Polymeraskedjereaktion (PCR) och dess vetenskapliga relativa kloning av uttryckta gener är två biotekniska genombrott av 1970-talet och 1980-talet som fortsätter att spela viktiga roller i försöket att förstå sjukdomar . Båda dessa molekylära teknologier ger forskare möjlighet att göra mer DNA på olika sätt.

Historia

Molecular biolog Kary Mullis revolutionerade genvetenskap när han tänkte på polymeraskedjereaktionen (PCR) i våren 1983, som fick honom 1993 Nobelpriset i kemi. Detta genombrott kom på klackarna av klonforskning som går tillbaka till 1902. Inga stora framsteg i kloning hände fram till november 1951, när ett team av forskare i Philadelphia klonade ett grodaembryo. Det stora genombrottet inträffade den 5 juli 1996, när forskare klonade "Dolly" lammet från en frusen mammercell.

PCR och Cloning

Kloning gör helt enkelt en levande organism från en annan och skapar två organismer med samma exakta gener. PCR gör det möjligt för forskare att producera miljarder kopior av en bit DNA inom några timmar. Trots att PCR påverkar kloningstekniken genom att producera stora mängder DNA som kan klonas, står PCR inför svårigheten vid förorening, där ett prov med oönskat genetiskt material också kan replikeras och producera fel DNA.

Hur PCR fungerar

PCR-processen involverar att bryta ner DNA genom att värma det, vilket avvecklar DNA-dubbelhelixen i separata enskilda strängar. När dessa strängar separeras, läser ett enzym som heter DNA-polymeras nukleinsyrasekvensen och producerar en duplicerad DNA-sträng. Denna process upprepas om och om igen, fördubbling av DNA-mängden varje cykel och ökning av DNA exponentialt tills miljontals kopior av det ursprungliga DNA skapas.

Hur kloning fungerar

DNA-kloning involverar först isolera källan och vektor DNA och sedan använda enzymer för att skära dessa två DNA. Därefter binder forskare käll DNA till vektorn med ett DNA-ligasenzym som reparerar skarven och skapar en enda DNA-sträng. Det DNA införs sedan i en värdorganismercell där den växer med organismen.

Applikationer

PCR har blivit ett standardverktyg inom rättsmedicin eftersom det kan föröka mycket små DNA-prov för multipel brottslabbtestning. PCR har också blivit användbart för arkeologer att studera den evolutionära biologin hos olika djurarter, inklusive prover tusentals år gamla. Kloningstekniken har gjort det relativt lätt att isolera DNA-fragment som innehåller gener att studera genfunktionen. Forskare tror att tillförlitlig kloning kan användas för att göra jordbruket mer produktivt genom att kopiera de bästa djuren och grödorna och också göra medicinska testningar mer exakta genom att tillhandahålla testdjur som alla reagerar på samma sätt till samma läkemedel.