generatie van een organisme. Het blijkt dat genen DNA-segmenten zijn die een specifiek patroon van nucleaire basen bevatten: de vier moleculen afgekort A, T, G en C. DNA is gemaakt van een lange strook verbonden A-, T-, G- en C-moleculen. Bijvoorbeeld een stuk DNA dat zoiets als AGCCGTAGTT gaat... enzovoort voor een paar duizend basen kan betekenen dat een kat groene ogen heeft. Maar niet al het DNA is een gen. Sommige delen van DNA werken om signalen te geven over wanneer en waar een gen actief moet worden, en sommige stukken DNA hebben geen bekend doel.
Genetische manipulatie
Met genetische manipulatie proberen wetenschappers de genetische structuur van een organisme te manipuleren om een verandering aan te brengen in de manier waarop een organisme eruitziet of functioneert. De genetische structuur van een organisme wordt het genotype genoemd, terwijl de fysieke structuren en functies van een organisme het fenotype worden genoemd. Het fenotype van een organisme wordt grotendeels bepaald door het genotype. Als wetenschappers bijvoorbeeld het genotype van het kattenoogkleurgen zouden veranderen in TCCCAGAGGGT... dan zouden ze de kat misschien bruine ogen kunnen geven in plaats van groene. In werkelijkheid is het proces veel complexer en omvat het zeer lange stukken DNA die perfect moeten worden gemanipuleerd, maar dit is het principe van genetische manipulatie: wijzig het patroon van de basen in het DNA van een organisme om de fenotype.
Genetische manipulatietools
Om genetische manipulatie uit te voeren, gebruiken wetenschappers enkele van de tools van DNA-technologie. Ze hebben de tools niet gebruikt om de kleur van een kattenoog te veranderen, maar ze hebben wel wat andere dingen gedaan. Wetenschappers hebben bacteriën aangepast om insuline te produceren voor diabetici, hebben maïs aangepast om resistent te zijn tegen... herbiciden voor minder schadelijke landbouw en hebben muizen aangepast om menselijke kankertumoren te laten groeien om te testen medicijnen. De meest gebruikelijke methode van genetische manipulatie is om een stukje DNA van het ene organisme te verwijderen en te vervangen door een stukje van een ander organisme. Dat heet recombinant DNA, en het wordt gedaan met behulp van een paar verschillende moleculen die worden gebruikt om DNA-moleculen uit elkaar te knippen en aan elkaar te lijmen.
PCR
DNA-technologie wordt voor andere dingen gebruikt dan genetische manipulatie. Als er bijvoorbeeld een bosje haar wordt gevonden op een plaats delict, kan het DNA worden geëxtraheerd. Omdat er niet veel DNA in het monster van de plaats delict zit, moet het worden versterkt -- vele malen gedupliceerd. Het type DNA-technologie dat daarvoor wordt gebruikt, wordt de polymerasekettingreactie of PCR genoemd. Het houdt in dat een DNA-monster wordt verwarmd en gekoeld in de aanwezigheid van bepaalde chemicaliën, en het resulteert in voldoende kopieën van het DNA van de plaats delict om tests uit te voeren en uit te zoeken wie ter plaatse was.
Bouwen met DNA
Wetenschappers kunnen DNA manipuleren op manieren die veel verder gaan dan het oorspronkelijke doel in het lichaam. Wetenschappers kunnen bijvoorbeeld DNA gebruiken om een microscopische steiger te bouwen, een klein raamwerk om materialen atoom voor atoom op te bouwen. Ze kunnen ook de unieke eigenschappen van DNA gebruiken om een molecuul te maken dat gloeit, maar alleen als het aan een ander specifiek doelmolecuul is vastgemaakt. Wetenschappers gebruiken DNA ook voor een ander vreemd doel: ze bouwen er computercircuits van.