Ланчана реакција полимеразе (ПЦР) и њен научни сродник, клонирање експримираних гена, су два биотехнолошка открића седамдесетих и осамдесетих година која и даље играју значајну улогу у настојању да се разумети болест. Обе ове молекуларне технологије дају научницима средства за стварање више ДНК на различите начине.
Историја
Молекуларни биолог Кари Муллис направио је револуцију у генетској науци када је зачео ланчану реакцију полимеразе (ПЦР) у пролеће 1983. године, што му је донело Нобелову награду за хемију 1993. године. Ово откриће је уследило у истраживању клонирања које датира из 1902. Није се постигао већи напредак у клонирању све до новембра 1951. године, када је тим научника у Филаделфији клонирао жабљи ембрион. Велики пробој догодио се 5. јула 1996, када су научници клонирали јагње „Долли“ из смрзнуте ћелије дојке.
ПЦР и клонирање
Клонирање једноставно прави један живи организам од другог, стварајући два организма са истим тачним генима. ПЦР омогућава научницима да произведу милијарде копија дела ДНК у року од неколико сати. Иако ПЦР утиче на технологију клонирања производећи велике количине ДНК које се могу клонирати, ПЦР се суочава са потешкоће контаминације, где се узорак са нежељеним генетским материјалом такође може реплицирати и произвести погрешна ДНК.
Како ПЦР делује
Процес ПЦР укључује разбијање ДНК загревањем, што одмотава двоструку спиралу ДНК у одвојене појединачне нити. Једном када се ове нити раздвоје, ензим назван ДНК полимераза очитава секвенцу нуклеинске киселине и ствара дуплирани ланац ДНК. Овај процес се понавља изнова и изнова, удвостручавајући количину ДНК у сваком циклусу и повећавајући ДНК експоненцијално док се не створе милиони копија оригиналне ДНК.
Како клонирање делује
Клонирање ДНК укључује прво изоловање изворне и векторске ДНК, а затим коришћење ензима за сечење ове две ДНК. Даље, научници везују изворну ДНК за вектор ензимом ДНА лигазе који поправља спојницу и ствара један ДНК ланац. Та ДНК се затим уводи у ћелију организма домаћина, где расте заједно са организмом.
Апликације
ПЦР је постао стандардни алат у форензичкој науци јер може умножити врло мале узорке ДНК за лабораторијско тестирање вишеструких злочина. ПЦР је такође постао користан за археологе за проучавање еволуционе биологије различитих животињских врста, укључујући узорке старе хиљадама година. Технологија клонирања учинила је релативно једноставним изоловање фрагмената ДНК који садрже гене за проучавање функције гена. Научници верују да се поузданим клонирањем репродукција најбољих животиња може и учинити пољопривреду продуктивнијом усјева, а такође и да медицинско тестирање буде тачније пружањем тест животиња које све реагују на исти начин на исто дрога.