Tartalom
A polimeráz láncreakció (PCR) és annak tudományos relatívje, az expresszált gének klónozása, az 1970-es és 1980-as évek két olyan biotechnológiai áttörése, amelyek továbbra is jelentős szerepet játszanak a betegség megértésében. Mindkét molekuláris technológia eszközöket ad a tudósoknak, hogy többféle módon állítsanak elő DNS-t.
Történelem
A molekuláris biológus, Kary Mullis forradalmasította a géntudományt, amikor 1983 tavaszán elgondolkodott a polimeráz láncreakción (PCR), amely 1993-as kémiai Nobel-díjat kapott neki. Ez az áttörés a klónozással kapcsolatos kutatások nyomán jött, amely 1902-ig nyúlik vissza. A klónozás terén nem történt jelentős előrelépés 1951 novemberéig, amikor egy Philadelphiai tudósok egy békaembrionot klónoztak. A nagy áttörés 1996. július 5-én történt, amikor a tudósok a bárányt „Dolly” -ra klónozták fagyasztott emlősejtből.
PCR és klónozás
A klónozás egyszerűen az egyik élő szervezet előállítását teszi lehetővé a másikból, két azonos génvel rendelkező organizmus létrehozásával. A PCR lehetővé teszi a tudósok számára, hogy órák alatt milliárd példányt készítsenek egy darab DNS-ből. Noha a PCR befolyásolja a klónozási technológiát azáltal, hogy nagy mennyiségű klónozható DNS-t állít elő, a PCR szembe kell nézni a szennyeződés nehézségeivel, ahol a nem kívánt genetikai anyaggal ellátott mintát meg lehet replikálni és hibás DNS-t előállítani.
Hogyan működik a PCR?
A PCR eljárás magában foglalja a DNS lebontását melegítés útján, amely a DNS kettős spirálját leválasztja különálló szálokká. Miután ezeket a szálakat elválasztottuk, egy DNS-polimeráznak nevezett enzim leolvassa a nukleinsav-szekvenciát és kettős DNS-szálot hoz létre. Ezt a folyamatot megismételjük újra és újra, megkétszerezzük a DNS mennyiségét az egyes ciklusokban, és megnöveljük a DNS exponenciáját, amíg az eredeti DNS több millió példányát el nem készítjük.
Hogyan működik a klónozás?
A DNS klónozása magában foglalja a forrás és a vektor DNS előállítását, majd enzimek felhasználását e két DNS levágására.Ezután a tudósok a forrás DNS-t a vektorhoz kötik egy olyan DNS-ligáz enzimmel, amely helyrehozza az összeköttetést, és egyetlen DNS-szálot hoz létre. Ezt a DNS-t ezután bejuttatják egy gazdaszervezet sejtjébe, ahol növekszik a szervezettel.
Alkalmazások
A PCR a kriminalisztika szokásos eszközévé vált, mivel nagyon kis DNS mintákat képes szaporítani több bűncselekmény laboratóriumi vizsgálatához. A PCR a régészek számára is hasznossá vált különböző állatfajok evolúciós biológiájának tanulmányozására, ideértve a több ezer éves mintákat is. A klónozási technológia megkönnyítette a géneket tartalmazó DNS-fragmensek elkülönítését a génfunkciók vizsgálatához. A tudósok szerint a megbízható klónozás felhasználható a gazdálkodás eredményesebbé tételére a legjobb állatok és növények megismétlésével, valamint az orvosi vizsgálatok pontosabbá tételével, ha olyan tesztállatokat biztosítanak, amelyek ugyanolyan módon reagálnak ugyanazon gyógyszerre.