Recombinant DNA เป็นโมเลกุลที่เกิดจากเทคนิคการรวมตัวของยีนในห้องปฏิบัติการเพื่อรวมสารพันธุกรรมจากหลายแหล่ง เป็นไปได้เพราะโมเลกุลดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีโครงสร้างทางเคมีเหมือนกันและแตกต่างกันในลำดับนิวคลีโอไทด์ภายในเท่านั้น
การสร้างสรรค์
การโคลนโมเลกุลเป็นกระบวนการทางห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการสร้างดีเอ็นเอลูกผสม เป็นหนึ่งในสองวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ร่วมกับปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) ช่วยให้คุณควบคุมการจำลองลำดับ DNA ที่เลือกโดยผู้ทดลองได้
มีความแตกต่างพื้นฐานสองวิธีระหว่างวิธีดีเอ็นเอลูกผสม หนึ่งคือการโคลนโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการจำลองแบบในเซลล์ที่มีชีวิต ในขณะที่ PCR เกี่ยวข้องกับในหลอดทดลอง ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือวิธีแรกช่วยให้สามารถตัดและวางลำดับดีเอ็นเอได้ ในขณะที่วิธีที่สองได้รับการปรับปรุงโดยการคัดลอกลำดับที่มีอยู่
ดีเอ็นเอเวกเตอร์
การได้ดีเอ็นเอลูกผสมต้องใช้เวกเตอร์โคลน มันได้มาจากพลาสมิดหรือไวรัสและเป็นส่วนที่ค่อนข้างเล็ก การเลือกเวกเตอร์สำหรับการโคลนโมเลกุลขึ้นอยู่กับการเลือกสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ ขนาดของดีเอ็นเอที่จะโคลน และการแสดงโมเลกุลแปลกปลอมหรือไม่ สามารถรวมกลุ่มโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การจำกัดเอนไซม์/การโคลนลิเกสหรือการประกอบกิบสัน
โคลนนิ่ง
ในโปรโตคอลมาตรฐาน การโคลนมีเจ็ดขั้นตอน
- เลือกสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์และเวกเตอร์การโคลน
- ได้รับเวกเตอร์ดีเอ็นเอ
- การก่อตัวของ DNA โคลน
- การสร้างดีเอ็นเอลูกผสม
- แนะนำตัวในสิ่งมีชีวิต
- การคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่มีมัน
- การเลือกโคลนที่มี DNA แทรกและคุณสมบัติทางชีวภาพที่ต้องการ
หลังจากปลูกถ่ายไปยังสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ โมเลกุลแปลกปลอมที่มีอยู่ในโครงสร้างลูกผสมอาจแสดงออกหรือไม่ก็ได้ การแสดงออกจำเป็นต้องมีการปรับโครงสร้างใหม่ของยีนเพื่อรวมลำดับที่จำเป็นสำหรับการผลิตดีเอ็นเอ เครื่องแปลภาษาของโฮสต์กำลังใช้งานอยู่
มันทำงานอย่างไร
Recombinant DNA ทำงานเมื่อเซลล์เจ้าบ้านสร้างโปรตีนจากยีนลูกผสม การแสดงออกขึ้นอยู่กับยีนโดยรอบด้วยชุดสัญญาณที่ให้คำแนะนำในการถอดความ ได้แก่ โปรโมเตอร์ ไรโบโซมผูกพัน และเทอร์มิเนเตอร์
ปัญหาจะเกิดขึ้นหากยีนมีอินตรอนหรือสัญญาณที่ทำหน้าที่เป็นตัวยุติสำหรับโฮสต์แบคทีเรีย สิ่งนี้นำไปสู่การเลิกจ้างก่อนกำหนด โปรตีนลูกผสมอาจถูกแปรรูป, พับหรือเสื่อมสภาพอย่างไม่เหมาะสม การผลิตในระบบยูคาริโอตมักเกิดขึ้นในยีสต์และเชื้อราที่เป็นเส้นใย การใช้กรงสัตว์ทำได้ยากเนื่องจากต้องการพื้นผิวรองรับที่แข็งแรงสำหรับหลาย ๆ คน
คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตที่มีโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมมีฟีโนไทป์ปกติอย่างเห็นได้ชัด รูปลักษณ์ พฤติกรรม และการเผาผลาญมักจะไม่เปลี่ยนแปลง วิธีเดียวที่จะแสดงให้เห็นว่ามีลำดับรีคอมบิแนนท์คือการตรวจสอบ DNA โดยใช้การทดสอบปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส
ในบางกรณี ดีเอ็นเอลูกผสมอาจมีผลร้าย สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อชิ้นส่วนที่มีโปรโมเตอร์ที่ใช้งานอยู่อยู่ถัดจากยีนเซลล์โฮสต์ที่เงียบก่อนหน้านี้
ใช้
Recombinant DNA technology มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ การแพทย์ และการวิจัย โปรตีนและผลิตภัณฑ์อื่นๆ สามารถพบได้ในร้านขายยาตะวันตก คลินิกสัตวแพทย์ สำนักงานแพทย์ ห้องปฏิบัติการทางการแพทย์หรือชีวภาพเกือบทุกแห่ง
แอปพลิเคชันทั่วไปส่วนใหญ่อยู่ในการวิจัยขั้นพื้นฐาน ซึ่งเทคโนโลยีมีความจำเป็นต่องานส่วนใหญ่ในปัจจุบันในด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพและชีวการแพทย์ Recombinant DNA ใช้เพื่อระบุ แมปและจัดลำดับยีน และกำหนดยีนเหล่านี้ฟังก์ชั่น. โพรบ rDNA ใช้ในการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนในเซลล์เดียวและในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โปรตีนลูกผสมถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างเฉพาะบางส่วนได้รับด้านล่าง
ไคโมซินลูกผสม
ที่พบในอะโบมาซัม ไคโมซินเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นในการทำชีส เป็นวัตถุเจือปนอาหารดัดแปลงพันธุกรรมชนิดแรกที่ใช้ในอุตสาหกรรม เอนไซม์รีคอมบิแนนท์ที่ผลิตขึ้นทางจุลชีววิทยาซึ่งมีโครงสร้างเหมือนกับเอ็นไซม์ที่ได้จากลูกวัวจะมีราคาถูกกว่าและผลิตในปริมาณที่มากขึ้น
อินซูลินมนุษย์ลูกผสม
แทบแทนที่อินซูลินที่ได้มาจากสัตว์ (เช่น สุกรและโค) สำหรับการรักษาโรคเบาหวานขึ้นอยู่กับอินซูลิน อินซูลินแบบรีคอมบิแนนท์ถูกสังเคราะห์โดยการนำยีนอินซูลินของมนุษย์เข้าสู่แบคทีเรียในสกุล Eterichia หรือยีสต์
ฮอร์โมนการเจริญเติบโต
กำหนดไว้สำหรับผู้ป่วยที่ต่อมใต้สมองผลิตฮอร์โมนการเจริญเติบโตไม่เพียงพอต่อการพัฒนาตามปกติ ก่อนที่ฮอร์โมนการเจริญเติบโตแบบรีคอมบิแนนท์จะมีให้ใช้ ได้มาจากต่อมใต้สมองของซากศพ การปฏิบัติที่ไม่ปลอดภัยนี้ทำให้ผู้ป่วยบางรายเกิดโรค Creutzfeldt-Jakob
ปัจจัยการแข็งตัวของลูกผสม
โปรตีนจับตัวเป็นลิ่มเลือดสำหรับผู้ป่วยโรคฮีโมฟีเลียที่มีภาวะเลือดออกผิดปกติ ไม่สามารถผลิตได้ปัจจัย VIII ในปริมาณที่เพียงพอ ก่อนการพัฒนาของปัจจัยลูกผสม VIII โปรตีนถูกสร้างขึ้นโดยการประมวลผลเลือดมนุษย์จำนวนมากจากผู้ให้หลายราย ซึ่งมีความเสี่ยงสูงที่จะแพร่โรคติดต่อ
การวินิจฉัยการติดเชื้อเอชไอวี
ทั้ง 3 วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวินิจฉัยการติดเชื้อเอชไอวีได้รับการพัฒนาโดยใช้ดีเอ็นเอลูกผสม การทดสอบแอนติบอดีใช้โปรตีนของเธอ ตรวจพบการมีอยู่ของสารพันธุกรรมเอชไอวีโดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสการถอดรหัสย้อนกลับ การพัฒนาการทดสอบเกิดขึ้นได้โดยการโคลนโมเลกุลและการจัดลำดับจีโนมของเอชไอวี
