Ekstrakcja DNA jest jedną z najnowocześniejszych nauk biologicznych. Naukowcy i lekarze wykorzystują ekstrakcję DNA do diagnozowania wielu schorzeń w celu inżynierii genetycznej zarówno roślin, jak i zwierząt. Ekstrakcja DNA może być również wykorzystana do zebrania dowodów w śledztwie kryminalnym.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Ekstrakcję DNA można wykorzystać do modyfikacji roślin poprzez izolację DNA z organizmów o pożądanych cechach, takich jak odporność na pestycydy, i wstrzyknięcie ich do genomu rośliny. Kiedy roślina osiągnie dorosłość, jej nasiona odziedziczą zmodyfikowane geny. Ekstrakcja DNA może być również wykorzystana do zmiany zwierząt, od ich świecenia w ciemności po ich klonowanie. Wiele produktów farmaceutycznych, w tym hormony i szczepionki, wytwarza się przy użyciu ekstrakcji DNA. Służy również do weryfikacji tożsamości osób, zarówno do ustalenia genetycznych krewnych, jak i do zbadania podejrzanych o przestępstwa, w których materiał genetyczny został pozostawiony na miejscu.
Inżynieria genetyczna roślin
Ekstrakcja DNA jest integralną częścią procesu modyfikacji genetycznej roślin. Wiele firm rolniczych wykorzystuje ekstrakcję genetyczną do izolacji DNA z organizmów o pożądanych cechach, które następnie przeszczepiają do genomu rośliny.
Odbywa się to poprzez pobranie próbki organizmu, ekstrakcję DNA, a następnie klonowanie go, aby utworzyć tysiące kopii pojedynczego genu, którym są zainteresowani. Naukowcy następnie zmieniają gen, aby był gotowy do pracy z resztą DNA rośliny, a następnie wprowadzają go do jądra niektórych komórek roślinnych. Komórki roślinne są hodowane w dorosłe rośliny, a ich nasiona potomne mają modyfikacje genetyczne.
Przykładem jest wiele linii nasion produkowanych przez Monsanto Corporation, które są odporne na herbicyd Roundup. Uodparniając uprawy (na przykład buraki) na Roundup, ten konkretny herbicyd może być stosowany na polach w celu zabicia chwastów, ale nie wpływa na plony buraków.
Zmienianie zwierząt
Ekstrakcja DNA jest również pierwszym krokiem w inżynierii genetycznej zwierząt. Inżynieria genetyczna zwierząt to bardzo szeroka dziedzina, która rozciąga się od edycji pojedynczego genu do przeszczepiania genów z jednego zwierzęcia do drugiego. Na przykład tajwańskie laboratorium badawcze przeszczepiło świniom geny meduz, powodując, że świecą w ciemności. Na najbardziej złożonym końcu spektrum inżynierii genetycznej zwierząt znajduje się klonowanie, proces, dzięki któremu można stworzyć genetycznie identyczne zwierzęta.
Produkty farmaceutyczne
Ekstrakcja DNA jest stosowana jako pierwszy krok w produkcji wielu farmaceutyków. Farmaceutyki wytwarzane za pomocą genetyki rekombinowanej obejmują szczepionkę przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B i ludzki hormon wzrostu (hGh). Oprócz wielu innych hormonów wytwarzanych za pomocą ekstrakcji DNA, jednym z najszerzej stosowanych jest insulina.
Diagnoza medyczna
Diagnozę niektórych schorzeń często można postawić na podstawie DNA wyekstrahowanego od pacjenta. Stany, które można zdiagnozować za pomocą testów genetycznych, obejmują mukowiscydozę, anemię sierpowatą, zespół łamliwego chromosomu X, chorobę Huntingtona, hemofilię A, zespół Downa i chorobę Taya-Sachsa. Oprócz diagnozowania istniejących chorób genetycy często badają również, czy dana osoba jest nosicielem określonej choroby genetycznej, ale nie ma żadnych objawów choroby.
weryfikacja tożsamości
Dobrze znanym zastosowaniem ekstrakcji genetycznej jest genetyczny odcisk palca, proces, który dopasowuje materiał genetyczny od osoby do innego dostępnego materiału genetycznego. Jednym z przykładów jest badanie ojcostwa w celu ustalenia czyjegoś biologicznego ojca. Innym powszechnym zastosowaniem ekstrakcji DNA w weryfikacji tożsamości jest do celów kryminalistycznych. Materiał genetyczny od osobnika można porównać z materiałem genetycznym z miejsca przestępstwa, takim jak np. krew. Weryfikacja genetyczna zadziałała zarówno w celu umieszczenia osoby na miejscu przestępstwa, jak i oczyszczenia osób fałszywie skazanych za przestępstwo.