Зміст
Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) та її науковий родич, клонування експресованих генів, є двома біотехнологічними проривами 1970-х та 1980-х років, які продовжують відігравати значну роль у намаганні розібратися у хворобі. Обидві ці молекулярні технології дають вченим можливість зробити більше ДНК різними способами.
Історія
Молекулярний біолог Карі Мулліс здійснив революцію в генній науці, коли він задумав про полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР) навесні 1983 року, яка отримала йому Нобелівську премію з хімії 1993 року. Цей прорив прийшов дослідження клонування досліджень, яке починається з 1902 року. Не було серйозних успіхів у клонуванні до листопада 1951 року, коли команда вчених у Філадельфії клонувала ембріона жаби. Великий прорив стався 5 липня 1996 року, коли вчені клонували «Доллі» ягняти із замороженої клітини молочної залози.
ПЛР та клонування
Клонування - це просто зробити один живий організм з іншого, створивши два організми з однаковими точними генами. ПЛР дозволяє вченим виробляти мільярди копій фрагмента ДНК протягом години. Хоча ПЛР впливає на технологію клонування, виробляючи велику кількість ДНК, яку можна клонувати, ПЛР стикається з труднощами забруднення, де зразок із небажаним генетичним матеріалом також може бути реплікуваний і виробляти неправильну ДНК.
Як працює ПЛР
Процес ПЛР включає розбиття ДНК шляхом нагрівання, що розмотує подвійну спіраль ДНК на окремі окремі ланцюги. Як тільки ці ланцюги відокремлюються, фермент, який називається ДНК-полімеразою, зчитує послідовність нуклеїнових кислот і виробляє дублікат нитки ДНК. Цей процес повторюється знову і знову, удвічі збільшуючи кількість ДНК за кожний цикл і збільшуючи ДНК експоненціально, поки не будуть створені мільйони копій оригінальної ДНК.
Як працює клонування
Клонування ДНК передбачає спочатку виділення вихідної та векторної ДНК, а потім використання ферментів для розрізання цих двох ДНК.Далі вчені зв’язують вихідну ДНК з вектором з ферментом ДНК-лігази, який відновлює зрощення і створює єдину ланцюг ДНК. Потім ДНК вводиться в клітину організму-господаря, де вона росте разом з організмом.
Програми
ПЛР стала стандартним інструментом у криміналістичній науці, оскільки вона може множити дуже малі зразки ДНК для лабораторних тестувань множинних злочинів. ПЛР також стала корисною для археологів для вивчення еволюційної біології різних видів тварин, включаючи зразки тисячі років. Технологія клонування дозволила порівняно легко виділити фрагменти ДНК, які містять гени, для вивчення функції генів. Вчений вважає, що надійне клонування можна використовувати для підвищення продуктивності ведення сільського господарства шляхом тиражування найкращих тварин та сільськогосподарських культур, а також для того, щоб зробити медичні випробування більш точними, надавши тест-тваринам, які всі реагують однаково на один і той же препарат.