Quali sono i diversi tipi di tecnologia del DNA ricombinante?
La tecnologia del DNA ricombinante comprende un gruppo di metodi che inserisce acido desossiribonucleico estraneo (DNA) negli organismi, sia per lo studio genetico che per il potenziamento dell'organismo originale. L'inserimento di DNA estraneo può essere fatto sia in semplici cellule procariotiche sia negli eucarioti più complessi, ma quando si eseguono analisi genetiche, gli organismi coinvolti sono spesso singole cellule. Quando si maneggiano queste singole cellule, vengono utilizzate tre metodologie separate: trasformazione batterica, trasformazione non batterica e introduzione dei fagi. Ognuno di questi tre metodi realizza all'incirca la stessa cosa, incorporando il DNA estraneo nel genoma di un organismo ospite. Ogni metodo viene eseguito in modo diverso, quindi ognuno ha applicazioni in contesti diversi.
Uno dei metodi più comuni di tecnologia del DNA ricombinante è la trasformazione batterica. A volte noto semplicemente come trasformazione, comporta l'incoraggiamento di una cellula batterica appositamente preparata a prendere un pezzo di DNA estraneo e incorporarlo direttamente nel genoma batterico. E. coli, i batteri che a volte possono causare intossicazione alimentare, sono spesso usati come ospiti per questo metodo, perché sono facili da coltivare e riprodursi rapidamente. Grandi quantità di batteri trasformati possono fornire agli scienziati risposte rapide e semplici a domande su determinati geni. Un'applicazione comune per la trasformazione batterica è testare i geni per la resistenza ai farmaci e cercare di anticipare come cambiano.
Una seconda varietà di trasformazione si chiama trasformazione non batterica. Questa tecnologia del DNA ricombinante è quasi identica alla trasformazione batterica, tranne per il fatto che i batteri non vengono utilizzati come cellule ospiti. La trasformazione non batterica è comunemente usata nelle cellule eucariotiche, come il lievito o le cellule vegetali. Questo tipo di trasformazione può essere fatto sparando frammenti di DNA attaccati a minuscoli pellet direttamente nei nuclei cellulari o iniettando DNA nei nuclei cellulari con aghi microscopici. Entrambi questi metodi sono più invasivi della trasformazione batterica, ma ci sono alcuni tipi di cellule, come le cellule vegetali, che non raccoglieranno facilmente pezzi di DNA estraneo a causa della struttura cellulare.
Un terzo tipo di tecnologia del DNA ricombinante è l'introduzione dei fagi, che prevede l'utilizzo di tipi specifici di virus, chiamati fagi, per iniettare DNA estraneo nelle cellule ospiti. I virus possono trasportare DNA a singolo o doppio filamento, quindi possono essere utilizzati per sostituire il DNA a singolo filamento in posizioni specifiche. Non tutti i fagi sono in grado di trasportare DNA estraneo, e non tutti i fagi che possono trasportare DNA estraneo sono in grado di infettare i batteri. Alcuni fagi possono trasportare il DNA in modo più efficiente anche di altri.
Contrariamente all'immagine prevalente nella cultura popolare, la tecnologia del DNA ricombinante non è, in sostanza, un gruppo di metodi che creano organismi "innaturali". Invece, utilizza la genetica comune tra tutti gli organismi per ottenere informazioni che sarebbero difficili o quasi impossibili da generare in altro modo. Queste informazioni vengono quindi utilizzate per migliorare direttamente o indirettamente la salute umana. Ci sono stati molti benefici per la salute umana dalla tecnologia del DNA ricombinante, incluso il riso arricchito con sostanze nutritive nelle aree colpite dalla carestia e nuove terapie per combattere le malattie genetiche.