Mi a rekombináns DNS technológia?

A rekombináns DNS vagy az rDNS olyan DNS, amelyet a különféle forrásokból származó DNS kombinálásával állítanak elő genetikai rekombinációnak nevezett folyamat révén. A források gyakran különböző organizmusokból származnak. Általában véve, DNS különböző organizmusokból származó kémiai általános szerkezetük azonos. Ezért a szálok kombinálásával különböző forrásokból lehet DNS-t létrehozni.

Kulcs elvihető

A rekombináns DNS-nek számos felhasználása van a tudományban és az orvostudományban. A rekombináns DNS egyik ismert alkalmazása a inzulin. A technológia megjelenése előtt az inzulin nagyrészt állatokból származott. Az inzulint hatékonyabban lehet előállítani olyan organizmusok felhasználásával, mint az E. coli és élesztő. Behelyezésével

Az 1970-es években a tudósok olyan enzimosztályt találtak, amely a DNS-t specifikusan elválasztotta nukleotid kombinációk. Ezek az enzimek restrikciós enzimek. Ez a felfedezés lehetővé tette más tudósok számára, hogy a különféle forrásokból izolálják a DNS-t, és elkészítsék az első mesterséges rDNS-molekulát. Más felfedezéseket követtek, és ma számos módszer létezik a DNS rekombinációjára.

Miközben számos tudós segített a rekombináns DNS-folyamatok fejlesztésében, Peter Lobban, a végzős hallgató Dale Kaisernek a Stanfordi Egyetem Biokémiai Tanszékén általában az a hitelt kapják, hogy ő az első, aki a rekombináns ötletét javasolja DNS-t. A Stanford-ban mások fontos szerepet játszottak az eredeti technikák kidolgozásában.

Noha a mechanizmusok nagymértékben eltérhetnek, a genetikai rekombináció általános folyamata a következő lépéseket foglalja magában.

1. Egy specifikus gént (például egy emberi gént) azonosítunk és izolálunk.
2. Ezt a gént a vektor. A vektor az a mechanizmus, amellyel a gén genetikai anyagát egy másik sejtbe továbbítják. A plazmidok a közös vektor példája.
3. A vektort behelyezzük egy másik szervezetbe. Ezt számos különféle módszerrel lehet elérni génátvitel olyan módszerek, mint a szonikálás, mikroinjekciók és elektroporáció.
4. A vektor bevezetése után a rekombináns vektorral rendelkező sejteket izoláljuk, szelektáljuk és tenyésztjük.
5. A gént úgy expresszáltatjuk, hogy a kívánt termék végül szintetizálható, általában nagy mennyiségben.

A rekombináns DNS-technológiát számos alkalmazásban alkalmazzák, ideértve az oltásokat, élelmiszertermékeket, gyógyszerészeti termékeket, diagnosztikai teszteket és géntechnológiával módosított növényeket.

Vakcinák vírusfehérjékkel, amelyeket a baktériumok vagy rekombinált vírusgénekből származó élesztők biztonságosabbnak tekinthetők, mint a hagyományosabb módszerekkel létrehozott és tartalmazó vírus részecskék.

Mint korábban említettük, az inzulin a rekombináns DNS technológia alkalmazásának egy másik példája. Korábban az inzulint állatokból nyerték, elsősorban sertések és tehenek hasnyálmirigyéből, de rekombináns felhasználásával Az emberi inzulin gén baktériumokba vagy élesztőbe történő beépítésére szolgáló DNS technológia megkönnyíti a nagyobb termelést mennyiségben.

Számos más gyógyszeripari termék, például antibiotikumok és az emberi fehérjepótlásokat hasonló módszerekkel állítják elő.

Számos élelmiszeripari terméket állítanak elő rekombináns DNS technológiával. Általános példa a chimozin enzim, az an enzim sajtkészítéshez használt. Hagyományosan az oltóban található, amelyet a borjak gyomrából készítenek, de termelnek A chimozin géntechnológián keresztül sokkal könnyebb és gyorsabb (és nem követeli meg a fiatalok megölését) állatok). Manapság az Egyesült Államokban termelt sajt nagy részét géntechnológiával módosított chimozinnal készítik.

A rekombináns DNS technológiát a diagnosztikai tesztelés területén is használják. Az állapotok széles skálájának genetikai tesztelése, mint például a cisztás fibrózis és izomdisztrófia, részesült az rDNS technológia alkalmazásában.

A rovar- és herbicid-rezisztens növények előállításához rekombináns DNS-technológiát alkalmaztak. A leggyakoribb herbicid-rezisztens növények ellenállnak a glifozát - egy közönséges gyomirtó - alkalmazásának. Az ilyen növénytermesztés nem kérdés, mivel sokan megkérdőjelezik az ilyen géntechnológiával módosított növények hosszú távú biztonságát.

A tudósok izgatottak a genetikai manipuláció jövőjéről. Míg a horizonton megjelenő technikák különböznek, mindegyiknek közös a pontossága, amellyel a genom manipulálható.

Ilyen példa a CRISPR-Cas9. Az Is egy olyan molekula, amely rendkívül pontos módon lehetővé teszi a DNS beiktatását vagy delécióját. CRISPR rövidítése a "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats", míg a Cas9 rövidítése a "CRISPR asszociált protein 9" -nek. Az utóbbi néhány évben a tudományos közösség izgatottan élte felhasználásának lehetőségeit. A társított folyamatok gyorsabbak, pontosabbak és olcsóbbak, mint más módszerek.

Noha az előrelépések nagy része pontosabb technikákat tesz lehetővé, etikai kérdések is felmerülnek. Például, mivel van technológiánk valamit tenni, ez azt jelenti, hogy meg kell csinálnunk? Milyen etikai következményei vannak a pontosabb genetikai tesztelésnek, különös tekintettel az emberi genetikai betegségekre?

Az 1975-ben a rekombináns DNS-molekulákról szóló nemzetközi kongresszust szervező Paul Berg korai munkájától a jelenlegiig a Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH) által kidolgozott iránymutatások szerint számos érvényes etikai aggály merült fel és foglalkozott.

Az NIH iránymutatásai megjegyzik, hogy "részletezik a rekombináns vagy szintetikus alapvető és klinikai kutatások biztonsági gyakorlatait és elszigetelési eljárásait nukleinsavmolekulák, ideértve a rekombináns vagy szintetikus nukleinsavat tartalmazó organizmusok és vírusok létrehozását és felhasználását molekulák "." Az iránymutatások célja, hogy megfelelő kutatási útmutatásokat adjon a kutatók számára a ezt a mezőt.

A bioetikusok szerint a tudománynak mindig etikailag kiegyensúlyozottnak kell lennie, így az előrelépés az emberiség számára előnyös, nem pedig káros.

• Kochunni, Deena T és Jazir Haneef. “5 lépés a rekombináns DNS technológiában vagy az RDNA technológiában.” 5 lépés a rekombináns DNS-technológiában vagy az RDNA-technológiában ~, www.biologyexams4u.com/2013/10/steps-in-recombinant-dna-technology.html.
• Élettudományok. "A rekombináns DNS technológia találmánya LSF magazin közeg." Közepes méretű, LSF Magazine, november 12. 2015, medium.com/lsf-magazine/the-invention-of-recombinant-dna-technology-e040a8a1fa22.
• „NIH iránymutatások - Tudományos Politikai Hivatal.” Nemzeti Egészségügyi Intézetek, az Egyesült Államok Egészségügyi és Humán Szolgáltatások Tanszéke, osp.od.nih.gov/biotechnology/nih-guidelines/.