Rekombinante DNA: Definition und Prozess

Die Technik von Rekombinante DNA (DNAr) ist eine Technik der Gentechnik, die darin besteht, in vitro künstlicher DNA-Moleküle, in denen genetisches Material verschiedener Arten kombiniert ist. Aus diesem Grund werden die so erhaltenen Moleküle als chimäre DNA oder Chimären bezeichnet.

Diese Technik bildet die Grundlage der Bio- und Gentechnik und hat vielfältige Anwendungen, die von der Landwirtschaft bis zur Biomedizin reichen. Zum Beispiel ermöglicht es die Untersuchung der Expression eines bestimmten Gens, um Arten zu erhalten Pflanzen, die gegen bestimmte Schädlinge resistent sind oder Humaninsulin aus Quellen beziehen Tiere.

In dieser Lektion von einem LEHRER zeigen wir Ihnen die Definition von rekombinanter DNA, wozu sie dient und der Prozess das wird gehalten. Wir werden alle Stadien analysieren, damit Sie diese genetische Technik besser kennen. Wir fingen an!

Die rekombinante DNA-Technik besteht aus Einführen des ausgewählten Gens in einen Vektor. Ein Vektor ist eine kleine Folge von

DNA das ist leicht zu isolieren, wie z Plasmid (Zirkuläre und extrachromosomale DNA, die typisch für Bakterien und andere prokaryontische Organismen ist).

Der Vektor, der das interessierende Gen trägt, wird in eine Wirtszelle eingeführt, wo er in der Lage ist, replizierenunabhängig von zellulärer DNA.

Wofür ist rekombinante DNA?

Unter Verwendung der Maschinerie der Wirtszelle wird das durch den Vektor eingeführte Gen exprimiert, was zur Synthese des von diesem Gen kodierten Proteins führt. Wenn sich die Trägerzelle repliziert, enthalten die resultierenden Zellen außerdem auch das Gen, wodurch ein neue gentechnisch veränderte Zelllinie.

Die Phasen des Erhaltens von rDNA sind wie folgt:

1- Isolierung und Reinigung des interessierenden Gens

In diesem ersten Schritt geht es darum, das zu rekombinierende Gen (z.B. das Gen für Humaninsulin oder einen Wachstumsfaktor etc.) zu isolieren.

• Gewinnung von zellulärer DNA: Dazu ist es notwendig, dass die DNA die DNA aus den Zellen freisetzt, die durch Zelllyse aufgebrochen werden muss. Wenn Zellen brechen, geben sie ihr genetisches Material (DNA) zusammen mit anderen Molekülen wie Proteinen oder RNA frei, daher ist es notwendig, die zelluläre DNA zu isolieren und zu reinigen.
• Erhalten des isolierten Gens: Nachdem die zelluläre DNA parifiziert und konzentriert wurde, muss die DNA mit Restriktionsenzymen (sehr spezifische Enzyme, die die DNA-Sequenz an bestimmten Stellen brechen können) geschnitten werden. Durch die Einwirkung geeigneter Restriktionsenzyme wird das Gen freigesetzt, das mittels Zentrifugations- oder Chromatographietechniken isoliert werden kann.

2- Bildung rekombinanter DNA

Der Vektor ist das genetische Material, das das isolierte Gen einbauen und transportieren innerhalb der Wirtszelle.
Der Vektor ist in der Regel ein Plasmid (für Prokaryoten typische zirkuläre DNA), ein Virus oder ein künstlich erzeugtes Chromosom, das folgende Eigenschaften erfüllen muss:

• Es sollte leicht zu isolieren und klein sein.
• Es muss Sequenzen enthalten, die von den Faktoren der Einführung des gewünschten Gens erkannt werden.
• Es muss in der Lage sein, in die Wirtszelle einzudringen, um sich darin unabhängig von der zellulären DNA zu vermehren.
• Es muss einen genetischen Marker enthalten, der eine einfache Identifizierung und Isolierung ermöglicht, beispielsweise ein Antibiotikaresistenzgen.

Das Stufen Es gibt zwei dieser zweiten Phase des rekombinanten DNA-Prozesses:

1. Schneiden Sie den Vektor aus: Unter Verwendung der gleichen Restriktionsenzyme, die verwendet wurden, um das einzufügende Gen zu erhalten, wird ein Schnitt in der Vektor-DNA vorgenommen, wobei zwei Enden der DNA frei bleiben.
2. Fügen Sie das Gen ein: Die durch die Wirkung von Restriktionsenzymen verursachten freien Enden sind der Punkt, an dem das zuvor isolierte Gen in der ersten Stufe der Isolierung und Reinigung des Gens eingefügt wird. Die Vereinigung zwischen dem Vektor und dem Gen (das, sobald es in den Vektor eingeführt wurde, als Insert bezeichnet wird) erfolgt durch Aktion des Enzyms Ligase, das die kovalente Bindung zwischen dem Vektor und dem Insert katalysiert, wodurch das Molekül. entsteht Rekombinante DNA.

3- Einführung von rDNA in die Wirtszelle

Dieser Schritt kann durchgeführt werden durch verschiedene Techniken wie die Veränderung der Permeabilität der Wirtszellmembran durch physikalisch-chemische Mittel, um die Passage von rDNA zu ermöglichen, Mikroinjektion von rDNA Einführung von rDNA in Liposomen mit einer Mikropipette, die mit der Zellmembran verschmelzen können, um ihren Inhalt in das Zytoplasma der Zelle freizusetzen Gast.

Die Wirtszellen müssen Zellen sein, die sich sehr schnell vermehren, entweder mit Bakterienzellen, Hefezellen oder Krebszellen.

4- Kultur von Wirtszellen

Sobald die rDNA in die Wirtszellen eingeführt wurde, sind sie werden kultiviert, indem sie ihre Teilung herbeiführen um eine große Anzahl von Zellen zu erhalten, die die rDNA enthalten. Die Zellen werden in Petrischalen gezüchtet, die die Isolierung von Kolonien ermöglichen. die anschließend in Flüssigmedien kultiviert werden, wodurch eine große Anzahl von Klonen (genetisch identische Zellen ).

5- Nachweis und Selektion von Zellen, die rekombinante DNA enthalten

In dieser letzten Phase geht es um Zellen mit rDNA identifizieren. Um diese Zellen zu identifizieren, werden Marker verwendet, um das Vorhandensein von rDNA nachzuweisen. Diese Genetische Marker können vielfältig sein, ein Beispiel wäre die Kultur der Wirtszellen in Gegenwart von a Antibiotikum. Wenn das in der Kultur vorhandene Antibiotikaresistenzgen zuvor in die rDNA eingebaut wurde.