Recombinant DNA , DNA-moleculen van twee verschillende soorten die in een gastheerorganisme worden ingebracht om nieuwe genetische combinaties te produceren die van waarde zijn voor de wetenschap, de geneeskunde, de landbouw en de industrie. Sinds de focus van alles genetica is het gen, het fundamentele doel van laboratoriumgenetici is het isoleren, karakteriseren en manipuleren van genen. Hoewel het relatief eenvoudig is om een DNA-monster uit een verzameling cellen te isoleren, kan het vinden van een specifiek gen in dit DNA-monster worden vergeleken met het vinden van een naald in een hooiberg. Bedenk dat elke menselijke cel ongeveer 2 meter (6 voet) DNA bevat. Daarom zal een klein weefselmonster vele kilometers DNA bevatten. De recombinant-DNA-technologie heeft het echter mogelijk gemaakt om één gen of een ander DNA-segment te isoleren, waardoor onderzoekers de nucleotidesequentie kunnen bepalen, de transcripten ervan kunnen bestuderen, deze op zeer specifieke manieren kunnen muteren en de gewijzigde sequentie opnieuw in een levend organisme kunnen inbrengen.
DNA-extractie; recombinant DNA Het proces van DNA-extractie is nodig om DNA-moleculen uit cellen of weefsels te isoleren. Een reeks stappen, waaronder het gebruik van protease-enzymen om eiwitten uit het DNA te strippen, zijn vereist voor het isoleren van zuiver DNA dat geschikt is voor gebruik in latere procedures, zoals klonen of sequentiëring. Dr. Dominik Refardt/Universiteit van Basel, Zwitserland.
Recombinante DNA-technologie is het samenvoegen van DNA-moleculen van twee verschillende soorten . Het gerecombineerde DNA-molecuul wordt in een gastheerorganisme ingebracht om nieuwe genetische combinaties te produceren die van waarde zijn voor de wetenschap, de geneeskunde, de landbouw en de industrie. Aangezien de focus van alle genetica het gen is, is het fundamentele doel van laboratoriumgenetici het isoleren, karakteriseren en manipuleren van genen. Recombinant-DNA-technologie is voornamelijk gebaseerd op twee andere technologieën, klonen en DNA-sequencing. Klonen wordt ondernomen om de kloon van een bepaald gen of een van belang zijnde DNA-sequentie te verkrijgen. De volgende stap na het klonen is om die kloon te vinden en te isoleren tussen andere leden van de bibliotheek (een grote verzameling klonen). Zodra een DNA-segment is gekloond, kan de nucleotidesequentie worden bepaald. Kennis van de sequentie van een DNA-segment heeft vele toepassingen.
De mogelijkheid voor recombinant-DNA-technologie ontstond met de ontdekking van: restrictie-enzymen in 1968 door de Zwitserse microbioloog Werner Arber. Het jaar daarop zuiverde de Amerikaanse microbioloog Hamilton O. Smith zogenaamde type II-restrictie-enzymen, die essentieel bleken te zijn voor genetische manipulatie vanwege hun vermogen om op een specifieke plaats in het DNA te splitsen (in tegenstelling tot type I-restrictie-enzymen, die DNA op willekeurige plaatsen). Op basis van het werk van Smith hielp de Amerikaanse moleculair bioloog Daniel Nathans de techniek van DNA-recombinatie vooruit in 1970-71 en toonde hij aan dat type II-enzymen nuttig zouden kunnen zijn in genetische studies. Rond dezelfde tijd ontwikkelde de Amerikaanse biochemicus Paul Berg methoden om DNA-moleculen op geselecteerde plaatsen te splitsen en segmenten van het molecuul te hechten aan het DNA van een virus of plasmide, dat vervolgens bacteriële of dierlijke cellen zou kunnen binnendringen. In 1973 werden de Amerikaanse biochemici Stanley N. Cohen en Herbert W. Boyer de eersten die gerecombineerde genen in bacteriële cellen invoegden, die zich vervolgens voortplantten.
Lees hieronder meer: Uitvinding van recombinant-DNA-technologie Restrictie-enzym Lees meer over restrictie-enzymen.Door middel van recombinant-DNA-technieken zijn bacteriën gecreëerd die in staat zijn om menselijke insuline , menselijk groeihormoon, alfa-interferon, hepatitis B-vaccin en andere medisch bruikbare stoffen. Recombinante DNA-technologie kan ook worden gebruikt voor gentherapie, waarbij een normaal gen in het genoom van een individu wordt geïntroduceerd om een mutatie te herstellen die een genetische ziekte veroorzaakt. Het vermogen om specifieke DNA-klonen te verkrijgen met behulp van recombinant-DNA-technologie heeft het ook mogelijk gemaakt om het DNA van het ene organisme toe te voegen aan het genoom van een ander. Het toegevoegde gen wordt een transgen genoemd, dat kan worden doorgegeven aan het nageslacht als een nieuwe component van het genoom. Het resulterende organisme dat het transgen draagt, wordt een transgeen organisme of een genetisch gemodificeerd organisme (GGO) genoemd. Op deze manier wordt een designerorganisme gemaakt dat een specifieke verandering bevat die nodig is voor een experiment in basisgenetica of voor verbetering van een commerciële stam.
In biologie een kloon is een groep individuele cellen of organismen die afstammen van één voorloper. Dit betekent dat de leden van een kloon genetisch identiek zijn, omdat celreplicatie elke keer identieke dochtercellen produceert. Het gebruik van het woord kloon is uitgebreid tot recombinant-DNA-technologie, die wetenschappers de mogelijkheid heeft gegeven om veel kopieën van een enkel DNA-fragment, zoals een gen, te produceren, waardoor identieke kopieën worden gemaakt die vormen een DNA-kloon. In de praktijk wordt de procedure uitgevoerd door een DNA-fragment in een klein DNA-molecuul te plaatsen en dit molecuul vervolgens te laten repliceren in een eenvoudige levende cel zoals een bacterie. Het kleine replicerende molecuul wordt een DNA-vector (drager) genoemd. De meest gebruikte vectoren zijn plasmiden (circulaire DNA-moleculen die afkomstig zijn van bacteriën), virussen en gistcellen. Plasmiden maken geen deel uit van het belangrijkste cellulaire genoom, maar ze kunnen genen dragen die de gastheercel nuttige eigenschappen verschaffen, zoals geneesmiddelresistentie, paringsvermogen en toxineproductie. Ze zijn klein genoeg om experimenteel gemakkelijk te manipuleren, en bovendien zullen ze extra DNA dragen dat erin is gesplitst.
recombinant DNA Stappen die betrokken zijn bij de engineering van een recombinant DNA-molecuul. Encyclopædia Britannica, Inc.
