Przeczytaj
Biotechnologia molekularna
W biotechnologii molekularnej wykorzystywane są techniki inżynierii genetycznejinżynierii genetycznej umożliwiające izolację materiału genetycznego zawierającego odpowiednie geny, manipulowanie nimi oraz wprowadzanie ich do docelowego organizmu. Manipulacja genetyczna umożliwia uzyskanie komórek o określonych cechach.
Wprowadzenie zmian w DNA wymaga wykorzystania enzymów. Najczęściej wykorzystywanymi w biotechnologii molekularnej enzymami są polimerazypolimerazy DNA, enzymy restrykcyjneenzymy restrykcyjne (należące do klasy enzymów nukleolitycznych) i ligazyligazy.
Enzymy charakteryzują się specyficznością substratową. Oznacza to, że mają zdolność do łączenia się z konkretnymi substratami i katalizują reakcje po odpowiednim dopasowaniu substratu do centrum aktywnego enzymu. Efektem tego zjawiska jest dokładniejsza regulacja procesów zachodzących w komórkach.
Metody biotechnologii molekularnej są szeroko wykorzystywane w biotechnologii medycznej, rolniczej oraz przemysłowej.
Więcej o biotechnologii molekularnej w e‑materiałach:
Biotechnologia molekularna – historia, cele i perspektywy.
Enzymy wykorzystywane w biotechnologii molekularnej
Wykorzystanie wszystkich opisanych enzymów można przedstawić na przykładzie tworzenia wektorów genetycznychwektorów genetycznych. Zarówno plazmid, stanowiący wektor genetyczny, jak i namnożony w reakcji łańcuchowej polimerazyreakcji łańcuchowej polimerazy gen poddaje się reakcji trawienia z wykorzystaniem enzymów restrykcyjnych, tworzących lepkie końce. Prowadzi to do uzyskania liniowych fragmentów DNA, mających fragmenty komplementarne. Użycie ligazy DNA pozwala na połączenie obu elementów. Efektem tych działań jest wektor genetyczny niosący sekwencję wybranego genu. Taki wektor może zostać użyty do wprowadzenia genu np. do komórki bakteryjnej.
Enzymy restrykcyjne mogą być także wykorzystywane w diagnostyce chorób. Mutacje wprowadzające zmiany sekwencji DNA w miejscach rozpoznawanych przez dane enzymy są widoczne po rozdziale elektroforetycznymrozdziale elektroforetycznym strawionych fragmentów DNA.
W 1955 r. Arthur Kornberg odkrył polimerazę DNA (polimeraza DNA I). Odkrycie to było przełomowe. Na podstawie kolejnych badań wykazano rolę polimerazy Kornbergapolimerazy Kornberga w procesie replikacji i naprawy DNA.
W 1969 r. Thomas Brock odkrył polimerazę DNA Taq. Została ona wyizolowana z bakterii Thermus aquaticus, żyjącej w gorących źródłach Yellowstone. Polimeraza Taq nie traci swojej aktywności nawet w 95 Indeks górny ooC. Jej termostabilność umożliwiła przeprowadzanie reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) w celu powielania łańcuchów DNA.
Słownik
rozdział cząsteczek DNA w żelu pod wpływem pola elektrycznego
fragment polimerazy Kornberga, zachowujący aktywność naprawczą egzonukleazy 3′→5′ i aktywność polimeryzacyjną polimerazy Kornberga
eksperymentalna dziedzina z pogranicza genetyki i biologii molekularnej posługująca się zespołem różnorodnych technik, polegających na manipulowaniu DNA in vitro oraz in vivo w celu uzyskania dziedzicznych zmian w komórkach lub całych organizmach
enzymy restrykcyjne, które zawsze rozpoznają taką samą sekwencję DNA i przecinają ją w taki sam sposób
połączenie końca 3’ jednego łańcucha polinukleotydowego z końcem 5’ innego łańcucha kowalencyjnym wiązaniem fosfodiestrowym
klasa enzymów katalizująca wytwarzanie wiązań pomiędzy dwiema cząsteczkami, połączone z rozpadem wiązania wysokoenergetycznego
enzymy restrykcyjne, które zawsze rozpoznają taką samą sekwencję DNA, ale tną ją w zupełnie inny sposób
polimeraza DNA I odkryta w 1955 r. przez Arthura Kornberga; enzym, który dosyntetyzowuje luki między fragmentami Okazaki
enzymy należące do nukleotydylotransferaz, syntetyzujące z odpowiednich trifosforanów nukleozydów cząsteczki kwasów deoksyrybonukleinowych według wzoru zakodowanego w materiale genetycznym organizmu
technika laboratoryjna biologii molekularnej pozwalająca na powielanie wybranego odcinka DNA in vitro
enzymy, które rozpoznają określone kilkunukleotydowe sekwencje łańcucha DNA obcego dla komórki i wycinają je, rozkładając hydrolitycznie wiązanie fosfodiestrowe w tych odcinkach łańcucha; przecięcie może być tzw. tępe, gdy przechodzi przez te same miejsca obu naprzeciwległych nici DNA, lub tzw. lepkie, gdy cięcia w obu niciach są przesunięte względem siebie np. o kilka nukleotydów; własny DNA bakterii jest chroniony przed rozkładem
najczęściej koliste cząsteczki DNA plazmidów i wirusów mające zdolność do wnikania i autonomicznej replikacji w danym typie komórki