Klonowanie DNA
Klonowanie molekularne jest rodzajem pracy w biologii molekularnej. Wykorzystuje się go do tworzenia rekombinowanych molekuł DNA i kierowania ich replikacją w organizmach żywicieli. Użycie słowa klonowanie oznacza, że molekuła DNA z jednej żywej komórki jest używana do stworzenia dużej populacji komórek zawierających identyczne molekuły DNA. Metody klonowania molekularnego mają kluczowe znaczenie dla wielu dziedzin współczesnej biologii i medycyny.
Klonowanie molekularne zazwyczaj wykorzystuje sekwencje DNA dwóch różnych organizmów: gatunek, który jest źródłem DNA do klonowania oraz gatunek, który będzie żywym gospodarzem do rozmnażania (replikacji) rekombinowanego DNA.
W molekularnym eksperymencie klonowania DNA, które ma być sklonowane, otrzymuje się z interesującego nas organizmu, a następnie poddaje się je działaniu enzymów w probówce testowej w celu uzyskania mniejszych fragmentów DNA. Fragmenty te są następnie łączone z wektorowym DNA w celu wytworzenia rekombinowanych molekuł DNA. Rekombinowane DNA jest następnie wprowadzane do organizmu gospodarza (zwykle jest to łatwy do uprawy, łagodny, laboratoryjny szczep bakterii E. coli). W ten sposób powstaje populacja organizmów, w których rekombinowane molekuły DNA są replikowane wraz z DNA gospodarza. Ponieważ zawierają one obce fragmenty DNA, są to mikroorganizmy "transgeniczne" lub zmodyfikowane genetycznie (GMO).
Proces ten wykorzystuje fakt, że pojedyncza komórka bakteryjna może zostać zaindukowana do pobrania i replikacji pojedynczej rekombinowanej cząsteczki DNA. Ta pojedyncza komórka może być następnie rozszerzona wykładniczo w celu wygenerowania dużej ilości bakterii, z których każda zawiera kopie oryginalnej rekombinowanej cząsteczki. Tak więc zarówno powstała w ten sposób populacja bakterii, jak i rekombinowana cząsteczka DNA, są powszechnie nazywane "klonami". Ściśle mówiąc, rekombinowane DNA odnosi się do cząsteczek DNA, podczas gdy klonowanie molekularne odnosi się do eksperymentalnych metod stosowanych do ich złożenia.
Historia
Pomysł wykorzystania klonowania molekularnego do produkcji rekombinowanego DNA został wynaleziony przez Paula Berga, który wraz z Walterem Gilbertem i Fredem Sangerem otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1980 roku.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest klonowanie molekularne?
O: Klonowanie molekularne to gałąź biologii molekularnej służąca do tworzenia rekombinowanych cząsteczek DNA i kontrolowania ich replikacji w organizmie gospodarza.
P: Jak przebiega proces klonowania molekularnego?
O: W eksperymencie klonowania molekularnego DNA, które ma być sklonowane, jest pozyskiwane z interesującego nas organizmu, a następnie przetwarzane w probówce za pomocą enzymów w celu uzyskania mniejszych fragmentów DNA. Fragmenty te są następnie łączone z wektorowym DNA w celu wytworzenia rekombinowanych cząsteczek DNA. Rekombinowany DNA jest następnie przenoszony do organizmu gospodarza (zazwyczaj jest to łatwo rosnący, łagodny szczep E. coli). W ten sposób powstaje populacja organizmów, w której rekombinowane cząsteczki DNA replikują się z DNA gospodarza.
P: Co zawierają te klony?
O: Klony zawierają obce fragmenty DNA, co czyni je transgenicznymi lub genetycznie modyfikowanymi mikroorganizmami (GMO).
P: Ile komórek bakteryjnych można nakłonić do pobrania i powielenia jednej rekombinowanej cząsteczki?
O: Jedna komórka bakteryjna może zostać nakłoniona do pobrania i powielenia jednej rekombinowanej cząsteczki.
P: Co się dzieje, gdy ta pojedyncza komórka się replikuje?
O: Gdy ta pojedyncza komórka się powiela, może wytworzyć dużą liczbę bakterii, z których każda zawiera kopie oryginalnej rekombinowanej cząsteczki.
P: Czy istnieje różnica między "rekombinacją" a "klonowaniem molekularnym"?
O: Ściśle mówiąc, "rekombinowany" odnosi się do rzeczywistych cząsteczek DNA, podczas gdy "klonowanie molekularne" odnosi się do metod eksperymentalnych stosowanych w celu ich złożenia.
