Rekombinant DNA Nedir?
Rekombinant DNA, laboratuvarda yapay olarak oluşturulmuş bir DNA dizisidir. DNA, canlı organizmaları oluşturan proteinleri üretmek için kullanılan şablon hücrelerdir ve bir DNA dizisi boyunca nitrojen bazlarının düzenlenmesi, hangi proteinlerin oluşturulacağını belirler. Araştırmacılar, DNA parçalarını izole ederek ve onları diğer dizilerle yeniden birleştirerek, bakteriler veya diğer konakçı hücreler içindeki DNA'yı klonlayabilir ve insülin gibi faydalı proteinler üretebilir. Klonlama, daha sonra değiştirilebilen ve analiz edilebilen büyük miktarda DNA ürettiğinden, belirli DNA dizilerinin çok daha kolay çalışılmasına izin verir.
Rekombinant DNA Oluşturma Yöntemleri
Dönüşüm, DNA'nın bir parçasının bir plazmide -kendi kendini kopyalayan küçük bir DNA halkasına- yerleştirildiği bir süreçtir. DNA, kısıtlama enzimleri kullanılarak kesilir. Bu enzimler, bakteri hücrelerinde bir savunma mekanizması olarak üretilir ve bir DNA molekülü üzerindeki belirli bölgeleri hedef alır ve parçalar. Kısıtlama enzimleri, DNA segmentlerinde "yapışkan uçlar" oluşturdukları için özellikle yararlıdır. Velcro gibi, bu yapışkan uçlar, DNA'nın tamamlayıcı segmentlerle kolayca birleşmesini sağlar.
İlgili gen ve plazmitlerin her ikisi de aynı kısıtlama enzimine maruz bırakılır. Bu, birçok farklı molekül oluşturur. Bazıları ilgilenilen geni içeren plazmitler, bazıları diğer genleri içeren plazmitler, bazıları birlikte iki plazmittir. Plazmitler daha sonra çoğaldıkları bakteri hücrelerine yeniden verilir ve aranan rekombinant DNA molekülü farklı analiz türleri ile tanımlanır. Örneğin, plazmit belirli bir gende dilimlenirse, bilim adamları bu geni ifade etmeyen hücreleri arayabilirler ve böylece başarılı rekombinasyonu belirleyebilirler.
Bakteriyel olmayan dönüşüm esasen aynı süreçtir, ancak konakçı olarak bakteriyel olmayan hücreleri kullanır. DNA, doğrudan bir konak hücrenin çekirdeğine enjekte edilebilir. Araştırmacılar ayrıca DNA ile kaplanmış mikroskobik metal parçacıkları içeren bir hücreye saldırabilirler.
Transfeksiyon, transformasyona çok benzer, ancak plazmitler yerine fajlar kullanılır. Faj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. Hem fajlar hem de plazmitler, bir bakteri hücresi içinde hızla çoğalacaklarından bu işlem için idealdir.
Klonlama ve Rekombinant DNA Dizilerini Kullanma
Araştırmacılar, rekombinant diziyi içeren belirli bakteri hücrelerini tanımladıktan sonra, bu hücreleri bir kültürde büyütebilir ve büyük miktarda gen üretebilir. Bakteri hücrelerinin bir insan veya hayvan konak hücresinden bir protein üretmesini sağlamak zordur, ancak bu tür üretimi kolaylaştırmak için gen ekspresyonunu değiştirmenin yolları vardır. Çekirdekli hücreler konakçı hücreler olarak kullanılırsa (bakteriyel olmayan transformasyonda olduğu gibi), hücrelerin rekombinant geni ifade etmede daha az problemi olacaktır.
Genler çok sayıda klonlandıktan sonra, DNA kitaplıklarında saklanabilir, sıralanabilir ve incelenebilir. Rekombinant DNA teknolojisi, adli tıpta, genetik hastalıklar, tarım ve ilaç araştırmalarında birçok önemli keşfi mümkün kılmıştır.