Sisu
- Mis on rekombinantne DNA?
- Rekombinantse DNA konstrueerimise meetodid
- Rekombinantsete DNA järjestuste kloonimine ja kasutamine
Mis on rekombinantne DNA?
Rekombinantne DNA on DNA järjestus, mis on laboris kunstlikult loodud. DNA on matriitsrakud, mida kasutatakse elusorganisme moodustavate valkude tootmiseks ning lämmastikaluste paigutamine piki DNA ahelat määrab, millised valgud moodustuvad. Eraldades DNA tükid ja rekombineerides neid teiste järjestustega, on teadlastel võimalik kloonida DNA bakterites või teistes peremeesrakkudes ja toota kasulikke valke, näiteks insuliini. Kloonimine võimaldab teatud DNA järjestuste uurimist palju hõlpsamini, kuna see toodab suures koguses DNA-d, mida saab seejärel modifitseerida ja analüüsida.
Rekombinantse DNA konstrueerimise meetodid
Transformatsioon on protsess, mille käigus DNA segment sisestatakse plasmiidi - DNA iseenesest replitseeruvasse ringi. DNA lõigatakse restriktsiooniensüümide abil. Neid ensüüme toodetakse bakterirakudes kaitsemehhanismina ja need on suunatud DNA molekuli kindlatele saitidele ja tükeldavad selle. Restriktsiooniensüümid on eriti kasulikud, kuna need loovad DNA segmentidele kleepuvad otsad. Nagu Velcro, võimaldavad need kleepuvad otsad DNA-l hõlpsalt komplementaarsete segmentidega ühineda.
Huvipakkuv geen ja plasmiidid puutuvad kokku sama restriktsiooniensüümiga. See loob palju erinevaid molekule. Mõned neist on huvipakkuvat geeni sisaldavad plasmiidid, mõned on teisi geene sisaldavad plasmiidid, mõned on kaks plasmiidi koos. Seejärel viiakse plasmiidid uuesti bakterirakkudesse, kus nad replitseeruvad, ja soovitud rekombinantse DNA molekul tuvastatakse erinevat tüüpi analüüside abil. Näiteks kui plasmiid lõhestatakse kindla geeni peale, saavad teadlased otsida rakke, mis ei suuda seda geeni ekspresseerida, ja seega tuvastada edukas rekombinatsioon.
Mittebakteriaalne muundamine on põhimõtteliselt sama protsess, kuid peremeestena kasutatakse mittebakteriaalseid rakke. DNA-d saab süstida otse peremeesraku tuuma. Teadlased võivad ka rakke takistada mikroskoopiliste metalliosakestega, mis on kaetud DNA-ga.
Transfektsioon sarnaneb transformatsiooniga, kuid plasmiidide asemel kasutatakse faage. Faag on viirus, mis nakatab baktereid. Nii faagid kui ka plasmiidid on selle protsessi jaoks ideaalsed, kuna nad replitseeruvad kiiresti bakterirakus.
Rekombinantsete DNA järjestuste kloonimine ja kasutamine
Kui teadlased on tuvastanud rekombinantset järjestust sisaldavad konkreetsed bakterirakud, saavad nad neid rakke kultuuris kasvatada ja genereerida suures koguses geeni. Bakterirakke on keeruline saada inimese või looma peremeesrakust valku tegelikult tootma, kuid geeniekspressiooni kohandamiseks on selliseid viise, et sellist tootmist lihtsustada. Kui peremeesrakkudena kasutatakse tuumarakke (nagu mittebakteriaalse muundamise korral), on rakkudel vähem probleeme rekombinantse geeni ekspressiooniga.
Kui geenid on suurel hulgal kloonitud, saab neid seejärel hoida DNA raamatukogudes, sekveneerida ja uurida. Rekombinantne DNA tehnoloogia on võimaldanud palju olulisi avastusi kohtuekspertiisides, geneetiliste haiguste uurimisel, põllumajanduses ja farmaatsias.