Ang Recombinant DNA ay mga molecule na nabuo sa pamamagitan ng laboratoryo genetic recombination techniques upang pagsamahin ang genetic material mula sa maraming pinagmumulan. Posible ito dahil ang mga molekula ng DNA ng lahat ng organismo ay may parehong kemikal na istraktura at naiiba lamang sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide sa loob nito.
Paglikha
Ang Molecular cloning ay isang proseso sa laboratoryo na ginagamit upang lumikha ng recombinant na DNA. Ito ay isa sa dalawang pinakakaraniwang ginagamit na pamamaraan, kasama ang polymerase chain reaction (PCR). Binibigyang-daan ka nitong kontrolin ang pagtitiklop ng anumang partikular na sequence ng DNA na pinili ng experimenter.
May dalawang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga pamamaraan ng recombinant DNA. Ang isa ay ang molecular cloning ay nagsasangkot ng pagtitiklop sa isang buhay na cell, habang ang PCR ay nagsasangkot ng in vitro. Ang isa pang pagkakaiba ay ang unang paraan ay nagbibigay-daan sa pagputol at pag-paste ng mga pagkakasunud-sunod ng DNA, habang ang pangalawa ay pinahusay sa pamamagitan ng pagkopya sa umiiral na pagkakasunud-sunod.
Vector DNA
Ang pagkuha ng recombinant DNA ay nangangailangan ng cloning vector. Ito ay nagmula sa mga plasmid o mga virus at medyo maliit na segment. Ang pagpili ng vector para sa molecular cloning ay depende sa pagpili ng host organism, ang laki ng DNA na i-clone, at kung ang mga dayuhang molekula ay dapat ipahayag. Maaaring pagsamahin ang mga segment gamit ang iba't ibang paraan gaya ng restriction enzyme/ligase cloning o Gibson assembly.
Cloning
Sa karaniwang mga protocol, ang pag-clone ay may kasamang pitong hakbang.
- Pumili ng host organism at cloning vector.
- Pagkuha ng DNA vector.
- Pagbuo ng naka-clone na DNA.
- Paglikha ng recombinant DNA.
- Ipinapasok ito sa host organism.
- Pagpili ng mga organismong naglalaman nito.
- Pagpili ng mga clone na may gustong DNA insert at biological properties.
Pagkatapos ng paglipat sa host organism, ang mga dayuhang molekula na nakapaloob sa recombinant construct ay maaaring ipahayag o hindi. Ang pagpapahayag ay nangangailangan ng muling pagsasaayos ng gene upang isama ang mga pagkakasunud-sunod na kinakailangan para sa paggawa ng DNA. Ginagamit ito ng translation machine ng host.
Paano ito gumagana
Recombinant DNA ay gumagana kapag ang host cell ay nagpapahayag ng protina mula sa mga recombinant na gene. Ang pagpapahayag ay nakasalalay sa nakapalibot sa gene na may isang hanay ng mga signal na nagbibigay ng mga tagubilin para sa transkripsyon nito. Kasama sa mga ito ang promoter, ribosome binding at terminator.
Ang mga problema ay lumitaw kung ang genenaglalaman ng mga intron o signal na nagsisilbing terminator para sa bacterial host. Ito ay humahantong sa maagang pagwawakas. Ang recombinant na protina ay maaaring hindi wastong naproseso, nakatiklop, o nasira. Ang produksyon nito sa mga eukaryotic system ay kadalasang nangyayari sa mga yeast at filamentous fungi. Ang paggamit ng mga kulungan ng hayop ay mahirap dahil sa pangangailangan para sa isang malakas na suportang ibabaw para sa marami.
Mga katangian ng mga organismo
Ang mga organismo na naglalaman ng mga recombinant na molekula ng DNA ay tila mga normal na phenotype. Ang kanilang hitsura, pag-uugali at metabolismo ay karaniwang hindi nagbabago. Ang tanging paraan upang ipakita ang pagkakaroon ng mga recombinant sequence ay suriin ang DNA mismo gamit ang polymerase chain reaction test.
Sa ilang mga kaso, ang recombinant na DNA ay maaaring magkaroon ng mga mapaminsalang epekto. Ito ay maaaring mangyari kapag ang fragment nito na naglalaman ng aktibong promoter ay matatagpuan sa tabi ng dating tahimik na host cell gene.
Gamitin
Ang Recombinant DNA technology ay malawakang ginagamit sa biotechnology, medisina at pananaliksik. Ang mga protina nito at iba pang produkto ay matatagpuan sa halos lahat ng Western pharmacy, veterinary clinic, opisina ng doktor, medikal o biological na laboratoryo.
Ang pinakakaraniwang aplikasyon ay sa pangunahing pananaliksik, kung saan ang teknolohiya ay mahalaga sa karamihan ng gawain ngayon sa biological at biomedical na agham. Ang recombinant na DNA ay ginagamit upang kilalanin, mapa at sequence ng mga gene, at upang matukoy ang mga itomga function. Ang rDNA probes ay ginagamit upang pag-aralan ang expression ng gene sa mga solong selula at sa mga tisyu ng buong organismo. Ang mga recombinant na protina ay ginagamit bilang mga reagents sa mga eksperimento sa laboratoryo. Ang ilang partikular na halimbawa ay ibinigay sa ibaba.
Recombinant chymosin
Matatagpuan sa abomasum, ang chymosin ay isang enzyme na kailangan para makagawa ng keso. Ito ang unang genetically modified food additive na ginamit sa industriya. Ang isang microbiologically produced recombinant enzyme na structurally identical sa isang calf-derived enzyme ay mas mura at ginawa sa mas malaking dami.
Recombinant na insulin ng tao
Halos pinalitan ang insulin na nagmula sa mga mapagkukunan ng hayop (hal. baboy at baka) para sa paggamot ng diabetes na umaasa sa insulin. Ang recombinant na insulin ay na-synthesize sa pamamagitan ng pagpasok ng human insulin gene sa bacteria ng genus Eterichia o yeast.
Growth Hormone
Inireseta para sa mga pasyente na ang pituitary gland ay hindi gumagawa ng sapat na growth hormone upang suportahan ang normal na pag-unlad. Bago naging available ang recombinant growth hormone, nakuha ito mula sa pituitary gland ng cadavers. Ang hindi ligtas na pagsasanay na ito ay humantong sa ilang mga pasyente na magkaroon ng sakit na Creutzfeldt-Jakob.
Recombinant coagulation factor
Ito ay isang blood-clotting protein na ibinibigay sa mga pasyenteng may mga anyo ng hemophilia na may mga sakit sa pagdurugo. Hindi sila makapag-producefactor VIII sa sapat na dami. Bago ang pagbuo ng recombinant factor VIII, ang protina ay ginawa sa pamamagitan ng pagproseso ng malaking halaga ng dugo ng tao mula sa maraming donor. Nagdala ito ng napakataas na panganib na makahawa ng mga nakakahawang sakit.
Diagnosis ng HIV infection
Ang bawat isa sa tatlong malawakang ginagamit na paraan para sa pag-diagnose ng impeksyon sa HIV ay binuo gamit ang recombinant na DNA. Ginagamit ng isang antibody test ang kanyang protina. Nakikita nito ang pagkakaroon ng HIV genetic material gamit ang reverse transcription polymerase chain reaction. Ang pagbuo ng pagsusulit ay naging posible sa pamamagitan ng molecular cloning at sequencing ng mga HIV genome.
