L'ingegneria genetica è qualsiasi modifica umani-regia del corredo genetico degli organismi per modificare i tratti di tali organismi. La più antica tecnica di ingegneria genetica è l'allevamento selettivo di animali da fattoria. Negli ultimi decenni, i biologi hanno imparato a trasferire direttamente i geni dal DNA (acido deossiribonucleico) di un organismo al DNA degli altri. Lo strumento utilizzato per eseguire questa operazione è "forbici" di natura: enzimi di restrizione.
Funzione
Enzimi di restrizione sono enzimi (catalizzatori di proteina) usati dai batteri per triturare virus invasori. (Enzimi di restrizione non attaccano il batterio stesso perché il suo DNA è stato modificato chimicamente in un modo che Immunizza esso.) Chiamato anche endonucleasi di restrizione, enzimi di restrizione fetta del DNA in siti altamente specifici: alle sezioni del DNA costituito da stringhe brevi delle unità base (basi o nucleotidi) di DNA. Queste sequenze stereotipate sono conosciute come "sequenze di riconoscimento".
Potenziale
Perché le stesse sequenze di riconoscimento esatto esistano nel DNA di organismi diversi, biologi possono utilizzare enzimi di restrizione per tagliare un tratto di DNA dal genoma di un organismo e incollarlo nel genoma di un altro. (Un genoma è qualsiasi set completo del DNA immagazzinato nel nucleo di una cellula).
Struttura
DNA è costituito da un doppio filamento, la famosa "doppia elica". Solo quattro tipi diversi di basi o nucleotidi formano il DNA: adenina, guanina, timina e citosina (A, G, T e C). Una A base obbligazioni sempre con una base di T per formare un gradino dell'elica, e C sempre legami con G. Questo appaiamento complementare permette di copiare il DNA durante la divisione cellulare e per esportare copiato informazioni genetiche dal nucleo sotto forma di acido ribonucleico (RNA) ai fini della produzione delle proteine.
Risultati
Quando un doppio filamento di DNA viene tagliato da un enzima di restrizione, una o più basi in genere sporgono da uno dei due fili sul punto di taglio. Si tratta di una "brutta fine" del segmento di DNA double-stranded principalmente è stato tagliato fuori. Perché il DNA dell'organismo ospite è stato reciso presso la stessa sequenza di nucleotidi, l'estremità appiccicosa del DNA esposta del destinatario può essere abbinata l'estremità appiccicosa del gene del donatore. Questo è possibile in gran parte a causa di appaiamento complementare. Biologi usano un enzima chiamato DNA ligasi, uno degli enzimi coinvolti nella copiatura del DNA, per chiudere il gene donato nel ricevente del DNA.
Vantaggi
L'ingegneria genetica resa possibile dagli enzimi di restrizione produce una vasta gamma di medici e altri benefici. Un beneficio medico è più veloce e più abbondante produzione di insulina, usato per trattare il diabete. I genomi di riproduzione veloce batteri vengono modificati affinché essi incorporano il gene umano per la produzione di insulina. In precedenza, insulina doveva essere preso da maiali e mucche, una forma di produzione di insulina che era lento e costoso — e meno efficace, poiché l'insulina animale-raccolte non funziona correttamente in ogni paziente umano.