Obsah
Polymerázová reťazová reakcia (PCR) a jej vedecký príbuzný, klonovanie exprimovaných génov, sú dva biotechnologické objavy sedemdesiatych a osemdesiatych rokov, ktoré naďalej zohrávajú významnú úlohu v snahe porozumieť chorobe. Obe tieto molekulárne technológie dávajú vedcom prostriedky na výrobu viacerých DNA rôznymi spôsobmi.
histórie
Molekulárny biológ Kary Mullis spôsobil revolúciu v génovej vede, keď na jar 1983 vymyslel polymerázovú reťazovú reakciu (PCR), ktorá mu vyniesla Nobelovu cenu za chémiu za rok 1993. Tento prielom nastal na päte výskumu klonovania, ktorý siaha do roku 1902. K významnému pokroku v klonovaní nedošlo až do novembra 1951, keď tím vedcov vo Philadelphii klonoval embryo žaby. Veľký prielom nastal 5. júla 1996, keď vedci klonovali jahňacie mäso „Dolly“ zo zmrazenej mliečnej bunky.
PCR a klonovanie
Klonovanie jednoducho vytvára jeden živý organizmus z druhého a vytvára dva organizmy s rovnakými presnými génmi. PCR umožňuje vedcom produkovať miliardy kópií kusu DNA behom niekoľkých hodín. Aj keď PCR ovplyvňuje technológiu klonovania tým, že produkuje veľké množstvá DNA, ktorá sa môže klonovať, PCR čelí problémom kontaminácie, kde sa môže replikovať aj vzorka s nežiaducim genetickým materiálom a produkovať nesprávnu DNA.
Ako funguje PCR
Proces PCR spočíva v rozklade DNA jej zahrievaním, čo rozvíja dvojitú špirálu DNA do samostatných samostatných vlákien. Akonáhle sú tieto vlákna oddelené, enzým nazývaný DNA polymeráza číta sekvenciu nukleových kyselín a produkuje duplicitné vlákno DNA. Tento proces sa opakuje znovu a znovu, zdvojnásobuje množstvo DNA v každom cykle a zvyšuje exponenciálne DNA, až kým sa nevytvoria milióny kópií pôvodnej DNA.
Ako funguje klonovanie
Klonovanie DNA zahŕňa najprv izoláciu zdrojovej a vektorovej DNA a potom použitie enzýmov na štiepenie týchto dvoch DNA.Vedci potom viažu zdrojovú DNA k vektoru s enzýmom DNA ligázy, ktorý opravuje zostrih a vytvára jediný reťazec DNA. Táto DNA sa potom zavedie do bunky hostiteľského organizmu, kde rastie s organizmom.
aplikácia
PCR sa stala štandardným nástrojom vo forenznej vede, pretože dokáže množiť veľmi malé vzorky DNA na laboratórne testovanie s viacerými zločinmi. PCR sa stala užitočnou aj pre archeológov na štúdium evolučnej biológie rôznych živočíšnych druhov, vrátane vzoriek, ktoré boli staré tisíce rokov. Klonovacia technológia umožnila relatívne ľahkú izoláciu fragmentov DNA, ktoré obsahujú gény, na štúdium génovej funkcie. Vedci sa domnievajú, že spoľahlivé klonovanie sa môže použiť na zvýšenie produktivity poľnohospodárstva replikáciou najlepších zvierat a plodín a tiež na spresnenie lekárskych testov poskytnutím testovaných zvierat, ktoré reagujú rovnakým spôsobom na rovnaký liek.