Генна інженерія - це область молекулярної біології, яка передбачає маніпулювання структурою генетичного матеріалу, також відомого як дезоксирибонуклеїнова кислота або ДНК. Рекомбінантна ДНК, яку також називають рДНК, є ланцюгом ДНК, яким маніпулювали вчені. Генна інженерія та рДНК йдуть рука об руку; генна інженерія була б неможливою без використання рДНК.
ДНК у генній інженерії
ДНК - це дволанцюгова молекула, яка містить гени, некодуючі області та регуляторні області генів. Гени - це спадкові одиниці, що кодують білки і визначають особливості організмів. Іншими словами, гени відрізняють вас від інших живих організмів та інших людей; гени та ДНК роблять вас унікальним. Вчені використовують ДНК для створення рДНК в лабораторії. Вчені не можуть генерувати ДНК, тому їм потрібно використовувати природну ДНК різних організмів для отримання рДНК. Технологія рекомбінантної ДНК дозволяє вченим об’єднати ДНК з двох джерел: ДНК людини з бактеріальною ДНК для отримання отриманих білків у культурах клітин.
Генерація рекомбінантної ДНК
"Молекулярно-клітинна біологія", Х. Лодіш та ін., Визначають рДНК як молекулу ДНК, яка утворюється шляхом приєднання фрагментів ДНК з різних джерел. РДНК утворюється шляхом розрізання ДНК ферментами, які називаються ферментами рестрикції, які можуть розрізати ДНК у певній послідовності. Розрізану ДНК можна приєднати до іншої ДНК, розрізаної тим же ферментом, використовуючи інший фермент, який називається ДНК-лігаза. Найчастіше рДНК клонують у плазміду і трансформують у E. клітина кишкової палички. E. coli буде розмножувати в ній плазміду та рДНК або виробляти білок, кодований рДНК.
рДНК та генна інженерія
Перші молекули рДНК були сформовані в 1973 році Полом Бергом, Гербертом Боєром, Енні Чанг та Стенлі Коеном із Стенфордського університету та Каліфорнійського університету в Сан-Франциско. Це вважається народженням генної інженерії, згідно з "Клітинною та молекулярною біологією", написаною Джеральдом Карпом. рДНК - найважливіший інструмент, який використовують інженери-генетики. Без рДНК не було б генної інженерії.
Причини маніпулювання ДНК
Маніпуляції з ДНК та утворення рДНК мають кілька застосувань. Гени в ДНК кодують білки, які виконують кілька функцій у нашому організмі. Застосовуючи рДНК, вчені можуть виробляти білки в лабораторії. Наприклад, багато вакцин, людський інсулін та гормони росту людини виробляються за технологією рДНК у лабораторії. До "народження" генної інженерії інсулін, який застосовували для лікування діабету, виділяли у свиней та корів.