Ce este tehnologia ADN-ului recombinant?

ADN-ul recombinant, sau ADNc, este ADN care se formează prin combinarea ADN-ului din diferite surse printr-un proces numit recombinare genetică. Adesea, sursele provin din diferite organisme. In general vorbind, DNA din diferite organisme are aceeași structură generală chimică. Din acest motiv, este posibilă crearea ADN-ului din diferite surse combinând catenele.

Cheie de luat cu cheie

ADN-ul recombinant are numeroase aplicații în știință și medicină. O utilizare bine cunoscută a ADN-ului recombinant este în producerea de insulină. Înainte de apariția acestei tehnologii, insulina provenea în mare parte de la animale. Insulina poate fi acum produsă mai eficient prin utilizarea organismelor precum E. coli și drojdie. Prin introducerea

În anii '70, oamenii de știință au descoperit o clasă de enzime care separau ADN-ul în mod specific nucleotid combinații. Aceste enzime sunt cunoscute sub denumirea de enzime de restricție. Această descoperire a permis altor oameni de știință să izoleze ADN-ul de diferite surse și să creeze prima moleculă artificială de ADNc. Au urmat alte descoperiri, iar astăzi există o serie de metode pentru recombinarea ADN-ului.

În timp ce mai mulți oameni de știință au contribuit la dezvoltarea acestor procese ADN recombinate, Peter Lobban, un student absolvent sub tutela Dale Kaiser de la Departamentul de Biochimie al Universității Stanford, este de obicei creditat ca fiind primul care a sugerat ideea recombinantă ADN-ul. Alții de la Stanford au contribuit la dezvoltarea tehnicilor originale utilizate.

În timp ce mecanismele pot diferi mult, procesul general de recombinare genetică implică următorii pași.

1. O genă specifică (de exemplu, o genă umană) este identificată și izolată.
2. Această genă este introdusă în vector. Un vector este mecanismul prin care materialul genetic al genei este transportat într-o altă celulă. Plasmidele sunt un exemplu de vector comun.
3. Vectorul este inserat într-un alt organism. Acest lucru poate fi realizat printr-o serie de diferite transfer de gene metode precum sonicarea, micro-injecțiile și electroporarea.
4. După introducerea vectorului, celulele care au vectorul recombinant sunt izolate, selectate și cultivate.
5. Gena este exprimată astfel încât produsul dorit poate fi în cele din urmă sintetizat, de obicei în cantități mari.

Tehnologia ADN recombinantă este utilizată într-o serie de aplicații, inclusiv vaccinuri, produse alimentare, produse farmaceutice, teste de diagnostic și culturi proiectate genetic.

Vaccinuri cu proteine ​​virale produse de bacterii sau drojdii din gene virale recombinate sunt considerate mai sigure decât cele create prin metode mai tradiționale și care conțin particule virale.

Așa cum am menționat anterior, insulina este un alt exemplu de utilizare a tehnologiei ADN recombinant. Anterior, insulina a fost obținută de la animale, în primul rând din pancreasul porcilor și vacilor, dar folosind recombinare Tehnologia ADN pentru a introduce gena insulinei umane în bacterii sau drojdie face mai simplu să producă mai mare cantități.

O serie de alte produse farmaceutice, cum ar fi antibiotice și înlocuirea proteinelor umane, sunt produse prin metode similare.

O serie de produse alimentare sunt produse folosind tehnologia ADN recombinantă. Un exemplu obișnuit este enzima chimozină, an enzimă folosit la fabricarea brânzei. În mod tradițional, se găsește în coșul care este preparat din stomacul gambei, dar care produce chimozina prin inginerie genetică este mult mai ușoară și mai rapidă (și nu necesită uciderea tinerilor animale). Astăzi, majoritatea brânzei produse în Statele Unite sunt fabricate cu cimozină modificată genetic.

Tehnologia ADN recombinantă este, de asemenea, utilizată în domeniul testelor de diagnostic. Testele genetice pentru o gamă largă de afecțiuni, cum ar fi fibroza chistică și distrofia musculară, au beneficiat de utilizarea tehnologiei ADNc.

Tehnologia ADN recombinantă a fost utilizată pentru a produce atât culturi rezistente la insecte cât și la erbicide. Cele mai frecvente culturi rezistente la erbicide sunt rezistente la aplicarea glifosatului, un ucigaș de buruieni obișnuit. O astfel de producție de culturi nu este fără probleme, deoarece mulți pun sub semnul întrebării siguranța pe termen lung a unor astfel de culturi proiectate genetic.

Oamenii de știință sunt încântați de viitorul manipulării genetice. În timp ce tehnicile de la orizont diferă, toate au în comun precizia cu care genomul poate fi manipulat.

Un astfel de exemplu este CRISPR-Cas9. Is este o moleculă care permite introducerea sau ștergerea ADN-ului într-o manieră extrem de precisă. CRISPR este un acronim pentru „Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats”, în timp ce Cas9 este shorthand pentru „CRISPR associated protein 9”. În ultimii câțiva ani, comunitatea științifică a fost încântată de perspectivele de utilizare a acesteia. Procesele asociate sunt mai rapide, mai precise și mai puțin costisitoare decât alte metode.

În timp ce o mare parte din avansuri permit tehnici mai precise, se pun întrebări etice. De exemplu, pentru că avem tehnologia pentru a face ceva, asta înseamnă că ar trebui să o facem? Care sunt implicațiile etice ale testării genetice mai precise, în special în ceea ce privește bolile genetice umane?

De la lucrările timpurii ale lui Paul Berg, care a organizat Congresul internațional privind moleculele ADN recombinate în 1975, până în prezent liniile directoare stabilite de Institutele Naționale de Sănătate (NIH), au fost ridicate o serie de preocupări etice valide și adresat.

Liniile directoare ale NIH, notează că acestea „detaliază practicile de siguranță și procedurile de retenție pentru cercetarea de bază și clinică care implică recombinare sau sintetice molecule de acid nucleic, inclusiv crearea și utilizarea organismelor și a virusurilor care conțin acid nucleic recombinant sau sintetic molecule. "Ghidurile sunt concepute pentru a oferi cercetătorilor linii directoare de conduită adecvată pentru efectuarea de cercetări în acest câmp.

Bioeticiștii susțin că știința trebuie să fie întotdeauna echilibrată etic, astfel încât progresul să fie benefic pentru omenire, mai degrabă decât dăunător.

• Kochunni, Deena T și Jazir Haneef. „5 Pași în Tehnologia ADN Recombinantă sau Tehnologia RDNA.” 5 pași în tehnologia ADN recombinantă sau în tehnologia RDNA ~, www.biologyexams4u.com/2013/10/steps-in-recombinant-dna-technology.html.
• Științele vieții. „Invenția tehnologiei ADN recombinant LSF Medium Magazine”. Mediu, Revista LSF, 12 nov. 2015, medium.com/lsf-magazine/the-invention-of-recombinant-dna-technology-e040a8a1fa22.
• „Linii directoare NIH - Office of Science Policy”. Institutele naționale de sănătate, Departamentul Sănătății și Serviciilor Umane din SUA, osp.od.nih.gov/biotechnology/nih-guidelines/.