Rekombinant DNA

Rekombinant DNA , DNA-molekyler från två olika arter som sätts in i en värdorganism för att producera nya genetiska kombinationer som är av värde för vetenskap, medicin, jordbruk och industri. Sedan fokus för alla genetik är genen, är det grundläggande målet för laboratoriegenetiker att isolera, karakterisera och manipulera gener. Även om det är relativt enkelt att isolera ett DNA-prov från en cellsamling, kan man hitta en specifik gen i detta DNA-prov jämföras med att hitta en nål i en höstack. Tänk på att varje mänsklig cell innehåller cirka 2 meter (6 fot) DNA. Därför kommer ett litet vävnadsprov att innehålla många kilometer DNA. Rekombinant DNA-teknik har dock gjort det möjligt att isolera en gen eller något annat DNA-segment, vilket möjliggör för forskare att bestämma dess nukleotidsekvens, studera dess transkript, mutera den på mycket specifika sätt och sätta in den modifierade sekvensen i en levande organism.

DNA-extraktion; rekombinant DNA

DNA-extraktion; rekombinant DNA Processen med DNA-extraktion är nödvändig för att isolera DNA-molekyler från celler eller vävnader. En serie steg, inklusive användning av proteasenzymer för att ta bort proteiner från DNA, krävs för att isolera rent DNA som är lämpligt för användning i senare procedurer, såsom kloning eller sekvensering. Dr. Dominik Refardt / University of Basel, Schweiz.



Toppfrågor

Vad är rekombinant DNA-teknik?

Rekombinant DNA-teknik är sammanfogningen av DNA-molekyler från två olika arter . Den rekombinerade DNA-molekylen sätts in i en värdorganism för att producera nya genetiska kombinationer som är av värde för vetenskap, medicin, jordbruk och industri. Eftersom fokus för all genetik är genen är det grundläggande målet för laboratoriegenetiker att isolera, karakterisera och manipulera gener. Rekombinant DNA-teknik baseras främst på två andra tekniker, kloning och DNA-sekvensering. Kloning genomförs för att erhålla klonen av en viss gen eller DNA-sekvens av intresse. Nästa steg efter kloning är att hitta och isolera den klonen bland andra medlemmar i biblioteket (en stor samling kloner). När ett DNA-segment väl har klonats kan dess nukleotidsekvens bestämmas. Kunskap om sekvensen för ett DNA-segment har många användningsområden.



DNA Läs mer om DNA.

När uppfanns rekombinant DNA-teknik?

Möjligheten för rekombinant DNA-teknik uppstod med upptäckten av restriktionsenzymer 1968 av den schweiziska mikrobiologen Werner Arber. Året därpå renade amerikansk mikrobiolog Hamilton O.Smith så kallade typ II-restriktionsenzymer, vilka befanns vara väsentliga för genteknik för deras förmåga att klyva vid ett specifikt ställe inom DNA: t (i motsats till typ I-restriktionsenzymer, som klyver DNA på slumpmässiga platser). Med utgångspunkt i Smiths arbete hjälpte den amerikanska molekylärbiologen Daniel Nathans att utveckla tekniken för DNA-rekombination 1970–71 och visade att typ II-enzymer kan vara användbara i genetiska studier. Ungefär samma tid utvecklade den amerikanska biokemisten Paul Berg metoder för att dela upp DNA-molekyler på utvalda platser och fästa segment av molekylen till DNA i ett virus eller plasmid, som sedan kunde komma in i bakterie- eller djurceller. 1973 blev amerikanska biokemister Stanley N. Cohen och Herbert W. Boyer de första att införa rekombinerade gener i bakterieceller, som sedan reproducerades.

Läs mer nedan: Uppfinningen av rekombinant DNA-teknik Restriktionsenzym Läs mer om restriktionsenzymer.

Hur är rekombinant DNA-teknik användbart?

Genom rekombinanta DNA-tekniker har bakterier skapats som kan syntetisera människor insulin humant tillväxthormon, alfa-interferon, hepatit B-vaccin och andra medicinskt användbara ämnen. Rekombinant DNA-teknik kan också användas för genterapi, där en normal gen införs i en individs genom för att reparera en mutation som orsakar en genetisk sjukdom. Förmågan att erhålla specifika DNA-kloner med användning av rekombinant DNA-teknik har också gjort det möjligt att lägga till DNA från en organism till genomet hos en annan. Den tillsatta genen kallas en transgen, som kan överföras till avkomma som en ny komponent i genomet. Den resulterande organismen som bär transgenen kallas en transgen organism eller en genetiskt modifierad organism (GMO). På detta sätt skapas en designerorganism som innehåller en viss specifik förändring som krävs för ett experiment inom grundläggande genetik eller för förbättring av någon kommersiell stam.



Läs mer nedan: DNA-sekvensering: Användningar Genterapi Läs mer om genterapi. Genmodifierad organism Lär dig mer om genetiskt modifierade organismer.

DNA-kloning

I biologi en klon är en grupp av enskilda celler eller organismer som härstammar från en stamfader. Detta innebär att medlemmarna i en klon är genetiskt identiska, eftersom cellreplikation ger identiska dotterceller varje gång. Användningen av ordet klona har utvidgats till rekombinant DNA-teknik, vilket har gett forskare förmågan att producera många kopior av ett enda DNA-fragment, såsom en gen, vilket skapar identiska kopior som utgör en DNA-klon. I praktiken utförs proceduren genom att infoga ett DNA-fragment i en liten DNA-molekyl och sedan låta denna molekyl replikera inuti en enkel levande cell, såsom en bakterie. Den lilla replikerande molekylen kallas en DNA-vektor (bärare). De vanligaste vektorerna är plasmider (cirkulära DNA-molekyler som härstammar från bakterier), virus och jästceller. Plasmider är inte en del av huvudcellgenomet, men de kan bära gener som ger värdcellen användbara egenskaper, såsom läkemedelsresistens, parningsförmåga och toxinproduktion. De är tillräckligt små för att enkelt kunna manipuleras experimentellt, och dessutom kommer de att bära extra DNA som splitsas in i dem.

rekombinant DNA

rekombinant DNA Steg involverade i konstruktionen av en rekombinant DNA-molekyl. Encyclopædia Britannica, Inc.