תוֹכֶן
הנדסה גנטית היא תחום של ביולוגיה מולקולרית הכוללת מניפולציה על מבנה החומר הגנטי המכונה גם deoxsyribonucleicacid או DNA. DNA רקומביננטי, המכונה גם rDNA, הוא גדיל של DNA שעבר מניפולציה על ידי מדענים. הנדסה גנטית ו- rDNA הולכים יד ביד; הנדסה גנטית לא תהיה אפשרית ללא שימוש ב- rDNA.
DNA בהנדסה גנטית
ה- DNA היא מולקולה דו-חוטית המכילה גנים, אזורים לא מקודדים ואזורים מווסתים גנים. גנים הם יחידות תורשתיות המקודדות חלבונים ומגדירים את מאפייני האורגניזמים. במילים אחרות, גנים גורמים לך להיות שונה מאורגניזמים חיים ואנשים אחרים; גנים ו- DNA הופכים אותך למיוחד במינו. מדענים משתמשים ב- DNA כדי לייצר rDNA במעבדה. מדענים לא יכולים לייצר DNA ולכן הם צריכים להשתמש ב- DNA טבעי מאורגניזמים שונים בכדי לייצר rDNA. טכנולוגיית ה- DNA רקומביננטי מאפשרת למדענים לאחד DNA משני מקורות: DNA אנושי עם DNA חיידקי כדי לייצר את החלבונים הנוצרים בתרביות תאים.
דור של DNA רקומביננטי
"ביולוגיה מולקולרית של תאים" מאת H. Lodish et al., מגדירה rDNA כמולקולת DNA הנוצרת על ידי חיבור לשברי DNA ממקורות שונים. rDNA מיוצר על ידי חיתוך DNA בעזרת אנזימים, הנקראים אנזימי הגבלה, שיכולים לחתוך DNA ברצף ספציפי. ניתן לחבר את ה- DNA החתוך עם DNA אחר, לחתוך אותו עם אותו אנזים, בעזרת אנזים אחר, הנקרא ליגזה DNA. לרוב, ה- rDNA משובט לפלסמיד והופך לתא E. coli. E. coli יכפיל את הפלסמיד ואת ה- rDNA בו או ייצר את החלבון המקודד על ידי ה- rDNA.
rDNA והנדסה גנטית
מולקולות ה- rDNA הראשונות נוצרו בשנת 1973 על ידי פול ברג, הרברט בויר, אנני צ'אנג וסטנלי כהן מאוניברסיטת סטנפורד ואוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו. זה נחשב לידה של הנדסה גנטית, על פי "הביולוגיה התאית והמולקולרית", שכתב ג'רלד קרפ. rDNA הוא הכלי החשוב ביותר שמשמש מהנדסים גנטיים. ללא rDNA לא הייתה הנדסה גנטית.
הסיבות למניפולציה של ה- DNA
למניפולציה של DNA ולייצור rDNA יש מספר יישומים. הגנים ב- DNA מקודדים חלבונים שיש להם מספר פונקציות בגופנו. בעזרת rDNA, מדענים יכולים לייצר חלבונים במעבדה. לדוגמא, חיסונים רבים, אינסולין אנושי והורמוני גדילה אנושיים מיוצרים עם טכנולוגיית rDNA במעבדה. לפני "לידתו" של ההנדסה הגנטית, האינסולין ששימש לטיפול בסוכרת היה מבודד מחזירים ופרות.