Rol van de restrictie-enzymen in genetische manipulatie

Genetische manipulatie is elk mens gerichte modificatie van de genetische samenstelling van organismen om de eigenschappen van deze organismen te veranderen . De oudste techniek van genetische manipulatie is selectief fokken van landbouwhuisdieren. In de afgelopen decennia hebben biologen geleerd hoe om rechtstreeks over genen van het DNA ( desoxyribonucleïnezuur ) van het ene organisme naar 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 om binnenvallende virussen versnipperen . ( Restrictie-enzymen niet de bacterie zelf vallen omdat het DNA chemisch is gemodificeerd op een manier dat het immuun . ) Ook wel restrictie- endonucleasen , restrictie- enzymen snijden DNA bij zeer specifieke plaatsen : op gedeelten van het DNA bestaande uit korte reeksen van de fundamentele eenheden ( basen of nucleotiden ) van DNA. Deze stereotiep zijn bekend als " herkenningssequenties . "
Potentieel

Omdat exact dezelfde herkenningssequenties bestaan ​​in het DNA van verschillende organismen kunnen biologen restrictie-enzymen om snijd een stuk DNA uit het genoom van een organisme en plakken in het genoom van een ander . ( Een genoom is elke complete set van de DNA- entrepot in de kern van een cel . )
Structuur

DNA bestaat uit een dubbele streng , de beroemde "double . helix " Slechts vier verschillende soorten basen of nucleotiden uitmaken van DNA : adenine , guanine , thymine en cytosine ( A , G , T en C ) . Een A base altijd banden met een T base om een ​​trede van de helix en C altijd bindingen G. Deze complementaire baseparing maakt het mogelijk om DNA-kopieën tijdens celdeling en gekopieerde genetische informatie exporteren vanuit de kern in de vorm van ribonucleïnezuur ( RNA ) voor het maken van eiwitten .
Resultaten

Wanneer een dubbele DNA-streng wordt doorsneden door een restrictie-enzym , een of meer basen meestal vasthouden uit een van de twee strengen op de plaats van de snede . Dit is een " kleverig einde" van de meest dubbelstrengs DNA -segment dat is gesneden uit . Door het DNA van de ontvangende organisme is verbroken terzelfder sequentie van nucleotiden kan de plakkerige uiteinden van blootgestelde DNA van de ontvanger worden afgestemd met de kleverige uiteinden van het donorgen . Dit is mogelijk grotendeels te wijten aan complementaire base paring . Biologen gebruiken het enzym DNA-ligase , een van de bij het ​​kopiëren van DNA- enzymen , om de geschonken gen steek in de ontvangende DNA.
Voordelen

De genetische manipulatie gemaakt mogelijk door het restrictie-enzymen levert een breed scala aan medische en andere voordelen . Een medisch nut sneller en overvloedige productie van insuline , de behandeling van diabetes . De genomen van snel reproduceren bacteriën worden gemodificeerd dat ze bevatten het humane gen voor insuline. Voorheen insuline moest worden genomen van varkens en koeien , een vorm van productie van insuline , dat was traag en kostbaar - en minder effectief , omdat dieren geoogst insuline niet goed werkt in elke menselijke patiënt .