Genteknikk er et område av molekylærbiologi som innebærer å manipulere strukturen til genetisk materiale, også kjent som deoksysribonukleinsyre eller DNA. Rekombinant DNA, også kalt rDNA, er en DNA-streng som har blitt manipulert av forskere. Genteknikk og rDNA går hånd i hånd; genteknologi ville være umulig uten bruk av rDNA.
DNA i genteknikk
DNA er et dobbeltstrenget molekyl som inneholder gener, ikke-kodende regioner og genregulerende regioner. Gener er arvelige enheter som koder for proteiner og definerer egenskapene til organismer. Med andre ord gjør gener deg forskjellig fra andre levende organismer og andre mennesker; gener og DNA gjør deg unik. Forskere bruker DNA for å lage rDNA i laboratoriet. Forskere kan ikke generere DNA, så de må bruke naturlig DNA fra forskjellige organismer for å lage rDNA. Rekombinant DNA-teknologi tillater forskere å forene DNA fra to kilder: humant DNA med bakterielt DNA for å produsere de resulterende proteiner i cellekulturer.
Generering av rekombinant DNA
"Molecular Cell Biology," av H. Lodish et al., Definerer rDNA som et DNA-molekyl som dannes ved å sammenføye DNA-fragmenter fra forskjellige kilder. rDNA produseres ved å kutte DNA med enzymer, kalt restriksjonsenzymer, som kan kutte DNA i en bestemt sekvens. Det kutte DNA kan sammenføyes med et annet DNA, kuttes med samme enzym, ved hjelp av et annet enzym, kalt DNA-ligase. Vanligvis blir rDNA klonet inn i et plasmid og transformert til et E. coli-celle. E. coli vil multiplisere plasmidet og rDNA i det eller produsere proteinet kodet av rDNA.
rDNA og genteknikk
De første rDNA-molekylene ble generert i 1973 av Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang og Stanley Cohen fra Stanford University og University of California San Francisco. Dette regnes som fødselen av genteknologi, ifølge "Cell and Molecular Biology", skrevet av Gerald Karp. rDNA er det viktigste verktøyet som brukes av genetiske ingeniører. Uten rDNA ville det ikke være genteknologi.
Grunner til å manipulere DNA
DNA-manipulering og generering av rDNA har flere applikasjoner. Genene i DNA koder for proteiner som har flere funksjoner i kroppen vår. Med bruk av rDNA kan forskere produsere proteiner i laboratoriet. For eksempel produseres mange vaksiner, humant insulin og humane veksthormoner med rDNA-teknologi i laboratoriet. Før "fødselen" av genteknologi ble insulin brukt til å behandle diabetes isolert fra griser og kyr.