Rekombinantna DNA (deoksiribonukleinska kislina) je sintetična vrsta nukleinske kisline, ki nastane s povezovanjem DNA zaporedja, ki v normalnih okoliščinah in okolju naravno ne bi obstajala pogoji.
Postopek izdelave rekombinantne DNA običajno poteka z rekombinantnim plazmidom. Natančneje, narejen je z naprednim DNK tehnološkim postopkom v biologiji in genetiki, znan kot kloniranje genov. Rekombinantna DNA se vstavi v celico, ki nato proizvede popolnoma nove beljakovine in se uporablja za sintezo zdravil, protiteles ali določenih beljakovin samo za raziskave.
Uvod v tehnologijo rekombinantne DNA
DNA iz organizma darovalca ali biološkega vira se najprej ekstrahira iz celic in nato podvrže postopku rezanja, znanemu kot encimska restrikcija. Tako nastanejo fragmenti DNA, ki vsebujejo gene ali gene, ki nas zanimajo. Te fragmente lahko nato "kloniramo" (tj. Vstavimo) ali zlepimo na fragmente iz organizma prejemnika.
Nato jih vstavijo v večje molekule DNA ("rekombinantni plazmid"), ki jih dajo v bakterijo in pustijo, da se razmnožijo. Nato se rekombinantna DNA obnovi in preveri.
Preberite več o prednostih in slabostih tehnologije rekombinantne DNA.
Izolacija DNA
DNA je treba najprej ekstrahirati in očistiti iz drugih celičnih molekul, kot so ribonukleinske kisline (RNA), beljakovine in strukture, kot so celične membrane. Za namene kloniranja se DNK pridobi iz jedra in je znana kot "genomska DNA". Ena pogosta metoda za DNA ekstrakcija je z ultracentrifugiranjem celičnih komponent v gradientu gostote, sestavljenem iz etidijevega bromida v ceziju klorid.
Za obnovitev DNA lahko uporabimo tudi vrsto alkalnih in solnih puferjev. Ko se ta obori in očisti vseh drugih neželenih onesnaževalcev, lahko DNA razrežemo na drobce.
Omejitev Encimska prebava DNA
Restrikcijski encimi so encimi, ki razrežejo zelo specifična zaporedja DNA; uporabljajo se za ustvarjanje unikatnih fragmentov DNA. Ta postopek zagotavlja, da ne bodo ustvarjena in postala nepravilna, nepravilna ali neželena zaporedja nenamerno vključi v končno rekombinantno DNA, kar lahko povzroči tako eksperimentalni neuspeh kot celična smrt.
Za generiranje želenih fragmentov DNA se za razrez ali prebavo DNA uporabi poseben en (ali kombinacija) encim (-i). Nato se fragmenti očistijo z gelsko elektroforezo, ki jih loči od neželene DNA. Metoda surove DNK tehnologije preprosto vključuje mehansko striženje, ki daljše segmente DNA razdeli na manjše, ki jih lahko uporabimo za kloniranje.
DNA ligacija
Ligacija je postopek lepljenja ali povezovanja fragmentov DNA darovalca in prejemnika (ali vektorja) za ustvarjanje rekombinantne molekule DNA plazmida. V idealnem primeru bi bili restrikcijski encimi, izbrani za ustvarjanje drobcev, zelo skrbno premišljeni in zasnovani tako, da omogočajo sestavljanje teh delcev kot sestavljanke.
Da bi to naredili, so prednostni restrikcijski encimi, ki proizvajajo združljive "lepljive konce", tako da se vsi združljivi fragmenti naravno povežejo med seboj. V nasprotnem primeru lahko encim DNA ligaze uporabimo za povezovanje segmentov DNA s fosfodiesterskimi vezmi.
Rekombinantna replikacija DNA
Proces transformacije ali toplotnega šoka se uporablja za vnos molekule rekombinantne DNA v gostiteljsko bakterijsko celico, ki nato lahko ustvari veliko kopij sintetične DNA. Te bakterije gojijo na agarnih ploščah, gojijo v posebnih bakterijskih brozgah in nato lizirajo, da sprostijo rekombinantno DNA. Končno lahko DNK preverimo z zaporedjem DNA, funkcionalnimi poskusi in prebavo restrikcijskih encimov.
Uporabe za rekombinantno DNA
Tehnologija rekombinantne DNA se uporablja za vse, od akademskih laboratorijskih poskusov do ustvarjanja farmacevtskih zdravil. Prav tako je pomemben del zaporedja DNA in identifikacije genov.
Za to lahko preberete več o uporabi DNA tehnologija tukaj.
Preberite več o razliki med rekombinantno DNA in genskim inženiringom.