Содержание
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и ее научный родственник, клонирование экспрессированных генов, - это два биотехнологических прорыва 1970-х и 1980-х годов, которые продолжают играть важную роль в попытках понять болезнь. Обе эти молекулярные технологии дают ученым возможность получать больше ДНК разными способами.
история
Молекулярный биолог Кэри Маллис произвел революцию в генной науке, когда он задумал о полимеразной цепной реакции (ПЦР) весной 1983 года, которая принесла ему Нобелевскую премию по химии 1993 года. Этот прорыв последовал за исследованием клонирования, которое началось в 1902 году. Никаких значительных успехов в клонировании не произошло до ноября 1951 года, когда группа ученых в Филадельфии клонировала эмбрион лягушки. Большой прорыв произошел 5 июля 1996 года, когда ученые клонировали «Долли» ягненка из замороженной клетки молочной железы.
ПЦР и клонирование
Клонирование - это просто создание одного живого организма из другого, создание двух организмов с одинаковыми точными генами. ПЦР позволяет ученым производить миллиарды копий фрагмента ДНК в течение нескольких часов. Хотя ПЦР влияет на технологию клонирования, производя большое количество ДНК, которая может быть клонирована, ПЦР сталкивается с трудностью загрязнения, когда образец с нежелательным генетическим материалом также может быть реплицирован и производить неправильную ДНК.
Как работает ПЦР
Процесс ПЦР включает разрушение ДНК путем ее нагревания, что раскручивает двойную спираль ДНК в отдельные отдельные нити. Как только эти цепи разделены, фермент, называемый ДНК-полимеразой, считывает последовательность нуклеиновой кислоты и продуцирует дублирующую цепь ДНК. Этот процесс повторяется снова и снова, удваивая количество ДНК в каждом цикле и экспоненциально увеличивая ДНК, пока не будут созданы миллионы копий исходной ДНК.
Как работает клонирование
Клонирование ДНК включает сначала выделение исходной и векторной ДНК, а затем использование ферментов для разрезания этих двух ДНК.Затем ученые связывают исходную ДНК с вектором с помощью фермента ДНК-лигазы, который восстанавливает сплайс и создает единую цепь ДНК. Затем эта ДНК вводится в клетку организма хозяина, где она растет вместе с организмом.
Приложения
ПЦР стал стандартным инструментом в криминалистике, поскольку он может размножать очень маленькие образцы ДНК для многократного криминалистического тестирования. ПЦР также стало полезным для археологов для изучения эволюционной биологии различных видов животных, в том числе образцов тысячелетней давности. Технология клонирования позволила относительно легко выделить фрагменты ДНК, которые содержат гены, для изучения функции генов. Ученые полагают, что надежное клонирование может быть использовано для повышения продуктивности сельского хозяйства за счет тиражирования лучших животных и сельскохозяйственных культур, а также для повышения точности медицинских испытаний путем предоставления подопытных животных, которые одинаково реагируют на одно и то же лекарство.