Innhold
Polymerasekjedereaksjon (PCR) og dens vitenskapelige slektning, kloning av uttrykte gener, er to bioteknologiske gjennombrudd på 1970- og 1980-tallet som fortsetter å spille betydelige roller i arbeidet med å forstå sykdom. Begge disse molekylære teknologiene gir forskere midler til å lage mer DNA på forskjellige måter.
Historie
Molekylærbiolog Kary Mullis revolusjonerte genvitenskap da han unnfanget polymerase kjedereaksjon (PCR) våren 1983, noe som ga ham Nobelprisen i kjemi fra 1993. Dette gjennombruddet kom på hælene av kloningsforskning som kan dateres tilbake til 1902. Ingen store fremskritt innen kloning skjedde før i november 1951, da et team av forskere i Philadelphia klonet et froskembryo. Det store gjennombruddet skjedde 5. juli 1996, da forskere klonet “Dolly” lammet fra en frossen brystcelle.
PCR og kloning
Kloning er ganske enkelt å lage en levende organisme fra en annen, og skape to organismer med samme eksakte gener. PCR gjør det mulig for forskere å produsere milliarder av kopier av et stykke DNA i løpet av timer. Selv om PCR påvirker kloningsteknologi ved å produsere store mengder DNA som kan klones, står PCR overfor vanskelighetsgraden av forurensning, der en prøve med uønsket genetisk materiale også kan replikeres og produsere feil DNA.
Slik fungerer PCR
PCR-prosessen innebærer å bryte ned DNA ved å varme det opp, som avvikler DNA-dobbeltspiralen i separate enkeltstrenger. Når disse strengene er separert, leser et enzym kalt DNA-polymerase nukleinsyresekvensen og produserer en duplikatstreng med DNA. Denne prosessen gjentas igjen og igjen, dobler mengden DNA hver syklus og øker DNA eksponentielt til det er laget millioner av kopier av det opprinnelige DNA.
Hvordan kloning fungerer
DNA-kloning innebærer først å isolere kilden og vektor-DNA og deretter bruke enzymer for å kutte disse to DNA.Deretter binder forskere kildens DNA til vektoren med et DNA-ligaseenzym som reparerer skjøten og skaper en enkelt DNA-streng. At DNA blir deretter introdusert i en vertsorganismecelle, der den vokser med organismen.
applikasjoner
PCR har blitt et standardverktøy innen rettsvitenskapelig fordi den kan multiplisere veldig små prøver av DNA for flere tester av kriminalitetslaboratorier. PCR har også blitt nyttig for arkeologer å studere evolusjonsbiologien til forskjellige dyrearter, inkludert prøver tusenvis av år gamle. Kloningsteknologi har gjort det relativt enkelt å isolere DNA-fragmenter som inneholder gener for å studere genfunksjon. Forskere mener at pålitelig kloning kan brukes til å gjøre oppdrett mer produktiv ved å gjenskape de beste dyrene og avlingene, og også for å gjøre medisinsk testing mer nøyaktig ved å tilby forsøksdyr som alle reagerer på samme måte på det samme stoffet.