พันธุวิศวกรรมเป็นสาขาหนึ่งของอณูชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับการจัดการโครงสร้างของสารพันธุกรรมหรือที่เรียกว่าดีออกซีริโบนิวคลีซีคาซิดหรือดีเอ็นเอ Recombinant DNA หรือที่เรียกว่า rDNA เป็นสาย DNA ที่ถูกควบคุมโดยนักวิทยาศาสตร์ พันธุวิศวกรรมและ rDNA จับมือกัน พันธุวิศวกรรมจะเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการใช้ rDNA
DNA ในพันธุวิศวกรรม
ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลสองสายที่มียีน บริเวณที่ไม่มีรหัส และบริเวณควบคุมยีน ยีนเป็นหน่วยพันธุกรรมที่เข้ารหัสโปรตีนและกำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิต กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยีนทำให้คุณแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ และคนอื่นๆ ยีนและดีเอ็นเอทำให้คุณมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว นักวิทยาศาสตร์ใช้ DNA เพื่อสร้าง rDNA ในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถสร้าง DNA ได้ ดังนั้นพวกเขาจึงต้องใช้ DNA ธรรมชาติจากสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เพื่อสร้าง rDNA เทคโนโลยี Recombinant DNA ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรวม DNA จากสองแหล่ง: DNA ของมนุษย์กับ DNA ของแบคทีเรียเพื่อผลิตโปรตีนที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์
การสร้างดีเอ็นเอลูกผสม
"ชีววิทยาเซลล์โมเลกุล" โดย H. Lodish et al. กำหนด rDNA เป็นโมเลกุลดีเอ็นเอที่เกิดขึ้นจากการรวมชิ้นส่วนดีเอ็นเอจากแหล่งต่างๆ rDNA ถูกผลิตขึ้นโดยการตัด DNA ด้วยเอ็นไซม์ที่เรียกว่า เอนไซม์จำกัด ซึ่งสามารถตัด DNA ในลำดับเฉพาะได้ DNA ที่ถูกตัดสามารถเชื่อมต่อกับ DNA อื่น โดยตัดด้วยเอ็นไซม์เดียวกัน โดยใช้เอ็นไซม์อื่นที่เรียกว่า DNA ligase โดยทั่วไป rDNA จะถูกโคลนเป็นพลาสมิดและเปลี่ยนเป็นอี เซลล์โคไล อี โคไลจะเพิ่มจำนวนพลาสมิดและ rDNA ในนั้นหรือผลิตโปรตีนที่เข้ารหัสโดย rDNA
rDNA และพันธุวิศวกรรม
โมเลกุล rDNA แรกถูกสร้างขึ้นในปี 1973 โดย Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang และ Stanley Cohen จาก Stanford University และ University of California San Francisco นี่ถือเป็นการกำเนิดของพันธุวิศวกรรมตาม "ชีววิทยาเซลล์และโมเลกุล" เขียนโดยเจอรัลด์คาร์ป rDNA เป็นเครื่องมือที่สำคัญที่สุดที่วิศวกรพันธุศาสตร์ใช้ หากไม่มี rDNA ก็จะไม่มีการพันธุวิศวกรรม
เหตุผลในการจัดการดีเอ็นเอ
การจัดการดีเอ็นเอและการสร้าง rDNA มีหลายแอปพลิเคชัน ยีนใน DNA เข้ารหัสโปรตีนที่มีหน้าที่หลายอย่างในร่างกายของเรา ด้วยการใช้ rDNA นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตโปรตีนในห้องปฏิบัติการได้ ตัวอย่างเช่น วัคซีน อินซูลินของมนุษย์ และฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์จำนวนมากผลิตขึ้นด้วยเทคโนโลยี rDNA ในห้องปฏิบัติการ ก่อน "การกำเนิด" ของพันธุวิศวกรรม อินซูลินที่ใช้รักษาโรคเบาหวานถูกแยกออกจากสุกรและวัว