Molekulārā klonēšana
Molekulārā klonēšana ir darba veids molekulārajā bioloģijā. To izmanto, lai apkopotu rekombinantu DNS molekulas un vadītu to replikāciju saimniekorganismā. Vārda "klonēšana" lietojums nozīmē, ka DNS molekulu no vienas dzīvas šūnas izmanto, lai izveidotu lielu šūnu populāciju, kas satur identiskas DNS molekulas. Molekulārās klonēšanas metodes ir svarīgas daudzās mūsdienu bioloģijas un medicīnas jomās.
Molekulārajā klonēšanā parasti izmanto DNS sekvences no diviem dažādiem organismiem: no sugas, kas ir klonējamās DNS avots, un no sugas, kas kalpos par dzīvo saimniekorganismu rekombinētās DNS pavairošanai (replikācijai).
Molekulārās klonēšanas eksperimentā klonējamo DNS iegūst no interesējošā organisma, pēc tam to apstrādā ar fermentiem mēģenē, lai iegūtu mazākus DNS fragmentus. Pēc tam šos fragmentus savieno ar vektora DNS, lai iegūtu rekombinantās DNS molekulas. Pēc tam rekombinēto DNS ievieš saimniekorganismā (parasti tas ir viegli audzējams, labdabīgs laboratorijas E. coli baktēriju celms). Tādējādi veidojas organismu populācija, kurā rekombinantās DNS molekulas replicējas kopā ar saimnieka DNS. Tā kā tie satur svešas DNS fragmentus, tie ir "transgēni" jeb ģenētiski modificēti mikroorganismi (ĢMO).
Šis process izmanto to, ka vienu baktēriju šūnu var pamudināt uzņemt un pavairot vienu rekombinētu DNS molekulu. Pēc tam šo vienu šūnu var eksponenciāli paplašināt, lai radītu lielu daudzumu baktēriju, no kurām katra satur sākotnējās rekombinantās molekulas kopijas. Tādējādi gan iegūto baktēriju populāciju, gan rekombinēto DNS molekulu parasti dēvē par "kloniem". Stingri runājot, rekombinantā DNS attiecas uz DNS molekulām, bet molekulārā klonēšana - uz eksperimentālām metodēm, ko izmanto to montāžai.
Vēsture
Ideju izmantot molekulāro klonēšanu, lai iegūtu rekombinantu DNS, izgudroja Pols Bergs, kurš 1980. gadā kopā ar Valteru Gilbertu un Fredu Sengeru saņēma Nobela prēmiju ķīmijā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir molekulārā klonēšana?
A: Molekulārā klonēšana ir molekulārās bioloģijas nozare, ko izmanto, lai apkopotu rekombinantu DNS molekulas un kontrolētu to replikāciju saimnieka organismā.
J: Kā notiek molekulārās klonēšanas process?
A: Molekulārās klonēšanas eksperimentā klonējamo DNS iegūst no interesējošā organisma un pēc tam apstrādā ar fermentiem mēģenē, lai iegūtu mazākus DNS fragmentus. Pēc tam šos fragmentus apvieno ar vektora DNS, lai iegūtu rekombinantās DNS molekulas. Pēc tam rekombinantā DNS tiek pārnesta uz saimniekorganismu (parasti viegli audzējamu, labdabīgu E. coli celmu). Tā rezultātā veidojas organismu populācija, kurā rekombinantās DNS molekulas replicējas ar saimnieka DNS.
J: Ko satur šie kloni?
A: Kloni satur svešas DNS fragmentus, kas tos padara par transgēniem jeb ģenētiski modificētiem mikroorganismiem (ĢMO).
J: Cik baktēriju šūnas var inducēt uzņemt un pavairot vienu rekombinantu molekulu?
A: Vienai baktēriju šūnai var izraisīt vienas rekombinantās molekulas uzņemšanu un pavairošanu.
J: Kas notiek, kad šī viena šūna replicējas?
A: Kad šī viena šūna replicējas, tā var radīt lielu skaitu baktēriju, no kurām katra satur oriģinālās rekombinantās molekulas kopijas.
Vai ir atšķirība starp "rekombinantu" un "molekulāro klonēšanu"?
Atbilde: Stingri runājot, "rekombinants" attiecas uz faktiskajām DNS molekulām, bet "molekulārā klonēšana" - uz eksperimentālajām metodēm, ko izmanto to montāžai.
