Conţinut
Reacția în lanț a polimerazei (PCR) și ruda sa științifică, clonarea genelor exprimate, sunt două descoperiri biotehnologice din anii ’70 -’80, care continuă să joace roluri semnificative în efortul de a înțelege boala. Ambele tehnologii moleculare oferă oamenilor de știință mijloacele de a face mai mult ADN în moduri diferite.
Istorie
Biologul molecular Kary Mullis a revoluționat știința genelor când a conceput reacția în lanț a polimerazei (PCR) în primăvara anului 1983, ceea ce i-a câștigat premiul Nobel pentru chimie din 1993. Această descoperire a apărut pe calea cercetării clonării care datează din 1902. Niciun progres major în clonare nu s-a întâmplat până în noiembrie 1951, când o echipă de oameni de știință din Philadelphia a clonat un embrion de broască. Marea descoperire a avut loc pe 5 iulie 1996, când oamenii de știință au clonat „Dolly” mielul dintr-o celulă mamară înghețată.
PCR și clonare
Clonarea înseamnă să faci pur și simplu un organism viu din altul, creând două organisme cu aceleași gene exacte. PCR le permite oamenilor de știință să producă miliarde de copii ale unei bucăți de ADN în câteva ore. Deși PCR are impact asupra tehnologiei de clonare prin producerea de cantități mari de ADN care pot fi clonate, PCR se confruntă cu dificultatea contaminării, unde o probă cu material genetic nedorit poate fi, de asemenea, reprodusă și produce ADN-ul greșit.
Cum funcționează PCR
Procesul PCR presupune descompunerea ADN-ului prin încălzirea acestuia, ceea ce desface ADN-ul dublu helix în catenele individuale separate. După ce aceste catene sunt separate, o enzimă numită ADN polimerază citește secvența acidului nucleic și produce o catena duplicată de ADN. Acest proces se repetă din nou, dublând cantitatea de ADN de fiecare ciclu și crescând ADN-ul exponențial până la crearea a milioane de copii ale ADN-ului original.
Cum funcționează clonarea
Clonarea ADN presupune mai întâi izolarea sursei și a ADN-ului vectorial și apoi folosirea enzimelor pentru a tăia aceste două ADN-uri.În continuare, oamenii de știință leagă ADN-ul sursă de vector cu o enzimă ligază ADN care reparează splice și creează o singură catena de ADN. ADN-ul este apoi introdus într-o celulă a organismului gazdă, unde crește odată cu organismul.
Aplicații
PCR a devenit un instrument standard în știința criminalistică, deoarece poate multiplica probe foarte mici de ADN pentru teste de laborator multiple. PCR a devenit de asemenea util pentru arheologi pentru a studia biologia evolutivă a diferitelor specii de animale, inclusiv probe vechi de mii de ani. Tehnologia de clonare a făcut izolarea relativ ușoară a fragmentelor de ADN care conțin gene pentru a studia funcția genelor. Oamenii de știință consideră că clonarea fiabilă poate fi folosită pentru a face agricultura mai productivă prin reproducerea celor mai bune animale și culturi și, de asemenea, pentru a face testele medicale mai exacte, oferind animale de testare care reacționează la fel cu același medicament.