Ανάπτυξη και χρήση γενετικής μηχανικής

Η καλύτερη κατανόηση του γονιδίου και της δράσης του οδήγησε τους επιστήμονες να αναπτύξουν τεχνικές που τους επιτρέπουν να αλλάξουν τη δομή του DNA. Η αλλαγή της δομής ενός μορίου DNA με αντικατάσταση γονιδίων από άλλο μόριο DNA ονομάζεται γενετική μηχανική. Το μόριο DNA που σχηματίζεται συνδυάζοντας δύο διαφορετικά μόρια DNA ονομάζεται ανασυνδυασμένο DNA.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το βακτήριο Escherichia coli για να μελετήσουν το ανασυνδυασμένο DNA. ΚΑΙ. Το Coli έχει ένα μεγάλο χρωμόσωμα που βρίσκεται στο κυτόπλασμα. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να περιέχουν πλασμίδια, τα οποία είναι μικρά κυκλικά κομμάτια DNA. Το χρωμόσωμα και τα πλασμίδια αντιγράφονται κάθε φορά που το κύτταρο διαιρείται. Οι γενετικοί μηχανικοί μπορούν να εισάγουν γονίδια σε ένα πλασμίδιο για να μεταβάλλουν τις χημικές αντιδράσεις εντός του κυττάρου. Έτσι, το DNA αυτού του πλασμιδίου σπάζει, σε ένα σημείο, από ένα ειδικό είδος ενζύμου. Την ίδια στιγμή που το πλασμίδιο είναι σπασμένο, ένα κομμάτι ενός άλλου μορίου DNA σπάει με τον ίδιο τρόπο. Αυτό το κομμάτι DNA εισάγεται στη συνέχεια στο πλασμίδιο. Το διαχωρισμένο πλασμίδιο συνδέεται με το νέο κομμάτι DNA και επιστρέφει στην αρχική κυκλική δομή. Αυτή η τεχνική ονομάζεται DNA splicing. Το νέο πλασμίδιο είναι ένας συνδυασμός του αρχικού μορίου DNA και ενός νέου κομματιού DNA. Αυτό το πλασμίδιο επανεισάγεται στα βακτήρια. Όταν τα βακτήρια αναπαράγονται, το νέο DNA αντιγράφεται επίσης. Με αυτόν τον τρόπο, για παράδειγμα, το γονίδιο ινσουλίνης μπορεί να εισαχθεί σε ένα βακτηριακό πλασμίδιο έτσι ώστε τα βακτήρια να συνθέσουν την πρωτεΐνη ινσουλίνης.