Есть очень тонкая разница между ДНК-технологией и генной инженерией. Под генной инженерией понимаются методы, используемые для изменения генотипа организма с целью изменения его фенотипа. То есть генная инженерия манипулирует генами организма, заставляя его выглядеть или действовать по-другому. Технология ДНК относится к методам, используемым для модификации, измерения, манипулирования и производства внутри молекулы ДНК. Поскольку гены хранятся в ДНК, генная инженерия осуществляется с помощью технологии ДНК. Но ДНК-технологию можно использовать не только для генной инженерии.
Гены и ДНК
Ген можно определить как компонент клетки, который отвечает за выражение признака в организме, а также может передать этот признак следующему поколению организма. Оказывается, гены - это сегменты ДНК, которые содержат определенный образец ядерных оснований: четыре молекулы, сокращенно A, T, G и C. ДНК состоит из длинного участка связанных молекул A, T, G и C. Например, участок ДНК похож на AGCCGTAGTT... и так далее для нескольких тысяч баз может означать, что у кошки будут зеленые глаза. Но не вся ДНК - это ген. Некоторые части ДНК работают, чтобы подавать сигналы о том, когда и где ген должен стать активным, а некоторые участки ДНК не имеют известной цели.
Генная инженерия
С помощью генной инженерии ученые пытаются манипулировать генетической структурой организма, чтобы изменить внешний вид или функционирование организма. Генетическая структура организма называется его генотипом, а физические структуры и функции организма - его фенотипом. Фенотип организма во многом определяется его генотипом. Например, если ученые изменили генотип гена цвета кошачьего глаза на TCCCAGAGGT... тогда, возможно, они могли бы сделать у кошки карие глаза вместо зеленых. На самом деле, этот процесс намного сложнее и включает очень длинные участки ДНК, с которыми нужно идеально манипулировать, но это принцип генной инженерии: изменить структуру оснований в ДНК организма, чтобы изменить ее фенотип.
Инструменты генной инженерии
Чтобы заниматься генной инженерией, ученые используют некоторые инструменты технологии ДНК. Они не использовали инструменты для изменения цвета кошачьего глаза, но сделали кое-что другое. Ученые модифицировали бактерии для производства инсулина для диабетиков, модифицировали кукурузу, чтобы гербициды для менее вредного земледелия и модифицировали мышей для выращивания раковых опухолей человека для тестирования лекарства. Самый распространенный метод генной инженерии - вырезать часть ДНК из одного организма и заменить ее частью из другого организма. Это называется рекомбинантной ДНК, и это делается с помощью пары разных молекул, используемых для разделения и склеивания молекул ДНК.
ПЦР
ДНК-технология используется не только для генной инженерии. Например, если на месте преступления обнаруживается прядь волос, ДНК может быть извлечена. Поскольку в образце с места преступления не так много ДНК, его необходимо усилить - многократно продублировать. Тип ДНК-технологии, используемой для этого, называется полимеразной цепной реакцией или ПЦР. Он включает нагрев и охлаждение образца ДНК в присутствии определенных химикатов, и в результате получается достаточно копий ДНК с места преступления, чтобы провести тесты и выяснить, кто был на месте преступления.
Строительство с ДНК
Ученые могут манипулировать ДНК способами, выходящими далеко за рамки ее первоначальной цели в организме. Например, ученые могут использовать ДНК, чтобы построить микроскопический каркас, крошечный каркас для создания материалов, атом за атомом. Они также могут использовать уникальные свойства ДНК для создания светящейся молекулы, но только тогда, когда она присоединена к другой конкретной молекуле-мишени. Ученые также используют ДНК для другой странной цели: они создают из нее компьютерные схемы.