Millised on erinevused PCR-i ja kloonimise vahel?

Sisu

• Ajalugu
• PCR ja kloonimine
• Kuidas PCR töötab
• Kuidas kloonimine töötab?
• Rakendused

Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) ja selle teaduslik sugulane, ekspresseeritud geenide kloonimine on kaks 1970. ja 1980. aastate biotehnoloogilist läbimurret, millel on endiselt oluline roll haiguste mõistmisel. Mõlemad need molekulaartehnoloogiad annavad teadlastele vahendid, kuidas erineval viisil rohkem DNA-d teha.

Ajalugu

Molekulaarbioloog Kary Mullis tegi revolutsiooni geeniteaduses, kui ta mõtles välja polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) 1983. aasta kevadel, mis pälvis talle 1993. aasta Nobeli keemiapreemia. See läbimurre saabus kloonimisuuringute kannul, mis pärinevad aastast 1902. Kloonimisel ei toimunud suuri edusamme kuni novembrini 1951, kui Philadelphia teadlaste meeskond kloonis konnaembrüo. Suur läbimurre toimus 5. juulil 1996, kui teadlased kloonisid talle Dolly lamba külmunud piimanäärmest.

PCR ja kloonimine

Kloonimine on lihtsalt ühe elusorganismi teisest moodustamine, luues kaks sama täpse geeniga organismi. PCR võimaldab teadlastel valmistada tundide jooksul miljardeid koopiaid DNA tükist. Ehkki PCR mõjutab kloonimistehnoloogiat, tootes suures koguses kloonitavat DNA-d, seisab PCR silmitsi raskusastmega, kus soovimatu geneetilise materjaliga proovi saab samuti korrata ja toota vale DNA.

Kuidas PCR töötab

PCR-protsess hõlmab DNA lagundamist selle kuumutamisel, mis kergendab DNA topeltheeliksi eraldi üksikuteks ahelateks. Kui need ahelad on eraldatud, loeb ensüüm nimega DNA polümeraas nukleiinhappejärjestust ja tekitab DNA duplikaadi ahela. Seda protsessi korratakse ikka ja jälle, kahekordistades iga tsükli jooksul DNA koguse ja suurendades DNA eksponentsiaalselt, kuni luuakse miljonid originaalse DNA koopiad.

Kuidas kloonimine töötab?

DNA kloonimine hõlmab kõigepealt lähte- ja vektori DNA eraldamist ning seejärel ensüümide kasutamist nende kahe DNA lõikamiseks.Järgmisena seovad teadlased lähteallika DNA vektori külge DNA ligaasi ensüümiga, mis parandab splaissingu ja loob ühe DNA ahela. Seejärel viiakse see DNA peremeesorganismi rakku, kus see kasvab koos organismiga.

Rakendused

PCR-ist on saanud kohtuekspertiisi standardtööriist, sest see võib mitme kuriteolabori testimiseks korrutada väga väikeseid DNA proove. PCR on muutunud arheoloogide jaoks kasulikuks ka erinevate loomaliikide, sealhulgas tuhandete aastate vanuste proovide evolutsioonibioloogia uurimisel. Kloonimistehnoloogia on teinud geenide funktsiooni uurimiseks suhteliselt lihtsaks geene sisaldavate DNA fragmentide eraldamise. Teadlaste arvates saab usaldusväärset kloonimist kasutada põllumajanduse produktiivsemaks muutmiseks, parimate loomade ja põllukultuuride kopeerimisel ning meditsiiniliste uuringute täpsustamiseks, pakkudes katseloomi, kes reageerivad sama ravimiga samal viisil.