تطوير واستخدام الهندسة الوراثية

قاد الفهم الأفضل للجين وعمله العلماء إلى تطوير تقنيات تسمح لهم بتغيير بنية الحمض النووي. يسمى تغيير بنية جزيء DNA عن طريق استبدال الجينات من جزيء DNA آخر بالهندسة الوراثية. يسمى جزيء الحمض النووي الذي يتكون من خلال الجمع بين جزيئين مختلفين من الحمض النووي DNA المؤتلف.
يستخدم العلماء بكتيريا Escherichia coli لدراسة الحمض النووي المؤتلف. و. يحتوي القولوني على كروموسوم كبير موجود في السيتوبلازم. يمكن أن تحتوي البكتيريا أيضًا على البلازميدات ، وهي قطع دائرية صغيرة من الحمض النووي. يتكرر الكروموسوم والبلازميدات في كل مرة تنقسم فيها الخلية. يمكن لمهندسي الوراثة إدخال الجينات في البلازميد لتغيير التفاعلات الكيميائية داخل الخلية. لذا فإن الحمض النووي لهذا البلازميد ينكسر ، عند نقطة معينة ، بواسطة نوع خاص من الإنزيم. في نفس الوقت الذي ينكسر فيه البلازميد ، تنكسر قطعة من جزيء DNA آخر بنفس الطريقة. ثم يتم إدخال هذه القطعة من الحمض النووي في البلازميد. يرتبط البلازميد المنقسم بالقطعة الجديدة من الحمض النووي ويعود إلى الهيكل الدائري الأصلي. هذه التقنية تسمى ربط الحمض النووي. البلازميد الجديد هو مزيج من جزيء DNA الأصلي وقطعة جديدة من DNA. يعاد إدخال هذا البلازميد في البكتيريا. عندما تتكاثر البكتيريا ، يتكاثر الحمض النووي الجديد أيضًا. بهذه الطريقة ، على سبيل المثال ، يمكن إدخال جين الأنسولين في البلازميد البكتيري بحيث تقوم البكتيريا بتركيب بروتين الأنسولين.