Рекомбинантна ДНК (деоксирибонуклеинска киселина) је синтетичка врста нуклеинске киселине створена повезивањем ДНК секвенце заједно које природно не би постојале у нормалним околностима и окружењу Услови.
Процес стварања рекомбинантне ДНК обично се врши помоћу рекомбинантног плазмида. Конкретно, направљен је напредним поступком ДНК технологије у биологији и генетици познатим као клонирање гена. Рекомбинантна ДНК се ставља у ћелију која затим производи потпуно нови протеин и користи се за синтезу лекова, антитела или специфичних протеина само за истраживање.
Увод у технологију рекомбинантне ДНК
ДНК из донаторског организма или биолошког извора прво се екстрахује из ћелија, а затим подвргава процесу резања познатом као ензимска рестрикција. Ово генерише фрагменте ДНК који садрже гене или гене од интереса. Ови фрагменти се затим могу „клонирати“ (тј. Убацити) или залепити на фрагменте из организма примаоца.
Следеће се убацују у веће молекуле ДНК („рекомбинантни плазмид“), који се стављају у бактерију и остављају да се множе. Рекомбинантна ДНК се затим обнавља и верификује.
Прочитајте више о предностима и недостацима технологије рекомбинантне ДНК.
Изолација ДНК
ДНК се прво мора екстраховати и пречистити из других ћелијских молекула, као што су рибонуклеинске киселине (РНК), протеини и структуре као што су ћелијске мембране. За потребе клонирања, ДНК се добија из језгра и позната је као „геномска ДНК“. Једна уобичајена метода за ДНК екстракција је ултрацентрифугирањем ћелијских компонената у градијенту густине сачињеним етидијум бромидом у цезијуму хлорид.
Алтернативно, серија алкалних испирања и пуфера са соли може такође да се користи за опоравак ДНК. Једном када се исталожи и очисти од свих осталих нежељених загађивача, ДНК се може исећи на фрагменте.
Ограничење ензима Дигестија ДНК
Рестрикцијски ензими су ензими који секу врло специфичне секвенце ДНК; користе се за стварање јединствених фрагмената ДНК. Овај поступак осигурава да се не генеришу и не поставе нетачне, нетачне или нежељене секвенце случајно уграђен у коначну рекомбинантну ДНК, што може резултирати и експерименталним неуспехом и ћелијска смрт.
Да би се генерисали жељени фрагменти ДНК, користи се одређени појединачни (или комбинација) ензим (и) за сечење или варење ДНК. Затим се фрагменти пречишћавају гел-електрофорезом која их одваја од нежељене ДНК. Метода сурове ДНК технологије једноставно укључује механичко смицање, које раздваја дуже сегменте ДНК у мање који се могу користити за клонирање.
ДНК лигација
Лигација је поступак лепљења или спајања фрагмената ДНК донатора и примаоца (или вектора) да би се створио рекомбинантни молекул ДНК плазмида. У идеалном случају, рестрикциони ензими изабрани за стварање фрагмената били би врло пажљиво осмишљени и дизајнирани тако да омогућавају да се ови делови саставе попут слагалице.
Да би се то постигло, пожељни су рестрикциони ензими који производе компатибилне „лепљиве крајеве“, тако да се сви компатибилни фрагменти природно спајају. Иначе, ензим ДНА лигазе се може користити за спајање сегмената ДНК фосфодиестерским везама.
Рекомбинантна репликација ДНК
Процес трансформације или топлотног шока користи се за стављање рекомбинантног молекула ДНК у бактеријску ћелију домаћина, која тада може да генерише много копија синтетичке ДНК. Ове бактерије се узгајају на агар плочама, гаје у посебним бактеријским чорбама, а затим лизирају како би се ослободила рекомбинантна ДНК. Коначно, ДНК се може верификовати секвенцирањем ДНК, функционалним експериментима и варењем рестрикционих ензима.
Употреба за рекомбинантну ДНК
Рекомбинантна ДНК технологија користи се за све, од академских лабораторијских експеримената до стварања фармацеутских лекова. Такође је важан део секвенцирања ДНК и идентификације гена.
Можете прочитати више о овој употреби ДНК технологија овде.
Прочитајте више о разлици између рекомбинантне ДНК и генетског инжењеринга.