Πώς χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά τα βακτήρια για την αντιγραφή του γονιδίου;

Η πρώτη χρήση των βακτηρίων για την αντιγραφή γονιδίων δεν ήταν για την αντιγραφή του ίδιου του γονιδίου, αλλά μάλλον για την εισαγωγή ενός γονιδίου σε ένα βακτηριακό κύτταρο και την ύπαρξη των βακτηρίων πολλαπλασιάζονται , αντιγράφοντας έτσι το γονίδιο. Αυτό ήταν ένα κρίσιμο βήμα στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA , η οποία έθεσε τα θεμέλια για τη σύγχρονη γενετική μηχανική. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Η ανακάλυψη των ενζύμων περιορισμού:

Στη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένζυμα περιορισμού στα βακτήρια. Αυτά τα ένζυμα δρουν όπως το μοριακό ψαλίδι, το κοπτικό DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες. Αυτή η ανακάλυψη επέτρεψε την ακριβή απομόνωση των επιθυμητών γονιδίων.

2. Η ανακάλυψη πλασμιδίων:

Τα πλασμίδια είναι μικρά, κυκλικά μόρια ϋΝΑ που βρίσκονται στα βακτήρια. Αναλαμβάνουν ανεξάρτητα από το βακτηριακό χρωμόσωμα. Αυτό τους έκανε ιδανικά οχήματα για τη μεταφορά ξένων γονιδίων.

3. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA:

Οι επιστήμονες συνδυάζουν τη χρήση ενζύμων περιορισμού και πλασμίδια για τη δημιουργία ανασυνδυασμένων μορίων DNA. Αυτό εμπλέκεται:

* κοπή: Χρησιμοποιώντας ένα ένζυμο περιορισμού, το επιθυμητό γονίδιο κόπηκε από το DNA του οργανισμού δότη.

* Ligating: Το γονίδιο κοπής στη συνέχεια εισήχθη σε ένα πλασμίδιο κοπής χρησιμοποιώντας ένα ένζυμο που ονομάζεται Ligase DNA.

* Μετασχηματισμός: Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισήχθη σε βακτήρια.

4. Αντιγραφή και ενίσχυση:

Τα βακτήρια, που μεταφέρουν το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο, πολλαπλασιάζονται. Όπως έκαναν, αναπαράγουν το πλασμίδιο μαζί με το εισαγόμενο γονίδιο, αντιγράφοντας αποτελεσματικά το γονίδιο.

5. Γονιδιακή έκφραση:

Το εισαγόμενο γονίδιο θα μπορούσε να εκφραστεί μέσα στα βακτήρια, παράγοντας την πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από το γονίδιο.

Στην ουσία, τα βακτήρια χρησιμοποιήθηκαν ως "εργοστάσια" για να πολλαπλασιάσουν το επιθυμητό γονίδιο και να παράγουν την πρωτεΐνη του. Αυτό άνοιξε το δρόμο για επαναστατικές εφαρμογές όπως:

* Παραγωγή ινσουλίνης: Η ανθρώπινη ινσουλίνη παρήχθη σε βακτηρίδια, επανάσταση στη θεραπεία του διαβήτη.

* Γονιδιακή θεραπεία: Τα γονίδια μπορούν να παραδοθούν σε ασθενείς που χρησιμοποιούν ιικούς φορείς που προέρχονται από βακτήρια.

* Γενετική μηχανική καλλιεργειών: Τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή των επιθυμητών γονιδίων σε φυτά για βελτιωμένα χαρακτηριστικά.

Η ανακάλυψη και η εφαρμογή των βακτηριακών συστημάτων για την αντιγραφή γονιδίων είχαν βαθιές επιπτώσεις στην επιστήμη και την ιατρική, επαναφέροντας την κατανόηση και τη χειραγώγηση της ίδιας της ζωής.