Tehnologia ADN recombinant
Tehnologia ADN recombinant
Toate organismele de pe Pământ au evoluat de la un strămoș comun, deci toate organismele folosesc ADN-ul ca moleculă de ereditate. La nivel chimic, ADN-ul este același, indiferent dacă este prelevat de la o bacterie microscopică sau de la o balenă albastră. Prin urmare, ADN-ul din organisme diferite poate fi „tăiat și lipit” împreună, rezultând „ADN recombinant”. Prima moleculă de ADN recombinant a fost produsă în 1972 de către Paul Berg, cercetător la Stanford. Berg a unit fragmente de ADN din două virusuri diferite cu ajutorul unor enzime speciale: enzimele de restricție și ligazele. Enzimele de restricție (cum ar fi EcoR1 din figura de mai jos) sunt ca niște „foarfeci moleculare” care taie ADN-ul în secvențe specifice. Dacă ADN-ul din surse diferite este tăiat cu aceeași enzimă de restricție, capetele tăiate pot fi unite între ele și apoi sigilate într-un șir continuu de ADN de către enzima ligază. În 1973, primul organism care a conținut ADN recombinant a fost creat de Herb Boyer (UCSF) și Stanley Cohen (Universitatea Stanford). Împreună au introdus o genă de rezistență la antibiotice în bacteria E.coli. În mod notabil, ei au produs, de asemenea, bacterii care conțineau gene de la broasca Xenopus laevis , ceea ce a arătat că ADN-ul din specii foarte diferite poate fi îmbinat. Paul Berg a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1980 „pentru studiile sale fundamentale privind biochimia acizilor nucleici, în special în ceea ce privește ADN-ul recombinant”.
Capacitatea de a tăia, lipi și copia molecule de ADN nu a fost doar un moment de cotitură pentru cercetarea științifică, ci a dat naștere unei întregi industrii bazate pe ingineria genetică. Genetech, prima companie de biotehnologie, a fost fondată de Herb Boyer în 1976. Până în 1982, FDA a aprobat primul produs de succes al Genetech, o formă sintetică de insulină umană produsă de bacterii care au fost modificate pentru a conține gena insulinei.
Astăzi, tehnologia ADN recombinant este utilizată pe scară largă în laboratoarele de cercetare din întreaga lume pentru a explora o multitudine de întrebări despre structura, funcția, modelul de expresie, reglarea și multe altele. O aplicație utilizată pe scară largă implică ingineria genetică a animalelor „knock-out” (de obicei șoareci) pentru a conține o formă nefuncțională a unei anumite gene de interes. Scopul acestor experimente este de a determina funcția genei prin analizarea consecințelor genei lipsă. În timp ce șoarecii knock-out sunt generați pentru a răspunde la întrebări în multe domenii diferite, aceștia sunt deosebit de utili în biologia dezvoltării și au dus la înțelegerea unora dintre genele esențiale implicate în dezvoltarea unui organism pornind de la un singur ovul fertilizat.
Tehnicile ADN recombinat sunt, de asemenea, o piatră de temelie a industriei biotehnologiei. Un exemplu este generarea de plante modificate genetic pentru a produce o toxină de insecte numită toxina Bt. Gena Bt este derivată dintr-o bacterie numită Bacillus thuringiensis și produce o toxină care perturbă funcția intestinală la larvele (omizi) anumitor insecte care sunt dăunători pentru culturi. Gena care produce toxina Bt este introdusă în astfel de plante prin tehnologia ADN recombinant și are ca rezultat uciderea selectivă a insectelor care se hrănesc cu culturi. Această evoluție a avut un impact economic major și a redus cheltuielile cu pesticide utilizate anual și a crescut longevitatea și succesul mai multor culturi.
CLIPEȘTE AICI pentru a afla mai multe despre organismele transgenice
CLIPEȘTE AICI pentru a afla mai multe despre biologia sintetică
CLIPEȘTE AICI pentru a afla mai multe despre clonare
CLIPEȘTE AICI pentru un studiu de caz care abordează una dintre problemele de biosecuritate ale tehnologiei ADN recombinat
.