Rekombinant DNA: definisjon og prosess

Teknikken til Rekombinant DNA (DNAr) er en teknikk som brukes genteknologi og som består i å skape in vitro av kunstige DNA-molekyler der genetisk materiale fra forskjellige arter kombineres. Av denne grunn kalles de således oppnådde molekylene kimært DNA eller kimærer.

Denne teknikken danner grunnlaget for bioteknologi og genteknikk og har flere bruksområder som spenner fra jordbruk til biomedisin. For eksempel tillater det studiet av uttrykk for et bestemt gen, og oppnår arter planter som viser motstand mot visse skadedyr eller skaffer seg humaninsulin fra kilder dyr.

I denne leksjonen fra en LÆRER skal vi vise deg definisjon av rekombinant DNA, hva det er til og prosessen som holdes. Vi vil analysere alle trinnene slik at du vet bedre om denne genetiske teknikken. Vi begynte!

Den rekombinante DNA-teknikken består av innføring av det valgte genet i en vektor. En vektor er en liten sekvens av DNA som er lett å isolere, for eksempel en plasmid (Sirkulært og ekstrakromosomalt DNA som er typisk for bakterier og andre prokaryote organismer).

Vektoren som bærer genet av interesse, blir introdusert i en vertscelle hvor den vil være i stand til det gjenskapeuavhengig av cellulært DNA.

Hva er rekombinant DNA til?

Ved å bruke maskineriet til vertscellen vil genet introdusert av vektoren bli uttrykt som fører til syntesen av proteinet kodet av nevnte gen. Videre, når bærercellen replikerer, vil de resulterende cellene også inneholde nevnte gen, og dermed skape et ny genetisk modifisert cellelinje.

Stadiene for å oppnå rDNA er som følger:

1 - Isolering og rensing av genet av interesse

I dette første trinnet er målet å isolere genet som skal rekombineres (for eksempel genet for humant insulin eller en vekstfaktor, etc.)

• Å skaffe cellulært DNA: For dette er det nødvendig for DNA å frigjøre DNA fra cellene, som må brytes av cellelyse. Når celler går i stykker frigjør de genetisk materiale (DNA) sammen med andre molekyler som proteiner eller RNA, og det er derfor det er nødvendig å isolere og rense det cellulære DNA.
• Å skaffe det isolerte genet: Når det cellulære DNA har blitt parifisert og konsentrert, er det nødvendig å kutte DNA ved hjelp av restriksjonsenzymer (veldig spesifikke enzymer som er i stand til å bryte DNA-sekvensen på visse punkter). Virkningen av egnede restriksjonsenzymer frigjør genet som kan isoleres ved hjelp av sentrifugering eller kromatografiteknikk.

2- Dannelse av rekombinant DNA

Vektoren er det genetiske materialet som innlemme det isolerte genet og transportere det inne i vertscellen.
Vektoren er vanligvis et plasmid (sirkulært DNA som er typisk for prokaryoter), et virus eller et kunstig opprettet kromosom, som må oppfylle følgende egenskaper:

• Det skal være enkelt å isolere og ha liten størrelse.
• Den må inneholde sekvenser som gjenkjennes av faktorene for innføring av ønsket gen.
• Den må kunne komme inn i vertscellen for å replikere inne i den uavhengig av det cellulære DNA.
• Den må inneholde en genetisk markør som gjør at den lett kan identifiseres og isoleres, for eksempel et antibiotikaresistensgen.

De trinn Det er to av denne andre fasen av den rekombinante DNA-prosessen:

1. Klipp ut vektoren: Ved å bruke de samme restriksjonsenzymer som brukes for å oppnå genet som skal settes inn, blir det kuttet i vektor-DNA, og etterlater to ender av DNA gratis.
2. Sett inn genet: De frie ender forårsaket av virkningen av restriksjonsenzymer er det punktet hvor det tidligere isolerte genet vil bli satt inn i det første trinnet av isolasjon og rensing av genet. Forbindelsen mellom vektoren og genet (som en gang introdusert i vektoren kalles en innsats), skjer ved handling av enzymet ligase som katalyserer den kovalente bindingen mellom vektoren og innsatsen som gir opphav til molekylet av Rekombinant DNA.

3- Introduksjon av rDNA i vertscellen

Dette trinnet kan gjøres av forskjellige teknikker slik som å endre med fysisk-kjemiske midler permeabiliteten til vertscellemembranen for å tillate passering av rDNA, mikroinjeksjon av rDNA Ved hjelp av en mikropipette, introduksjonen av rDNA i liposomer som er i stand til å smelte sammen med cellemembranen for å frigjøre innholdet i cellens cytoplasma Gjest.

Vertscellene må være celler som reproduserer veldig raskt, ved hjelp av enten bakterieceller, gjærceller eller kreftceller.

4- Kultur av vertsceller

Når rDNA har blitt introdusert i vertscellene, er de det dyrkes ved å indusere deres splittelse for å oppnå et stort antall celler som inneholder rDNA. Cellene dyrkes i petriskåler som tillater isolering av kolonier. som deretter dyrkes i flytende medier, og oppnår dermed et stort antall kloner (genetisk identiske celler ).

5- Påvisning og utvalg av celler som inneholder rekombinant DNA

I denne siste fasen handler det om identifisere celler med rDNA. For å identifisere disse cellene brukes markører til å oppdage tilstedeværelsen av rDNA. Disse Genetiske markører kan være forskjellige, et eksempel kan være kulturen til vertscellene i nærvær av a antibiotika. Når antibiotikaresistensgenet som er tilstede i kulturen tidligere er innlemmet i rDNA.