Рекомбинантная ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - это синтетический тип нуклеиновой кислоты, созданный путем связывания ДНК. последовательности, которые не существовали бы естественным образом при нормальных обстоятельствах и окружающей среде. условия.
Процесс создания рекомбинантной ДНК обычно осуществляется с помощью рекомбинантной плазмиды. В частности, это сделано с помощью передовой технологии ДНК в биологии и генетике, известной как клонирование генов. Рекомбинантная ДНК помещается в клетку, которая затем производит совершенно новый белок и используется для синтеза лекарств, антител или определенных белков только для исследований.
Введение в технологию рекомбинантной ДНК
ДНК донорского организма или биологического источника сначала извлекается из клеток, а затем подвергается процессу разрезания, известному как ферментативная рестрикция. Это генерирует фрагменты ДНК, содержащие интересующий ген или гены. Эти фрагменты затем могут быть «клонированы» (т.е. вставлены) или прикреплены к фрагментам из организма-реципиента.
Затем их вставляют в более крупные молекулы ДНК («рекомбинантную плазмиду»), которые помещают в бактерии и позволяют им размножаться. Затем рекомбинантная ДНК извлекается и проверяется.
Узнайте больше о плюсах и минусах технологии рекомбинантной ДНК.
Выделение ДНК
Сначала необходимо выделить ДНК и очистить ее от других клеточных молекул, таких как рибонуклеиновые кислоты (РНК), белков и структур, таких как клеточные мембраны. Для клонирования ДНК получают из ядра и называют «геномной ДНК». Один распространенный метод ДНК экстракция осуществляется ультрацентрифугированием компонентов клетки в градиенте плотности с использованием бромистого этидия в цезии. хлористый.
В качестве альтернативы для извлечения ДНК также можно использовать серию промывок щелочным и солевым буфером. Как только это будет осаждено и очищено от всех других нежелательных примесей, ДНК можно разрезать на фрагменты.
Рестрикционное ферментное переваривание ДНК
Рестрикционные ферменты - это ферменты, которые разрезают очень специфические последовательности ДНК; они используются для создания уникальных фрагментов ДНК. Этот процесс гарантирует, что никакие неточные, неправильные или нежелательные последовательности не будут сгенерированы и станут случайно встраивается в конечную рекомбинантную ДНК, что может привести как к провалу эксперимента, так и к смерть клетки.
Для создания желаемых фрагментов ДНК используется определенный единственный фермент (или их комбинация), чтобы разрезать или расщепить ДНК. Затем фрагменты очищают гель-электрофорезом, который отделяет их от нежелательной ДНК. Более грубый метод ДНК-технологии просто включает механическое разрезание, которое разрывает более длинные сегменты ДНК на более мелкие, которые можно использовать для клонирования.
Лигирование ДНК
Лигирование - это процесс склеивания или соединения фрагментов ДНК донора и реципиента (или вектора) для создания рекомбинантной молекулы плазмидной ДНК. В идеале рестрикционные ферменты, выбранные для создания фрагментов, были бы очень тщательно продуманы и спроектированы так, чтобы они позволяли собирать эти кусочки, как головоломку.
Для этого предпочтительны рестрикционные ферменты, которые образуют совместимые «липкие концы», так что все совместимые фрагменты будут естественным образом соединяться друг с другом. В противном случае фермент ДНК-лигаза может быть использован для соединения сегментов ДНК с фосфодиэфирными связями.
Репликация рекомбинантной ДНК
Процесс трансформации или теплового шока используется для помещения рекомбинантной молекулы ДНК в бактериальную клетку-хозяин, которая затем может генерировать множество копий синтетической ДНК. Эти бактерии выращивают на чашках с агаром, культивируют в специальных бактериальных бульонах, а затем лизируют, чтобы высвободить рекомбинантную ДНК. Наконец, ДНК можно проверить секвенированием ДНК, функциональными экспериментами и расщеплением рестрикционными ферментами.
Использование рекомбинантной ДНК
Технология рекомбинантной ДНК используется во всем, от экспериментов в академических лабораториях до создания фармацевтических препаратов. Это также важная часть секвенирования ДНК и идентификации генов.
Вы можете прочитать больше об использовании этого ДНК-технология здесь.
Узнайте больше о разнице между рекомбинантной ДНК и генной инженерией.