O que é DNA recombinante?
O DNA recombinante é uma sequência de DNA criada artificialmente em laboratório. O DNA é o modelo que as células usam para produzir as proteínas que constituem os organismos vivos, e o arranjo das bases de nitrogênio ao longo de uma fita de DNA determina quais proteínas são formadas. Ao isolar pedaços de DNA e recombinar-los com outras sequências, os pesquisadores são capazes de clonar DNA dentro de bactérias ou outras células hospedeiras e produzir proteínas úteis, como a insulina. A clonagem permite um estudo muito mais fácil de sequências de DNA particulares, uma vez que produz uma grande quantidade de DNA que pode então ser modificado e analisado.
Métodos de construção de DNA recombinante
A transformação é um processo pelo qual um segmento de DNA é inserido em um plasmídeo - um pequeno círculo auto-replicante de DNA. O DNA é cortado usando enzimas de restrição. Essas enzimas são produzidas em células bacterianas como um mecanismo de defesa e têm como alvo locais específicos em uma molécula de DNA e a fragmentam. As enzimas de restrição são particularmente úteis porque criam "extremidades pegajosas" nos segmentos de DNA. Como o Velcro, essas extremidades adesivas permitem que o DNA se una facilmente aos segmentos complementares.
O gene de interesse e os plasmídeos são ambos expostos à mesma enzima de restrição. Isso cria muitas moléculas diferentes. Alguns são plasmídeos contendo o gene de interesse, alguns são plasmídeos contendo outros genes, alguns são dois plasmídeos juntos. Os plasmídeos são então reintroduzidos nas células bacterianas, onde se replicam, e a procurada molécula de DNA recombinante é identificada por meio de diferentes tipos de análise. Por exemplo, se o plasmídeo é cortado em um gene específico, os cientistas podem procurar células que não expressam esse gene e, assim, identificar uma recombinação bem-sucedida.
A transformação não bacteriana é essencialmente o mesmo processo, mas usa células não bacterianas como hospedeiros. O DNA pode ser injetado diretamente no núcleo de uma célula hospedeira. Os pesquisadores também podem bombardear uma célula com partículas microscópicas de metal que foram revestidas com DNA.
A transfecção é muito semelhante à transformação, mas fagos são usados em vez de plasmídeos. Um fago é um vírus que infecta bactérias. Tanto os fagos quanto os plasmídeos são ideais para esse processo, pois se replicam rapidamente dentro de uma célula bacteriana.
Clonando e usando sequências de DNA recombinante
Depois que os pesquisadores identificaram as células bacterianas específicas que contêm a sequência recombinante, eles podem cultivar essas células em uma cultura e gerar grandes quantidades do gene. É difícil fazer com que as células bacterianas realmente gerem uma proteína a partir de uma célula hospedeira humana ou animal, mas existem maneiras de ajustar a expressão do gene para tornar essa produção mais fácil. Se células nucleadas forem usadas como células hospedeiras (como na transformação não bacteriana), as células terão menos problemas para expressar o gene recombinante.
Uma vez que os genes são clonados em grandes números, eles podem ser armazenados em bibliotecas de DNA, sequenciados e estudados. A tecnologia do DNA recombinante permitiu muitas descobertas importantes em medicina legal, estudo de doenças genéticas, agricultura e produtos farmacêuticos.