Ingineria genetică este o zonă a biologiei moleculare care implică manipularea structurii materialului genetic, cunoscut și sub denumirea de acid deoxibirucleic sau ADN. ADN-ul recombinant, numit și ADNr, este un fir de ADN care a fost manipulat de oamenii de știință. Ingineria genetică și ADNr merg mână în mână; ingineria genetică ar fi imposibilă fără utilizarea ADNr.
ADN în ingineria genetică
ADN-ul este o moleculă cu catenă dublă care conține gene, regiuni necodificatoare și regiuni de reglare a genei. Genele sunt unități ereditare care codifică proteinele și definesc caracteristicile organismelor. Cu alte cuvinte, genele te fac diferit de alte organisme vii și alte persoane; genele și ADN-ul te fac unic. Oamenii de știință folosesc ADN pentru a produce ADNr în laborator. Oamenii de știință nu pot genera ADN, așa că trebuie să utilizeze ADN natural din diferite organisme pentru a produce ADNr. Tehnologia ADN-ului recombinant permite oamenilor de știință să unească ADN-ul din două surse: ADN uman cu ADN bacterian pentru a produce proteinele rezultate în culturile celulare.
Generarea ADN-ului recombinant
„Biologie celulară moleculară”, de H. Lodish și colab., Definește ADNc ca o moleculă de ADN care se formează prin unirea fragmentelor de ADN din diferite surse. ADNr este produs prin tăierea ADN-ului cu enzime, numite enzime de restricție, care pot tăia ADN-ul la o secvență specifică. ADN-ul tăiat poate fi unit cu un alt ADN, tăiat cu aceeași enzimă, folosind o altă enzimă, numită ADN ligază. Cel mai frecvent, rADN este clonat într-o plasmidă și transformat într-un E. celula coli. E. coli va multiplica plasmida și rADN-ul din acesta sau va produce proteina codificată de rADN.
ADNr și inginerie genetică
Primele molecule de ADNr au fost generate în 1973 de Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang și Stanley Cohen de la Universitatea Stanford și Universitatea din California San Francisco. Aceasta este considerată nașterea ingineriei genetice, conform „Cell and Molecular Biology”, scrisă de Gerald Karp. ADNr este cel mai important instrument folosit de inginerii genetici. Fără ADNr nu ar exista inginerie genetică.
Motive pentru manipularea ADN-ului
Manipularea ADN și generarea de ADNr are mai multe aplicații. Genele din ADN codifică proteine care au mai multe funcții în corpul nostru. Cu ajutorul ADNr, oamenii de știință pot produce proteine în laborator. De exemplu, multe vaccinuri, insulină umană și hormoni de creștere umană sunt produse cu tehnologia ADNr în laborator. Înainte de „nașterea” ingineriei genetice, insulina utilizată pentru tratarea diabetului era izolată de porci și vaci.