Kas ir DNS klonēšana?

Īsā atbilde

DNS klonēšana — pazīstama arī kā molekulārā klonēšana, gēnu klonēšana un rekombinantās DNS tehnoloģija — attiecas uz izolēta DNS fragmenta vai fragmentu vairāku kopiju izveides procesu ar in vitro vai in vivo metodēm. Ir iespējams klonēt veselus gēnu fragmentus, nejaušas DNS fragmentu daļas vai noteiktas DNS sekvences. Papildus DNS klonēšanai divi citi galvenie klonēšanas veidi ir reproduktīvā klonēšana, kas saistīta ar cilvēku un dzīvnieku klonēšanu, un terapeitiskā klonēšana, kas saistīta ar embriju klonēšanu, lai iegūtu cilmes šūnas pētniecības un iespējamās medicīniskās ārstēšanas nolūkos.

Ir dažādas DNS klonēšanas procedūras, taču dažas darbības ir nemainīgas visiem. Process sākas ar interesējošā DNS fragmenta vai fragmentu izolēšanu no hromosomu DNS, izmantojot restrikcijas enzīmus vai ķīmiski sintezētus oligonukleotīdus. Citas metodes, lai to paveiktu, ietver dažādas procedūras, piemēram, polimerāzes ķēdes reakciju (PCR), agarozes gēla elektroforēzi un DNS apstrādi ar ultraskaņu.

Izolētais DNS fragments tagad ir jāsaista ar primāro DNS sekvenci, kas spēj replicēties un izplatīt gan sevi, gan ar to saistīto DNS fragmentu. Restrikcijas enzīms sagriež pašreplicējošu DNS molekulu un izolētais DNS fragments tiek ievietots tajā ar ligācijas procedūru, savienojot fragmentu ar lielāku gabalu. Tādējādi mākslīgi savienotos DNS fragmentus sauc par rekombinanto DNS.

Pēc abu daļu savienošanas plazmīda ar DNS ieliktni tiek ievietota saimniekbaktēriju vai zīdītāju šūnās. Var izmantot arī alternatīvas metodes, piemēram, šūnu ķīmisko sensitivēšanu, elektroporāciju un biolistiku. Plazmīda parasti satur selektīvus antibiotiku rezistences marķierus un/vai krāsu atlases marķierus, kas ļauj vieglāk uzzināt, vai šūnas ir veiksmīgi transficētas ar DNS inserta plazmīdu. Antibiotiku rezistences marķieri ļauj augt tikai šūnām, kurās plazmīda ir transficēta, un krāsu atlases marķieri nodrošina redzamas zīmes, kuras var novērot.

Transfektētās šūnas tiek kultivētas un notiek rekombinantās DNS proliferācija. Iegūtie kloni ir ģenētiski identiski organismi, kas satur rekombinanto DNS. To var apstiprināt, izmantojot PCR, restrikcijas fragmentu analīzi vai citas DNS sekvencēšanas metodes.

DNS klonēšana palīdz gūt priekšstatu par organisma ģenētisko uzbūvi un to, kā tas ietekmē un ietekmē organisma dzīvības procesus. DNS klonēšana tiek izmantota ģenētiskajā pirkstu nospiedumu noņemšanā; gēnu inženierijā radīt augus ar labāku uzturvērtību vai labāku izturību pret slimībām un dzīvniekus ar vēlamām ģenētiskām iezīmēm; olbaltumvielu ražošanā; un genomu sekvencēšanā, lai atšifrētu kodētu olbaltumvielu vai RNS sekvences un proteīnu ekspresiju.

Gēnu terapijā DNS klonēšana tiek izmantota, lai izstrādātu jaunas ārstēšanas metodes ar ģenētiskiem traucējumiem. Rekombinantās DNS tehnoloģija ir radījusi vairāk nekā 100 produktu cilvēku veselības terapijai, piemēram: insulīnu diabēta slimniekiem, VIII faktoru un IX faktoru hemofilijas A un B ārstēšanai un eritropoetīnu (EPO) anēmijas ārstēšanai.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi