Klonowanie DNA

Czym jest i na czym polega klonowanie DNA?

Klonowanie DNA jest metodą wykorzystywaną w biologii molekularnej. Polega na przeniesieniu fragmentów cząsteczek DNA do organizmu biorcy, a następnie doprowadzeniu do ich powielenia. Klonowanie molekularne jest sposobem na uzyskanie komórek transformowanych genetycznie. Transformacja pozwala na uzyskanie kopii cząsteczek DNA i nie musi mieć wpływu na fenotyp. Może też prowadzić do ekspresji genu wprowadzonego w komórkach oraz uzyskania białka kodowanego przez gospodarza.

Główne etapy klonowania genów

Klonowanie genów uznawane jest za najważniejszy aspekt współczesnej inżynierii genetycznej. Pozwala na tworzenie organizmów modyfikowanych genetycznie oraz uzyskiwanie zupełnie nowych kombinacji genów. Obejmuje pobieranie, modyfikowanie oraz zespalanie cząsteczek DNA in vitro, a także namnażanie genów w układzie. Pierwszym etapem klonowania jest otrzymywanie fragmentu DNA, który zawiera pożądany gen. Następnie pozyskane fragmenty łączone są z cząsteczkami wektorowymi. Po zrekombinowaniu ulegają one wprowadzeniu do komórek, w których ma nastąpić powielanie. Na koniec przeprowadza się identyfikację oraz selekcję organizmów, które wykazują pożądaną sekwencję genów.

Geny stosowane w klonowaniu DNA

Klonowanie molekularne obejmuje wykorzystanie genów otrzymywanych z fragmentów DNA, które uzyskiwane są za pomocą enzymów restrykcyjnych. Mogą to być również geny zsyntetyzowane na specjalnych matrycach mRNA. Dzięki odwrotnej transkrypcji, przepisywane są one na sekwencję cDNA o pożądanej komplementarności. W następnej kolejności RNA trawione jest rybonukleazą H, a z pomocą polimerazy DNA I syntetyzuje się drugą nić DNA. Pozyskane w ten sposób DNA połączyć można z wektorem. Geny otrzymywane są również poprzez syntezę chemiczną. Niewielkie białka syntetyzuje się wówczas metodą in-vitro.

Zastosowanie klonowania molekularnego

Dzięki technikom umożliwiającym klonowanie genów, przeprowadzane są badania DNA oraz jego funkcji i ekspresji. Pozwalają one również na identyfikowanie oraz izolowanie genów, które odpowiadają za występowanie różnych chorób. Dzięki identyfikacji możliwe jest odkrycie przyczyn biochemicznych choroby, a także przeprowadzenie terapii genowej. Klonowanie molekularne umożliwia ponadto uzyskiwanie transgenicznych organizmów, stosowanych np. w produkcji genetycznie modyfikowanych bakterii produkujących ludzkie hormony wzrostu lub insulinę. Klonowanie DNA wykorzystywane jest również w tworzeniu szczepionek, które uzyskuje się poprzez produkcję odpowiednich białek.

Bezpieczeństwo klonowania

Największe obawy związane z technologią klonowania DNA budzi przede wszystkim stosowanie jej w medycynie i rolnictwie. Dotyczy to zwłaszcza bezpieczeństwa żywności, która pochodzi z organizmów modyfikowanych genetycznie. Problemem jest także potencjalne przenoszenie się genów z roślin tego typu na chwasty, a tym samym uodparnianie ich. Nie odnotowano jednak żadnych katastrof wynikających ze stosowania technologii klonowania DNA, które uznawane są przez Narodowe Instytuty Zdrowia za bezpieczne dla środowiska i zdrowia ludzkiego.

Back to top