Genski inženiring je področje molekularne biologije, ki vključuje manipulacijo s strukturo genskega materiala, znanega tudi kot deoksiribonukleinska kislina ali DNA. Rekombinantna DNA, imenovana tudi rDNA, je veriga DNA, ki so jo manipulirali znanstveniki. Genetski inženiring in rDNA gresta z roko v roki; genski inženiring bi bil nemogoč brez uporabe rDNA.
DNA v genskem inženirstvu
DNA je dvoverižna molekula, ki vsebuje gene, nekodirajoče regije in genske regulacijske regije. Geni so dedne enote, ki kodirajo beljakovine in določajo značilnosti organizmov. Z drugimi besedami, geni vas razlikujejo od drugih živih organizmov in drugih ljudi; geni in DNA vas naredijo edinstvene. Znanstveniki uporabljajo DNK za izdelavo rDNA v laboratoriju. Znanstveniki ne morejo ustvariti DNK, zato morajo za izdelavo rDNA uporabiti naravno DNK iz različnih organizmov. Tehnologija rekombinantne DNA znanstvenikom omogoča združitev DNK iz dveh virov: človeške DNA z bakterijsko DNA, da nastanejo beljakovine v celičnih kulturah.
Generacija rekombinantne DNA
"Molekularna celična biologija", avtor H. Lodish et al., Definirajo rDNA kot molekulo DNA, ki nastane z združevanjem fragmentov DNA iz različnih virov. rDNA nastane z rezanjem DNK z encimi, imenovanimi restrikcijski encimi, ki lahko DNK režejo v določenem zaporedju. Izrezano DNA lahko združimo z drugo DNA, ki jo razrežemo z istim encimom, z uporabo drugega encima, imenovanega DNA ligaza. Najpogosteje se rDNA klonira v plazmid in pretvori v E. coli celica. E. coli bo pomnožil plazmid in rDNA v njem ali ustvaril protein, kodiran z rDNA.
rDNA in genski inženiring
Prve molekule rDNA so leta 1973 ustvarili Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang in Stanley Cohen z univerze Stanford in kalifornijske univerze v San Franciscu. V skladu s "Celično in molekularno biologijo", ki jo je napisal Gerald Karp, se to šteje za rojstvo genskega inženiringa. rDNA je najpomembnejše orodje, ki ga uporabljajo genski inženirji. Brez rDNA ne bi bilo genskega inženiringa.
Razlogi za manipulacijo DNK
Manipulacija z DNA in tvorjenje rDNA ima več aplikacij. Geni v DNA kodirajo proteine, ki imajo v našem telesu več funkcij. Z uporabo rDNA lahko znanstveniki proizvajajo beljakovine v laboratoriju. Na primer, mnoga cepiva, človeški inzulin in človeški rastni hormoni se proizvajajo s tehnologijo rDNA v laboratoriju. Pred "rojstvom" genskega inženiringa je bil pri prašičih in kravah izoliran inzulin za zdravljenje diabetesa.