Каковы различные типы технологии рекомбинантных ДНК?

Технология рекомбинантных ДНК включает группу методов, которые внедряют чужеродную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) в организмы, либо для генетического исследования, либо для улучшения исходного организма. Вставка чужеродной ДНК может быть осуществлена ​​как в простые прокариотические клетки, так и в более сложные эукариоты, но при проведении генетического анализа вовлеченные организмы часто представляют собой отдельные клетки. При работе с этими отдельными клетками используются три отдельные методологии: бактериальная трансформация, небактериальная трансформация и фаговое введение. Каждый из этих трех методов выполняет примерно одно и то же, включая инородную ДНК в геном организма-хозяина. Каждый метод выполняется по-разному, и поэтому у каждого есть приложения в разных контекстах.

Одним из наиболее распространенных методов технологии рекомбинантных ДНК является бактериальная трансформация. Иногда известный просто как трансформация, он включает в себя побуждение специально подготовленной бактериальной клетки взять кусок чужеродной ДНК и включить ее непосредственно в бактериальный геном. E. coli, бактерии, которые иногда могут вызывать пищевое отравление, часто используются в качестве хозяев для этого метода, потому что они легко растут и быстро размножаются. Большое количество трансформированных бактерий может дать ученым быстрые и простые ответы на вопросы об определенных генах. Распространенным применением бактериальной трансформации является проверка генов на лекарственную устойчивость и попытка предвидеть, как они изменяются.

Вторая разновидность трансформации называется небактериальной трансформацией. Эта технология рекомбинантной ДНК практически идентична бактериальной трансформации, за исключением того, что бактерии не используются в качестве клеток-хозяев. Небактериальная трансформация обычно используется в эукариотических клетках, таких как дрожжевые или растительные клетки. Этот тип трансформации может быть осуществлен путем отстрела фрагментов ДНК, прикрепленных к крошечным шарикам, непосредственно в ядра клеток, или путем введения ДНК в ядра клеток с помощью микроскопических игл. Оба эти метода более инвазивны, чем бактериальная трансформация, но есть определенные типы клеток, такие как клетки растений, которые не могут легко собирать кусочки чужеродной ДНК из-за клеточной структуры.

Третий тип технологии рекомбинантной ДНК представляет собой введение фага, которое включает использование специфических типов вирусов, называемых фагами, для введения чужеродной ДНК в клетки-хозяева. Вирусы могут нести одноцепочечную или двухцепочечную ДНК, поэтому их можно использовать для замены одноцепочечной ДНК в определенных местах. Не все фаги способны переносить чужеродную ДНК, и не все фаги, способные переносить чужеродную ДНК, способны инфицировать бактерии. Некоторые фаги могут переносить ДНК более эффективно, чем другие.

Вопреки распространенному представлению в популярной культуре технология рекомбинантных ДНК не является в своей основе группой методов, которые создают «неестественные» организмы. Вместо этого он использует общую генетику всех организмов для получения информации, которую было бы трудно или почти невозможно получить другим способом. Эта информация затем используется для прямого или косвенного улучшения здоровья человека. Для здоровья человека было много преимуществ от технологии рекомбинантной ДНК, включая рис, обогащенный питательными веществами в районах, пострадавших от голода, и новые методы борьбы с генетическими заболеваниями.