Rekombinant DNA-teknologi
Rekombinant DNA-teknologi
Alle organismer på Jorden er udviklet fra en fælles forfader, så alle organismer bruger DNA som deres arvelige molekyle. På det kemiske plan er DNA det samme, uanset om det stammer fra en mikroskopisk bakterie eller en blåhval. Som følge heraf kan DNA fra forskellige organismer “klippes og klistres” sammen, hvilket resulterer i “rekombinant DNA”. Det første rekombinante DNA-molekyle blev fremstillet i 1972 af Stanford-forskeren Paul Berg. Berg satte DNA-fragmenter fra to forskellige vira sammen ved hjælp af bestemte enzymer: restriktionsenzymer og ligase. Restriktionsenzymer (som f.eks. EcoR1 i figuren nedenfor) er som en “molekylær saks”, der klipper DNA i bestemte sekvenser. Hvis DNA’et fra de forskellige kilder skæres med det samme restriktionsenzym, kan de afskårne ender forbindes med hinanden og derefter forsegles til en sammenhængende DNA-streng af enzymet ligase. I 1973 blev den første organisme, der indeholdt rekombinant DNA, fremstillet af Herb Boyer (UCSF) og Stanley Cohen (Stanford University). Sammen indførte de et antibiotikaresistensgen i E.coli-bakterier. De fremstillede også bakterier, der indeholdt gener fra tudsen Xenopus laevis , hvilket viste, at DNA fra meget forskellige arter kunne splejses sammen. Paul Berg fik Nobelprisen i kemi i 1980 “for sine grundlæggende studier af nukleinsyrernes biokemi, især med hensyn til rekombinant-DNA”.
Muligheden for at klippe, indsætte og kopiere DNA-molekyler var ikke kun et skelsættende øjeblik for den videnskabelige forskning, men affødte også en hel industri, der byggede på genteknologi. Genetech, den første bioteknologiske virksomhed, blev grundlagt af Herb Boyer i 1976. I 1982 godkendte FDA Genetechs første succesfulde produkt, en syntetisk form for menneskelig insulin, der blev fremstillet af bakterier, som var konstrueret til at indeholde insulin-genet.
I dag anvendes rekombinant DNA-teknologi i vid udstrækning i forskningslaboratorier verden over til at udforske utallige spørgsmål om geners struktur, funktion, ekspressionsmønster, regulering og meget mere. En meget udbredt anvendelse omfatter genetisk manipulering af “knock-out”-dyr (typisk mus) til at indeholde en ikke-funktionel form af et bestemt gen af interesse. Målet med sådanne eksperimenter er at bestemme genfunktionen ved at analysere konsekvenserne af det manglende gen. Selv om knockout-mus genereres for at besvare spørgsmål inden for mange forskellige områder, er de særligt nyttige inden for udviklingsbiologi og har ført til en forståelse af nogle af de væsentlige gener, der er involveret i udviklingen af en organisme fra et enkelt befrugtet æg.
Rekombinant-DNA-teknikker er også en hjørnesten i den bioteknologiske industri. Et eksempel er fremstillingen af genmanipulerede planter til at producere et insektgift kaldet Bt-toksin. Bt-genet stammer fra en bakterie kaldet Bacillus thuringiensis og producerer et toksin, der forstyrrer tarmfunktionen hos larver (larver) af visse insekter, der er skadedyr i afgrøder. Det gen, der producerer Bt-toksin, indføres i sådanne planter ved hjælp af rekombinant DNA-teknologi og resulterer i selektivt at dræbe insekter, der æder afgrøder. Denne udvikling har haft en stor økonomisk betydning og har reduceret udgifterne til pesticider, der anvendes om året, og har øget flere afgrøders levetid og succes.
KLIK HER for at få mere at vide om transgene organismer
KLIK HER for at få mere at vide om syntetisk biologi
KLIK HER for at få mere at vide om kloning
KLIK HER for at se et casestudie, der omhandler et af de biosikkerhedsmæssige problemer, der er forbundet med rekombinant DNA-teknologi