Який зв’язок між генною інженерією та технологією ДНК?

Існує дуже тонка різниця між технологією ДНК та генною інженерією. Генна інженерія відноситься до тих технік, які використовуються для модифікації генотипу організму для зміни його фенотипу. Тобто, генна інженерія маніпулює генами організму, щоб змусити його виглядати або діяти інакше. Технологія ДНК відноситься до методів, що використовуються для модифікації, вимірювання, маніпулювання та виготовлення в молекулі ДНК. Оскільки гени зберігаються в ДНК, генна інженерія здійснюється за допомогою технології ДНК. Але технологію ДНК можна використовувати не лише для генної інженерії.

Ген можна визначити як компонент клітини, який відповідає за експресію ознаки в організмі, а також може передавати цю ознаку наступному поколінню організму. Виявляється, гени - це сегменти ДНК, що містять специфічну структуру ядерних основ: чотири молекули скорочено A, T, G і C. ДНК складається з тривалого ділянки пов'язаних молекул A, T, G і C. Наприклад, ділянка ДНК, яка йде приблизно як AGCCGTAGTT... і так далі для кількох тисяч баз може означати, що кішка матиме зелені очі. Але не вся ДНК є геном. Деякі частини ДНК працюють, щоб подавати сигнали про те, коли і де ген повинен стати активним, а деякі ділянки ДНК не мають жодної відомої мети.

За допомогою генної інженерії вчені намагаються маніпулювати генетичною структурою організму, щоб змінити спосіб вигляду або функціонування організму. Генетична структура організму називається його генотипом, тоді як фізичні структури та функції організму - його фенотипом. Фенотип організму багато в чому визначається його генотипом. Наприклад, якщо вчені змінили генотип гена кольору котячих очей на TCCCAGAGGT... тоді, можливо, вони могли б змусити кішку мати карі очі замість зелених. Насправді процес є набагато складнішим і включає дуже довгі ділянки ДНК, якими потрібно бездоганно маніпулювати, але це принцип генної інженерії: модифікуйте структуру основ ДНК організму, щоб змінити її фенотип.

Для здійснення генної інженерії вчені використовують деякі інструменти технології ДНК. Вони не використовували інструменти для зміни кольору котячих очей, але зробили деякі інші речі. Вчені модифікували бактерії для виробництва інсуліну для діабетиків, модифікували кукурудзу, щоб бути стійкою до неї гербіциди для менш шкідливого землеробства та модифікували мишей для вирощування пухлинних пухлин людини для тестування ліки. Найпоширенішим методом генної інженерії є вилучення шматочка ДНК з одного організму і заміна його на ділянку з іншого організму. Це називається рекомбінантною ДНК, і це робиться за допомогою пари різних молекул, які використовуються для розрізання та склеювання молекул ДНК.

Технологія ДНК використовується для речей, крім генної інженерії. Наприклад, коли на місці злочину виявляється скупчення волосся, ДНК може бути вилучена. Оскільки у зразку місця злочину не так багато ДНК, її потрібно посилити - дублювати багато разів. Тип технології ДНК, що використовується для цього, називається полімеразною ланцюговою реакцією, або ПЛР. Це передбачає нагрівання та охолодження зразка ДНК у присутності певних хімічних речовин, і в результаті отримується достатньо копій ДНК місця злочину для проведення тестів та з’ясування того, хто був на місці події.

Вчені можуть маніпулювати ДНК способами, що виходять за рамки її початкового призначення в організмі. Наприклад, вчені можуть використовувати ДНК для побудови мікроскопічного помосту, крихітного каркасу для побудови матеріалів атом за атомом. Вони також можуть використовувати унікальні властивості ДНК для створення молекули, яка світиться - але лише тоді, коли вона приєднана до іншої конкретної молекули-мішені. Вчені також використовують ДНК для ще однієї дивної мети: вони будують з неї комп’ютерні схеми.