Ce este ADN-ul recombinant?
ADN-ul recombinant este o secvență de ADN care a fost creată artificial în laborator. ADN-ul este celulele șablon utilizate pentru a produce proteinele care alcătuiesc organismele vii, iar dispunerea bazelor de azot de-a lungul unui fir de ADN determină ce proteine sunt formate. Prin izolarea unor bucăți de ADN și recombinarea lor cu alte secvențe, cercetătorii sunt capabili să cloneze ADN în bacterii sau alte celule gazdă și să producă proteine utile, cum ar fi insulina. Clonarea permite studierea mult mai ușoară a anumitor secvențe de ADN, deoarece produce o cantitate mare de ADN care poate fi apoi modificată și analizată.
Metode de construire a ADN-ului recombinant
Transformarea este un proces prin care un segment de ADN este introdus într-o plasmidă - un mic cerc auto-replicant de ADN. ADN-ul este tăiat folosind enzime de restricție. Aceste enzime sunt produse în celulele bacteriene ca mecanism defensiv și vizează anumite situri ale unei molecule de ADN și o separă. Enzimele de restricție sunt deosebit de utile deoarece creează „capete lipicioase” pe segmentele ADN-ului. La fel ca Velcro, aceste capete lipicioase permit ADN-ului să se unească ușor cu segmente complementare.
Gena de interes și plasmidele sunt ambele expuse aceleiași enzime de restricție. Acest lucru creează multe molecule diferite. Unele sunt plasmide care conțin gena de interes, altele sunt plasmide care conțin alte gene, altele sunt două plasmide împreună. Plasmidele sunt apoi reintroduse în celulele bacteriene, unde se replică, iar molecula de ADN recombinant căutată este identificată prin diferite tipuri de analiză. De exemplu, dacă plasmida este separată într-o anumită genă, oamenii de știință pot căuta celule care nu reușesc să exprime acea genă și astfel identifică recombinarea cu succes.
Transformarea non-bacteriană este în esență același proces, dar folosește celule non-bacteriene ca gazde. ADN-ul poate fi injectat direct în nucleul unei celule gazdă. De asemenea, cercetătorii pot bloca o celulă cu particule microscopice de metal care au fost acoperite cu ADN.
Transfecția este foarte asemănătoare cu transformarea, dar fagii sunt folosiți în locul plasmidelor. Un fag este un virus care infectează bacteriile. Atât fagii, cât și plasmidele sunt ideale pentru acest proces, deoarece se vor replica rapid într-o celulă bacteriană.
Clonarea și utilizarea secvențelor de ADN recombinant
Odată ce cercetătorii au identificat anumite celule bacteriene care conțin secvența recombinantă, acestea pot crește aceste celule într-o cultură și pot genera cantități mari de genă. Este dificil să obții celulele bacteriene să genereze efectiv o proteină dintr-o celulă gazdă umană sau animală, dar există modalități de a modifica expresia genelor pentru a face o astfel de producție mai ușoară. Dacă celulele nucleate sunt utilizate ca celule gazdă (ca în cazul transformării nebacteriene), celulele vor avea mai puține probleme în exprimarea genei recombinante.
Odată ce genele sunt clonate în număr mare, ele pot fi apoi stocate în biblioteci de ADN, secvențiate și studiate. Tehnologia ADN-ului recombinant a permis multe descoperiri importante în criminalistică, studiul bolilor genetice, agricultură și produse farmaceutice.