Podstawowe narzędzia inżynierii genetycznej
Inżynieria genetyczna opiera się na wykorzystaniu specjalistycznych enzymów do modyfikacji DNA. Enzymy restrykcyjne, zwane też nukleazami restrykcyjnymi, służą do precyzyjnego rozcinania DNA w określonych sekwencjach. Rozpoznają one specyficzne sekwencje palindromowe o długości 4-8 par zasad.
Definicja: Sekwencje palindromowe to identyczne sekwencje DNA odczytywane w kierunku 5' do 3' na obu niciach.
W zależności od typu enzymu restrykcyjnego, powstałe fragmenty DNA mogą mieć lepkie końce (jednoniciowe zakończenia) lub tępe końce (dwuniciowe zakończenia).
Ligazy to enzymy odpowiedzialne za łączenie fragmentów DNA poprzez tworzenie wiązań fosfodiestrowych między nukleotydami. Najefektywniej działają na fragmenty z lepkimi końcami, które samorzutnie tworzą wiązania wodorowe.
Highlight: Ligazy DNA są kluczowe w procesie łączenia fragmentów DNA w inżynierii genetycznej.
Polimerazy DNA to enzymy powielające fragmenty DNA. Syntetyzują one nową nić DNA komplementarną do matrycy, rozpoczynając od startera.
Analiza restrykcyjna polega na trawieniu DNA wybranymi enzymami restrykcyjnymi, a następnie porównywaniu liczby i długości powstałych fragmentów. Umożliwia to m.in. cięcie genomów w określonych miejscach i tworzenie map restrykcyjnych.
Zastosowanie: Analiza restrykcyjna w połączeniu z elektroforezą DNA pozwala na konstruowanie map restrykcyjnych i tworzenie zrekombinowanego DNA.
Elektroforeza DNA to technika rozdzielania fragmentów DNA różnej długości w żelu pod wpływem pola elektrycznego. DNA, dzięki ujemnemu ładunkowi grup fosforanowych, przemieszcza się w kierunku elektrody dodatniej. Krótsze cząsteczki DNA poruszają się szybciej. Aby uwidocznić wynik elektroforezy, do żelu dodaje się substancję wiążącą się z DNA i emitującą światło, np. bromek etydyny.
Przykład: Elektroforeza DNA w żelu agarozowym jest powszechnie stosowana do rozdzielania i analizy fragmentów DNA o różnej długości.
