Indhold
- Hvad er rekombinant DNA?
- Metoder til konstruktion af rekombinant DNA
- Kloning og anvendelse af rekombinante DNA-sekvenser
Hvad er rekombinant DNA?
Rekombinant DNA er en DNA-sekvens, der er skabt kunstigt i laboratoriet. DNA er skabelonceller, der bruges til at producere de proteiner, der udgør levende organismer, og placeringen af nitrogenbaser langs en DNA-streng bestemmer, hvilke proteiner der dannes. Ved at isolere bidder af DNA og rekombinere dem med andre sekvenser er forskere i stand til at klone DNA i bakterier eller andre værtsceller og producere nyttige proteiner, såsom insulin. Kloning muliggør meget lettere undersøgelse af bestemte DNA-sekvenser, da det producerer en stor mængde DNA, som derefter kan modificeres og analyseres.
Metoder til konstruktion af rekombinant DNA
Transformation er en proces, hvorved et segment af DNA indsættes i et plasmid - en lille selvreplicerende cirkel af DNA. DNA'et skæres under anvendelse af restriktionsenzymer. Disse enzymer produceres i bakterieceller som en defensiv mekanisme, og de er målrettet mod bestemte steder på et DNA-molekyle og hugger det fra hinanden. Restriktionsenzymer er især nyttige, fordi de skaber "klæbrige ender" på segmenterne af DNA. Ligesom velcro tillader disse klæbrige ender, at DNA let kan sammenføjes med komplementære segmenter.
Genet af interesse og plasmiderne udsættes begge for det samme restriktionsenzym. Dette skaber mange forskellige molekyler. Nogle er plasmider, der indeholder genet af interesse, andre er plasmider, der indeholder andre gener, andre er to plasmider sammen. Plasmiderne introduceres derefter igen i bakterieceller, hvor de replikerer, og det efterspurgte rekombinante DNA-molekyle identificeres gennem forskellige analysetyper. For eksempel, hvis plasmidet er skåret fra hinanden på et bestemt gen, kan forskere kigge efter celler, der ikke klarer at udtrykke dette gen og således identificere en vellykket rekombination.
Ikke-bakteriel transformation er i det væsentlige den samme proces, men bruger ikke-bakterielle celler som værter. DNA kan injiceres direkte i kernen i en værtscelle. Forskere kan også spærre en celle med mikroskopiske metalpartikler, der er coatet med DNA.
Transfektion ligner meget transformation, men fag anvendes i stedet for plasmider. En fag er en virus, der inficerer bakterier. Både fag og plasmider er ideelle til denne proces, da de hurtigt replikeres i en bakteriecelle.
Kloning og anvendelse af rekombinante DNA-sekvenser
Når forskere har identificeret de bestemte bakterieceller, der indeholder den rekombinante sekvens, kan de dyrke disse celler i en kultur og generere store mængder af genet. Det er vanskeligt at få bakterieceller til faktisk at generere et protein fra en værtscelle fra mennesker eller dyr, men der er måder at finpasse genekspression for at gøre en sådan produktion lettere. Hvis der anvendes nukleare celler som værtsceller (som ved ikke-bakteriel transformation), vil cellerne have færre problemer med at udtrykke det rekombinante gen.
Når gener er klonet i stort antal, kan de derefter opbevares i DNA-biblioteker, sekventeres og studeres. Rekombinant DNA-teknologi har gjort det muligt for mange vigtige opdagelser inden for retsmedicin, undersøgelse af genetiske sygdomme, landbrug og farmaceutiske produkter.