Rolul de enzime de restricție în ingineria genetică

conținut

Funcţie
Potenţial
Structura
Rezultate
Beneficii

Ingineria genetică este orice modificare dirijată a omului machiaj genetice a organismelor de a schimba trăsăturile acestor organisme. Cea mai veche tehnica de inginerie genetică este reproducere selectivă a animalelor de fermă. In ultimele decenii, biologi au învățat cum să transfere direct gene din ADN-ul (acid dezoxiribonucleic) de la un organism la ADN-ul altora. Instrumentul folosit pentru a face acest lucru este propria „foarfeca“ naturii: enzime de restricție.

Funcţie

Enzimele de restricție sunt enzime (catalizatori de proteine) utilizate de bacterii pentru a rupe în bucăți viruși invadatoare. (Enzimele de restricție nu ataca bacteria in sine, deoarece ADN-ul a fost modificat chimic într-un mod care imunizează.) De asemenea, numit endonucleaze de restricție, enzime de restricție felie ADN la site-uri foarte specifice: la secțiuni ale ADN-ului care constau din șiruri scurte de bază unități (baze sau nucleotide) a ADN-ului. Aceste secvențe stereotipice sunt cunoscute ca „secvențe de recunoaștere.“

Potenţial

Deoarece secvențele exact aceleași recunoaștere există în ADN-ul diferitelor organisme, biologi pot folosi enzime de restricție pentru a tăia o porțiune de ADN din genomul un organism și lipiți-l în genomul altuia. (Un genom este orice set complet de ADN antrepozitate în nucleul unei celule.)

Structura

ADN-ul este format dintr-un fir dublu, faimosul „helix dublu“. Numai patru tipuri diferite de baze sau nucleotide formează ADN: adenină, guanină, timină și citozină (A, G, T și C). O O bază întotdeauna legături cu o bază T pentru a forma o treaptă a elicei, și C întotdeauna legături cu G. Această împerechere complementară face posibilă copierea ADN-ului in timpul diviziunii celulare și de a exporta informatii genetice copiate din nucleu in forma acid ribonucleic (ARN), în scopul de a face proteine.

Rezultate

Când un fir dublu de ADN este tăiat cu o enzimă de restricție, una sau mai multe baze lipesc de obicei de la una din cele două catene la punctul de tăiere. Acesta este un „capăt adeziv“, a segmentului de ADN dublu catenar cea mai mare parte, care a fost tăiată afară. Deoarece ADN-ul organismului receptor a fost întreruptă la aceeași secvență de nucleotide, capetele lipicioase ale ADN-ului expus destinatarului poate fi compensată cu capetele lipicioase ale genei donator. Acest lucru este posibil în mare parte din cauza împerecherea bazelor complementare. Biologii folosesc o enzima numita ADN ligază, una dintre enzimele implicate in copierea ADN-ului, pentru a coase gena donat in ADN-ul destinatarului.

Beneficii

Ingineria genetică posibilă prin enzime de restricție produce o gamă largă de beneficii medicale și altele. Un beneficiu medical este de producție mai rapid și mai abundente de insulină, utilizat pentru tratamentul diabetului zaharat. Genomi de bacterii care reproduce rapid sunt modificate astfel încât să încorporeze gena umană pentru producerea insulinei. Anterior, insulina a trebuit să fie luate de la porci și vaci, o formă de producție de insulină, care a fost lentă și costisitoare și mai puțin eficace, deoarece insulina recoltate-animală nu funcționează corect la fiecare pacient uman.