Генная инженерия - это область молекулярной биологии, которая включает манипулирование структурой генетического материала, также известного как дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК. Рекомбинантная ДНК, также называемая рДНК, представляет собой цепь ДНК, которой манипулировали ученые. Генная инженерия и рДНК идут рука об руку; генная инженерия была бы невозможна без использования рДНК.
ДНК в генной инженерии
ДНК - это двухцепочечная молекула, которая содержит гены, некодирующие области и регуляторные области генов. Гены - это наследственные единицы, которые кодируют белки и определяют характеристики организмов. Другими словами, гены отличают вас от других живых организмов и людей; гены и ДНК делают вас уникальным. Ученые используют ДНК для создания рДНК в лаборатории. Ученые не могут создать ДНК, поэтому им нужно использовать природную ДНК разных организмов для создания рДНК. Технология рекомбинантной ДНК позволяет ученым объединять ДНК из двух источников: ДНК человека с ДНК бактерий, чтобы производить полученные белки в культурах клеток.
Генерация рекомбинантной ДНК
«Молекулярная клеточная биология» Х. Lodish et al. Определяют рДНК как молекулу ДНК, которая образуется путем соединения фрагментов ДНК из разных источников. рДНК производится путем разрезания ДНК ферментами, называемыми рестрикционными ферментами, которые могут разрезать ДНК по определенной последовательности. Разрезанная ДНК может быть соединена с другой ДНК, разрезанной тем же ферментом, с помощью другого фермента, называемого ДНК-лигазой. Чаще всего рДНК клонируют в плазмиду и трансформируют в E. coli клетка. Э. coli будет размножать плазмиду и рДНК в ней или продуцировать белок, кодируемый рДНК.
рДНК и генная инженерия
Первые молекулы рДНК были созданы в 1973 году Полом Бергом, Гербертом Бойером, Энни Чанг и Стэнли Коэном из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Согласно «Клеточной и молекулярной биологии», написанной Джеральдом Карпом, это считается рождением генной инженерии. рДНК - самый важный инструмент, используемый генными инженерами. Без рДНК не было бы генной инженерии.
Причины манипулирования ДНК
Манипуляции с ДНК и генерация рДНК имеют несколько применений. Гены в ДНК кодируют белки, которые выполняют несколько функций в нашем организме. С помощью рДНК ученые могут производить белки в лаборатории. Например, многие вакцины, человеческий инсулин и гормоны роста человека производятся с использованием технологии рДНК в лаборатории. До «рождения» генной инженерии инсулин, используемый для лечения диабета, выделяли из свиней и коров.