Rol van de restrictie-enzymen in genetische manipulatie

Rol van de restrictie-enzymen in genetische manipulatie


Gentechnologie elke mens gerichte modificatie van de genetische samenstelling van organismen de eigenschappen van deze organismen veranderen. De oudste techniek van genetische manipulatie is selectief fokken van landbouwhuisdieren. In de afgelopen decennia hebben biologen geleerd hoe om direct genen dragen van de DNA (desoxyribonucleïnezuur) van één organisme met het DNA van anderen. Het instrument dat wordt gebruikt om dit te doen is de natuur zelf "schaar": restrictie-enzymen.

Functie

Restrictie-enzymen zijn enzymen (eiwitten katalysatoren) die door bacteriën invasie van virussen te versnipperen. (Restrictie-enzymen niet de bacterie zelf vallen omdat het DNA chemisch is gemodificeerd zodanig dat het immuun.) Ook wel restrictie endonucleasen, restrictie-enzymen snijden DNA op zeer specifieke sites op gedeelten van het DNA dat bestaat uit korte reeksen van de basis- eenheden (basen of nucleotiden) van DNA. Deze stereotiep zijn bekend als "herkenningssequenties."

potentieel

Omdat exact dezelfde herkenningssequenties aanwezig in het DNA van verschillende organismen, kan biologen restrictie-enzymen om een ​​stuk DNA geknipt uit het genoom van een organisme en plakken in het genoom van een andere. (Een genoom is geen complete set van de DNA-entrepot in de kern van een cel.)

Structuur

DNA bestaat uit een dubbele streng, de befaamde "dubbele helix." Slechts vier verschillende soorten bases of nucleotiden uitmaken van DNA: adenine, guanine, thymine en cytosine (A, G, T en C). A base altijd banden met een T base om een ​​sport van de helix vormen, en altijd C bindingen met G. Deze complementaire baseparing maakt het mogelijk om DNA te kopiëren tijdens de celdeling en gekopieerde genetische informatie uit de kern uitvoer in de vorm van ribonucleïnezuur (RNA) voor het doel om eiwitten.

resultaten

Wanneer een dubbele streng van DNA wordt geknipt door een restrictie-enzym, één of meer basen kenmerkend steken uit één van de twee strengen op de plaats van de snede. Dit is een "kleverig einde" van de meestal dubbelstrengs DNA-segment dat is gesneden uit. Omdat het DNA van de ontvangende organisme tegelijk sequentie van nucleotiden is gescheiden, kan de plakkerige uiteinden van blootgestelde DNA van de ontvanger afgestemd op de kleverige uiteinden van het donorgen. Dit is mogelijk grotendeels als gevolg van complementaire baseparing. Biologen gebruik van een enzym DNA-ligase, een van de bij het kopiëren van DNA-enzymen, het gen gedoneerd steek in het recipiënte DNA.

voordelen

Gentechnologisch mogelijk gemaakt door restrictie-enzymen levert een breed scala aan medische en andere voordelen. Een medisch nut sneller en overvloedige productie van insuline ter behandeling van diabetes. De genomen van snel reproduceren bacteriën worden gemodificeerd dat ze de humane gen voor insulineproductie nemen. Eerder had insuline worden genomen van varkens en koeien, een vorm van insulineproductie die langzaam en kostbaar maken en minder effectief was, omdat dieren geoogst insuline niet goed in alle menselijke patiënt functioneert.