Шта је рекомбинантна ДНК технологија?

Рекомбинантна ДНК, или рДНА, је ДНК која се формира комбиновањем ДНК из различитих извора кроз процес који се назива генетска рекомбинација. Често су извори из различитих организама. Уопштено говорећи, ДНК из различитих организама има исту хемијску општу структуру. Из тог разлога, могуће је створити ДНК из различитих извора комбиновањем струна.

Кључне Такеаваис

Рекомбинантна ДНК има бројне примјене у науци и медицини. Једна позната употреба рекомбинантне ДНК је у производњи инсулин. Пре појаве ове технологије, инсулин је у великој мери потицао од животиња. Инсулин се сада може ефикасније производити употребом организама попут Е. цоли и квас. Уметањем ген за инзулин из ових организама може да се производи инсулин.

У 1970-има научници су открили класу ензима који су одрезали ДНК на специфичне нуклеотид комбинације. Ови ензими су познати као рестрикциони ензими. То откриће је омогућило другим научницима да изолују ДНК из различитих извора и да створе први вештачки молекул рДНА. Уследила су и друга открића, а данас постоји низ метода за рекомбиновање ДНК.

Док је неколико научника било кључно за развој ових процеса рекомбинантне ДНК, Петер Лоббан, дипломски студент под надзором Дале Каисер са одељења за биохемију на Универзитету Станфорд обично се приписује као први који је предложио идеју о рекомбинантном ДНК. Други на Станфорду били су кључни у развоју оригиналних техника које су се користиле.

Иако се механизми могу веома разликовати, општи процес генетске рекомбинације укључује следеће кораке.

1. Специфичан ген (на пример, људски ген) је идентификован и изолован.
2. Овај ген је убачен у а векторски. Вектор је механизам којим се генетски материјал гена преноси у другу ћелију. Плазмиди су пример уобичајеног вектора.
3. Вектор се убацује у други организам. То се може постићи на више различитих начина трансфер гена методе као што су соницатион, микро ињекције и електропорација.
4. Након увођења вектора, ћелије које имају рекомбинантни вектор су изоловане, одабране и култивисане.
5. Ген је изражен тако да се жељени производ на крају може синтетизовати, обично у великим количинама.

Рекомбинантна ДНК технологија користи се у бројним применама, укључујући вакцине, прехрамбене производе, фармацеутске производе, дијагностичка испитивања и генетски модификоване културе.

Вакцине са вирусним протеинима које производи бактерије или квас из рекомбинованих вирусних гена сматра се сигурнијим од оних створених традиционалнијим методама и који садрже честице вируса.

Као што је раније споменуто, инсулин је још један пример употребе рекомбинантне ДНК технологије. Раније се инсулин добијао од животиња, пре свега од панкреаса свиња и крава, али користећи рекомбинант ДНК технологија за убацивање хуманог гена инсулина у бактерије или квасце чини га једноставнијим за производњу веће количине.

Бројни други фармацеутски производи, попут антибиотици и хумане протеинске замене, производе се сличним методама.

Бројни прехрамбени производи се производе рекомбинантном ДНК технологијом. Један уобичајени пример је ензим химозин, ан ензим користи се у изради сира. Традиционално се налази у сиришту које се припрема из стомака телади, али производи химозин помоћу генетског инжењеринга много је лакши и бржи (и не захтева убијање младих Животиње). Данас је већина сира произведеног у Сједињеним Државама направљен од генетски модификованог химозина.

Рекомбинантна ДНК технологија се такође користи у пољу дијагностичког испитивања. Генетска испитивања за широк распон стања, попут цистичне фиброзе и мишићне дистрофије, имала су користи од употребе рДНА технологије.

Рекомбинантна ДНК технологија коришћена је за производњу усева отпорних на инсекте и хербициде. Најчешћи усјеви отпорни на хербициде отпорни су на примену глифосата, уобичајеног убице корова. Оваква производња усјева није без проблема, јер многи доводе у питање дугорочну сигурност таквих генетски инжењерских култура.

Научници су узбуђени због будућности генетских манипулација. Иако се технике на хоризонту разликују, све имају заједничку прецизност којом се геном може манипулисати.

Један такав пример је ЦРИСПР-Цас9. Ис је молекул који омогућава убацивање или брисање ДНК на крајње прецизан начин. ЦРИСПР је скраћеница за "Редовно кластерирано кратки паиндромски понављања", док је Цас9 скраћеница за "протеин 9 повезан са ЦРИСПР". Током последњих неколико година, научна заједница је била узбуђена због изгледа за њено коришћење. Повезани процеси су бржи, прецизнији и јефтинији од других метода.

Иако велики део напретка омогућава прецизније технике, постављају се и етичка питања. На пример, зато што имамо технологију да нешто урадимо, да ли то значи да бисмо то требали учинити? Које су етичке импликације прецизнијих генетских испитивања, посебно што се односе на генетске болести код људи?

Од раног рада Пола Берга који је 1975. организовао Међународни конгрес о рекомбинантним молекулама ДНК, па све до данас смјернице које су изнели Национални институти за здравље (НИХ), постављено је низ ваљаних етичких питања и адресирано.

У смерницама НИХ-а напомиње се да оне "детаљно описују безбедносне праксе и поступке задржавања за основна и клиничка истраживања која укључују рекомбинантна или синтетска молекули нуклеинских киселина, укључујући стварање и употребу организама и вируса који садрже рекомбинантну или синтетичку нуклеинску киселину молекули. "Смјернице су дизајниране тако да истраживачима дају одговарајуће смернице за спровођење истраживања у ово поље.

Биоетичари тврде да наука мора увек бити етички избалансирана, тако да је напредовање корисно за човечанство, а не штетно.

• Коцхунни, Деена Т и Јазир Ханееф. „5 корака у технологији рекомбинантне ДНК или РДНА технологији.“ 5 корака у технологији рекомбинантне ДНК или РДНА технологији ~, ввв.биологиекамс4у.цом/2013/10/степс-ин-рецомбинант-дна-тецхнологи.хтмл.
• Науке о животу. „Проналазак медијума рекомбинантне ДНК технологије ЛСФ.“ Медиум, ЛСФ магазин, 12. нов. 2015, медиум.цом/лсф-магазине/тхе-инвентион-оф-рецомбинант-дна-тецхнологи-е040а8а1фа22.
• „Смјернице НИХ-а - Уред за научну политику.“ Национални институти за здравство, америчко Министарство за здравство и људске услуге, осп.од.них.гов/биотецхнологи/них-гуиделинес/.