Kako znanstveniki gradijo molekule rekombinantne DNA?

Kaj je rekombinantna DNA?

Rekombinantna DNA je zaporedje DNA, ki je bilo umetno ustvarjeno v laboratoriju. DNA je predloga celic, s pomočjo katerih proizvajajo beljakovine, ki tvorijo žive organizme, razporeditev dušikovih baz vzdolž verige DNA pa določa, kateri proteini se tvorijo. Z izolacijo kosov DNA in njihovo ponovno kombinacijo z drugimi zaporedji lahko raziskovalci klonirajo DNA znotraj bakterij ali drugih gostiteljskih celic in tvorijo koristne beljakovine, kot je inzulin. Kloniranje omogoča veliko lažje preučevanje določenih zaporedij DNA, saj tvori veliko količino DNA, ki jo je nato mogoče spremeniti in analizirati.

Metode konstrukcije rekombinantne DNA

Transformacija je postopek, s katerim je segment DNK vstavljen v plazmid - majhen samopodvojljiv krog DNK. DNA se razreže z uporabo restrikcijskih encimov. Ti encimi nastajajo v bakterijskih celicah kot obrambni mehanizem in ciljajo na določena mesta na molekuli DNA in jih sesekajo. Restrikcijski encimi so še posebej koristni, ker ustvarjajo "lepljive konce" na segmentih DNK. Tako kot Velcro tudi ti lepljivi konci omogočajo, da se DNA zlahka poveže z komplementarnimi segmenti.

instagram story viewer

Zanimivi gen in plazmidi so izpostavljeni istemu restrikcijskemu encimu. Tako nastane veliko različnih molekul. Nekateri so plazmidi, ki vsebujejo gen, ki ga zanima, nekateri plazmidi, ki vsebujejo druge gene, nekateri pa dva plazmida skupaj. Nato se plazmidi ponovno uvedejo v bakterijske celice, kjer se razmnožijo, iskana molekula rekombinantne DNA pa se identificira z različnimi vrstami analiz. Če na primer plazmid razrežemo na določen gen, lahko znanstveniki poiščejo celice, ki tega gena ne izrazijo, in tako prepoznajo uspešno rekombinacijo.

Nebakterijska transformacija je v bistvu enak postopek, vendar kot gostitelj uporablja nebakterijske celice. DNA lahko vbrizgamo neposredno v jedro gostiteljske celice. Raziskovalci lahko celico zasežejo tudi z mikroskopskimi kovinskimi delci, ki so prevlečeni z DNA.

Transfekcija je zelo podobna transformaciji, vendar se namesto plazmidov uporabljajo fagi. Fag je virus, ki okuži bakterije. Tako fagi kot plazmidi so idealni za ta postopek, saj se bodo hitro razmnožili znotraj bakterijske celice.

Kloniranje in uporaba sekvenc rekombinantne DNA

Ko raziskovalci prepoznajo določene bakterijske celice, ki vsebujejo rekombinantno zaporedje, lahko te celice gojijo v kulturi in ustvarijo velike količine gena. Težko je pridobiti bakterijske celice, da dejansko ustvarijo beljakovine iz človeške ali živalske gostiteljske celice, vendar obstajajo načini za prilagoditev izražanja genov, ki olajšajo takšno proizvodnjo. Če se celice z jedrom uporabljajo kot gostiteljske celice (kot pri nebakterijski transformaciji), bodo imele celice manj težav z izražanjem rekombinantnega gena.

Ko so geni v velikem številu klonirani, jih lahko nato shranimo v DNK knjižnice, jih sekvenciramo in preučimo. Tehnologija rekombinantne DNA je omogočila številna pomembna odkritja na področju forenzike, preučevanja genskih bolezni, kmetijstva in farmacije.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer