Indhold
Polymerasekædereaktion (PCR) og dens videnskabelige slægtning, kloning af udtrykte gener, er to bioteknologiske gennembrud i 1970'erne og 1980'erne, der fortsat spiller væsentlige roller i bestræbelserne på at forstå sygdommen. Begge disse molekylære teknologier giver forskere midlerne til at fremstille mere DNA på forskellige måder.
Historie
Molekylærbiolog Kary Mullis revolutionerede genvidenskab, da han blev gravid af polymerasekædereaktionen (PCR) i foråret 1983, hvilket gav ham 1993 Nobelprisen i kemi. Dette gennembrud kom på hælene af kloningsforskning, der kan dateres tilbage til 1902. Ingen større fremskridt inden for kloning skete før i november 1951, da et team af videnskabsfolk i Philadelphia klonede et frøembryo. Det store gennembrud skete den 5. juli 1996, da forskere klonede "Dolly" lammet fra en frosset brystcelle.
PCR og kloning
Kloning er simpelthen at fremstille en levende organisme fra en anden og skabe to organismer med de samme nøjagtige gener. PCR gør det muligt for forskere at fremstille milliarder af kopier af et stykke DNA inden for få timer. Selvom PCR påvirker kloningsteknologien ved at producere store mængder DNA, der kan klones, står PCR over for vanskeligheden med kontaminering, hvor en prøve med uønsket genetisk materiale også kan replikeres og fremstille forkert DNA.
Sådan fungerer PCR
PCR-processen involverer nedbrydning af DNA ved at opvarme det, hvilket spoler DNA-dobbelthelix op i separate enkeltstrenge. Når disse strenge er adskilt, læser et enzym kaldet DNA-polymerase nukleinsyresekvensen og producerer en duplikatstreng af DNA. Denne proces gentages igen og igen, fordobler mængden af DNA hver cyklus og øger DNA eksponentielt, indtil der er skabt millioner af kopier af det originale DNA.
Sådan fungerer kloning
DNA-kloning involverer først isolering af kilden og vektor-DNA og derefter anvendelse af enzymer til at skære disse to DNA.Derefter binder forskere kildens DNA til vektoren med et DNA-ligaseenzym, der reparerer splejsningen og skaber en enkelt DNA-streng. Dette DNA introduceres derefter i en værtsorganismecelle, hvor det vokser med organismen.
Applikationer
PCR er blevet et standardværktøj inden for retsmedicinsk videnskab, fordi det kan multiplicere meget små prøver af DNA til multiple kriminalitetslaboratorietest. PCR er også blevet nyttigt for arkæologer til at undersøge den evolutionære biologi for forskellige dyrearter, inklusive prøver tusinder af år gamle. Kloningsteknologi har gjort det relativt let at isolere DNA-fragmenter, der indeholder gener til undersøgelse af genfunktion. Forskere mener, at pålidelig kloning kan bruges til at gøre landbruget mere produktivt ved at replikere de bedste dyr og afgrøder og også til at gøre medicinsk test mere nøjagtigt ved at give forsøgsdyr, som alle reagerer på samme måde på det samme stof.