Polimeraza

Polimeraza – molekularna kserokopiarka . Do przeprowadzenia badań potrzeba niekiedy wielu tysięcy kopii tego samego genu . Aby za każdym razem nie stosować skomplikowanych procedur , wycinanie go z genomu , raz otrzymany gen powiela się za pomocą enzymu – polimerazy DNA . Szybkie otrzymywanie ogromnej liczby kopii wybranego fragmentu DNA w warunkach laboratoryjnych jest możliwe dzięki zastosowaniu łańcuchowej reakcji polimerazy , w skrócie PCR. Naukowcy przeprowadzają ja w aparacie nazywanym termocyklerem, który umożliwia wielokrotne , szybkie zmiany temperatury próbówki w określonych momentach . Jest to konieczne , gdyż każdy etap reakcji rozdzielenia nici DNA , przyłączenia starterów oraz odbudowanie nukleotydów przez polimerazę , wymaga innej wartości temperatury. Po pierwszym pełnym cyklu zmian temperatury z jednej cząsteczki DNA powstają wie , po dwóch cyklach – cztery (liczba cząsteczek po każdym cyklu rośnie wykładniczo). Wektory – przenośniki genów. Po wycięciu genu trzeba go wprowadzić do wybranej komórki . W tym celu stosuje się specjalne przenośniki nazywane wektorami . W cząsteczkę DNA wektora najpierw wbuduje się ją do określonej komórki . Wektory chronią gen przed zniszczeniem przez enzymy komórkowe oraz umożliwiają jego kopiowanie i przekazywanie komórkom potomnych . Wprowadzenie do komórki obcego materiały genetycznego (jednego lub kilku genów )nazywamy transformacją genetyczną . Wektorami mogą być plazmidy , specjalnie zmienione wirusy , a nawet sztuczne chromosomy. Dobiera się je w zależności od tego , czy gen ma być wprowadzony do komórki bakteryjnej , grzybowej , roślinnej czy zwierzęcej . W wypadku bakterii wektorami są najczęściej plazmidy . Kolistą cząsteczkę DNA plazmidu przecina się enzymem restrykcyjnym , po czym wprowadza się do niej gen wycięty z genomu innego organizmu . Następnie do próby dodaje się ligazę – enzym , który łączy końce DNA plazmidu i dodanego genu . W ten sposób powstaje cząsteczka plazmidu powiększona o nowy fragment DNA . Aby bakterie mogły pobrać plazmidy , umieszcza się je razem z nimi w specjalnym roztworze lub stosuje się impuls elektryczny . Bakterie – magazyn genów. Bakterie bardzo szybko się rozmnażają . Przed podziałem komórki powieleniu ulega nie tylko chromosom bakteryjny , ale także plazmidy . Wszystkie komórki potomne zawierają więc taki sam materiał genetyczny jak komórka macierzysta. Aby uzyskać duża ilość kopii danego genu do dalszych badań , wystarcza rozmnożyć bakterie , a następnie wyizolować z nich plazmidy z dodanym genem . Bakterie mogą tez służyć jako magazyn genów lub genomów organizmów. W celu długotrwałego przechowywania w nich genomu , dzieli się go za pomocą enzymów restrykcyjnych na fragmenty , które następnie wstawia się do plazmidów (lub innych wektorów). Kolekcję bakterii zawierają plazmidy ze wszystkimi fragmentami DNA organizmu , czyli jego cała informacją genetyczną , nazywamy biblioteką genomową . Komórki – fabryka białek . Geny wprowadzone do organizmów jednokomórkowych (na przykład bakterii , drożdży) lub innych komórek (na przykład roślinnych) można uaktywnić w dowolnym momencie . Sygnałem aktywującym może być na przykład określonego związku chemicznego lub podwyższenia temperatury. Spowoduje on , ze komórka zacznie wytwarzać bardzo dużo białka kodowanego przez obcy gen (dużo więcej niż inny białek ), które są kodowane przez jej własne geny ). Ponieważ sekwencja nukleotydów wprowadzonego genu może pochodzić z każdego organizmu , można w ten sposób otrzymać białka bakteryjne roślinne czy zwierzęce . Wykrywacze genów .W pracy nad organizmami transgenicznymi zdarzają się sytuacje , w których trzeba ustalić , czy określona sekwencja nukleotydów znajduje się w danej próbce materiału genetycznego . W tym celu można zastosować sondę molekularną . Jest to krótki , sztucznie utworzony , jednoniciowy fragment kwasu nukleinowego z przyłączonych związkiem fluorescencyjnym . Ma on zdolność dołączenia się do nici DNA o komplementarnej sekwencji nukleotydów . Ponadto, dzięki związkowi fluorescencyjnemu , jest widoczny w świetle o określonej długości fali. Stosując sondę o odpowiedniej sekwencji , można więc zlokalizować poszukiwany fragment DNA. Inżynieria genetyczna – dziedzina genetyki zajmująca się modyfikowaniem materiału genetycznego organizmów . Jest ona stosowana w badaniach z zakresu biotechnologii nowoczesnej .