Rekombinant DNA, birden fazla kaynaktan gelen genetik materyali birleştirmek için laboratuvar genetik rekombinasyon teknikleriyle oluşturulan moleküllerdir. Bu mümkündür çünkü tüm organizmaların DNA molekülleri aynı kimyasal yapıya sahiptir ve sadece içindeki nükleotid diziliminde farklılık gösterir.
Yaratılış
Moleküler klonlama, rekombinant DNA oluşturmak için kullanılan bir laboratuvar işlemidir. Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile birlikte en yaygın kullanılan iki yöntemden biridir. Deneyci tarafından seçilen herhangi bir belirli DNA dizisinin replikasyonunu kontrol etmenizi sağlar.
Rekombinant DNA yöntemleri arasında iki temel fark vardır. Birincisi, moleküler klonlamanın canlı bir hücrede replikasyonu içermesi, PCR'nin ise in vitro içermesidir. Diğer bir fark ise, ilk yöntemin DNA dizilerinin kesilip yapıştırılmasına izin vermesi, ikinci yöntemin ise mevcut düzenin kopyalanmasıyla güçlendirilmesidir.
Vektör DNA
Rekombinant DNA elde etmek için bir klonlama vektörü gerekir. Plazmitlerden veya virüslerden türetilir ve nispeten küçük bir segmenttir. Moleküler klonlama için vektör seçimi, konakçı organizmanın seçimine, klonlanacak DNA'nın boyutuna ve yabancı moleküllerin eksprese edilip edilmeyeceğine bağlıdır. Segmentler, kısıtlama enzimi/ligaz klonlama veya Gibson birleştirme gibi çeşitli yöntemler kullanılarak birleştirilebilir.
Klonlama
Standart protokollerde klonlama yedi adımdan oluşur.
- Konak organizmayı ve klonlama vektörünü seçin.
- DNA vektörü elde etme.
- Klonlanmış DNA oluşumu.
- Rekombinant DNA'nın oluşturulması.
- Konakçı organizmaya tanıtılması.
- İçerdiği organizmaların seçimi.
- İstenilen DNA eklerine ve biyolojik özelliklere sahip klonların seçimi.
Konakçı organizmaya transplantasyondan sonra, rekombinant yapıda bulunan yabancı moleküller eksprese edilebilir veya edilmeyebilir. Ekspresyon, DNA üretimi için gerekli olan dizileri içerecek şekilde genin yeniden yapılandırılmasını gerektirir. Ana bilgisayarın çeviri makinesi tarafından kullanılıyor.
Nasıl çalışır
Rekombinant DNA, konakçı hücre rekombinant genlerden bir protein ifade ettiğinde çalışır. Ekspresyon, geni, transkripsiyonu için talimatlar sağlayan bir dizi sinyalle çevrelemeye bağlıdır. Bunlar, promotör, ribozom bağlama ve terminatör içerir.
Genbakteri konakçısı için sonlandırıcı olarak hareket eden intronlar veya sinyaller içerir. Bu erken sonlandırmaya yol açar. Rekombinant protein uygun olmayan şekilde işlenebilir, katlanmış veya bozulmuş olabilir. Ökaryotik sistemlerde üretimi genellikle mayalarda ve filamentli mantarlarda meydana gelir. Birçok kişi için güçlü bir destek yüzeyine ihtiyaç duyulması nedeniyle hayvan kafeslerinin kullanımı zordur.
Organizmaların özellikleri
Rekombinant DNA molekülleri içeren organizmaların görünüşte normal fenotipleri vardır. Görünümleri, davranışları ve metabolizmaları genellikle değişmez. Rekombinant dizilerin varlığını göstermenin tek yolu, polimeraz zincir reaksiyonu testini kullanarak DNA'nın kendisini incelemektir.
Bazı durumlarda rekombinant DNA'nın zararlı etkileri olabilir. Bu, aktif bir promotör içeren fragmanı, daha önce sessiz olan bir konak hücre geninin yanında yer aldığında olabilir.
Kullan
Rekombinant DNA teknolojisi biyoteknoloji, tıp ve araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Proteinleri ve diğer ürünleri hemen hemen her Batı eczanesinde, veteriner kliniğinde, doktor muayenehanesinde, tıbbi veya biyolojik laboratuvarda bulunabilir.
En yaygın uygulama, teknolojinin günümüzün biyolojik ve biyomedikal bilimlerindeki çalışmalarının çoğu için gerekli olduğu temel araştırmalardır. Rekombinant DNA, genleri tanımlamak, haritalamak ve sıralamak ve bunları belirlemek için kullanılır.fonksiyonlar. rDNA probları, tek hücrelerde ve tüm organizmaların dokularında gen ekspresyonunu analiz etmek için kullanılır. Rekombinant proteinler, laboratuvar deneylerinde reaktif olarak kullanılır. Aşağıda bazı özel örnekler verilmiştir.
Rekombinant kimozin
Abomasumda bulunan kimozin peynir yapmak için gerekli bir enzimdir. Endüstride kullanılan ilk genetiği değiştirilmiş gıda katkı maddesiydi. Buzağıdan türetilen bir enzimle yapısal olarak aynı olan mikrobiyolojik olarak üretilmiş bir rekombinant enzim daha ucuzdur ve daha büyük miktarlarda üretilir.
Rekombinant insan insülini
İnsüline bağımlı diyabet tedavisi için hayvansal kaynaklardan (örneğin domuzlar ve sığırlar) elde edilen hemen hemen ikame edilen insülin. Rekombinant insülin, insan insülin geninin Eterichia veya maya cinsindeki bakterilere verilmesiyle sentezlenir.
Büyüme Hormonu
Hipofiz bezi normal gelişimi desteklemek için yeterli büyüme hormonu üretmeyen hastalar için reçete edilir. Rekombinant büyüme hormonu bulunmadan önce kadavraların hipofiz bezinden elde ediliyordu. Bu güvenli olmayan uygulama, bazı hastaların Creutzfeldt-Jakob hastalığına yakalanmasına neden oldu.
Rekombinant pıhtılaşma faktörü
Bu, kanama bozukluğu olan hemofili formlarına sahip hastalara uygulanan bir kan pıhtılaşma proteinidir. üretim yapamıyorlaryeterli miktarlarda faktör VIII. Rekombinant faktör VIII'in geliştirilmesinden önce, protein, çok sayıda donörden alınan büyük miktarlarda insan kanının işlenmesiyle yapılmıştır. Bu, bulaşıcı hastalıkları bulaştırma açısından çok yüksek bir risk taşıyordu.
HIV enfeksiyonunun teşhisi
HIV enfeksiyonunu teşhis etmek için yaygın olarak kullanılan üç yöntemin her biri, rekombinant DNA kullanılarak geliştirilmiştir. Bir antikor testi onun proteinini kullanır. Ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonunu kullanarak HIV genetik materyalinin varlığını tespit eder. Testin geliştirilmesi, HIV genomlarının moleküler klonlanması ve dizilenmesiyle mümkün oldu.
