DNA rekombinan adalah molekul yang dibentuk oleh teknik rekombinasi genetik laboratorium untuk menggabungkan materi genetik dari berbagai sumber. Hal ini dimungkinkan karena molekul DNA dari semua organisme memiliki struktur kimia yang sama dan hanya berbeda pada urutan nukleotida di dalamnya.
Kreasi
Kloning molekuler adalah proses laboratorium yang digunakan untuk membuat DNA rekombinan. Ini adalah salah satu dari dua metode yang paling banyak digunakan, bersama dengan reaksi berantai polimerase (PCR). Ini memungkinkan Anda untuk mengontrol replikasi urutan DNA tertentu yang dipilih oleh eksperimen.
Ada dua perbedaan mendasar antara metode DNA rekombinan. Salah satunya adalah kloning molekuler melibatkan replikasi dalam sel hidup, sedangkan PCR melibatkan in vitro. Perbedaan lainnya adalah metode pertama memungkinkan pemotongan dan penempelan urutan DNA, sedangkan yang kedua ditingkatkan dengan menyalin urutan yang ada.
Vektor DNA
Mendapatkan DNA rekombinan membutuhkan vektor kloning. Ini berasal dari plasmid atau virus dan merupakan segmen yang relatif kecil. Pilihan vektor untuk kloning molekuler tergantung pada pilihan organisme inang, ukuran DNA yang akan dikloning, dan apakah molekul asing akan diekspresikan. Segmen dapat digabungkan menggunakan berbagai metode seperti kloning enzim restriksi/ligase atau perakitan Gibson.
Kloning
Dalam protokol standar, kloning melibatkan tujuh langkah.
- Pilih organisme inang dan vektor kloning.
- Memperoleh vektor DNA.
- Pembentukan DNA kloning.
- Pembuatan DNA rekombinan.
- Memperkenalkannya ke organisme inang.
- Pemilihan organisme yang mengandungnya.
- Pemilihan klon dengan sisipan DNA dan sifat biologis yang diinginkan.
Setelah transplantasi ke organisme inang, molekul asing yang terkandung dalam konstruksi rekombinan dapat diekspresikan atau tidak. Ekspresi membutuhkan restrukturisasi gen untuk memasukkan urutan yang diperlukan untuk produksi DNA. Itu sedang digunakan oleh mesin terjemahan host.
Cara kerjanya
DNA rekombinan bekerja ketika sel inang mengekspresikan protein dari gen rekombinan. Ekspresi tergantung pada sekitar gen dengan satu set sinyal yang memberikan instruksi untuk transkripsi. Mereka termasuk promotor, pengikat ribosom dan terminator.
Masalah muncul jika genmengandung intron atau sinyal yang bertindak sebagai terminator bagi inang bakteri. Ini mengarah pada penghentian dini. Protein rekombinan mungkin salah diproses, dilipat, atau didegradasi. Produksinya dalam sistem eukariotik biasanya terjadi pada ragi dan jamur berfilamen. Penggunaan kandang hewan sulit dilakukan karena kebutuhan akan permukaan penyangga yang kuat bagi banyak orang.
Sifat organisme
Organisme yang mengandung molekul DNA rekombinan memiliki fenotipe yang tampaknya normal. Penampilan, perilaku, dan metabolisme mereka biasanya tidak berubah. Satu-satunya cara untuk menunjukkan keberadaan sekuens rekombinan adalah dengan memeriksa DNA itu sendiri menggunakan uji reaksi berantai polimerase.
Dalam beberapa kasus, DNA rekombinan dapat memiliki efek berbahaya. Hal ini dapat terjadi ketika fragmennya yang mengandung promotor aktif terletak di sebelah gen sel inang yang sebelumnya diam.
Gunakan
Teknologi DNA rekombinan banyak digunakan dalam bioteknologi, kedokteran dan penelitian. Protein dan produk lainnya dapat ditemukan di hampir setiap apotek Barat, klinik hewan, praktik dokter, laboratorium medis atau biologi.
Aplikasi yang paling umum adalah dalam penelitian dasar, di mana teknologi sangat penting untuk banyak pekerjaan saat ini dalam ilmu biologi dan biomedis. DNA rekombinan digunakan untuk mengidentifikasi, memetakan dan mengurutkan gen, dan untuk menentukannyafungsi. Probe rDNA digunakan untuk menganalisis ekspresi gen dalam sel tunggal dan jaringan seluruh organisme. Protein rekombinan digunakan sebagai reagen dalam percobaan laboratorium. Beberapa contoh spesifik diberikan di bawah ini.
Kimosin rekombinan
Ditemukan di abomasum, chymosin adalah enzim yang dibutuhkan untuk membuat keju. Ini adalah aditif makanan rekayasa genetika pertama yang digunakan dalam industri. Enzim rekombinan yang diproduksi secara mikrobiologi secara struktural identik dengan enzim turunan anak sapi lebih murah dan diproduksi dalam jumlah yang lebih besar.
Rekombinan insulin manusia
Hampir menggantikan insulin yang berasal dari sumber hewani (misalnya babi dan sapi) untuk pengobatan diabetes yang bergantung pada insulin. Insulin rekombinan disintesis dengan memasukkan gen insulin manusia ke dalam bakteri genus Eterichia atau ragi.
Hormon Pertumbuhan
Diresepkan untuk pasien yang kelenjar pituitarinya tidak menghasilkan hormon pertumbuhan yang cukup untuk mendukung perkembangan normal. Sebelum hormon pertumbuhan rekombinan tersedia, ia diperoleh dari kelenjar pituitari mayat. Praktik yang tidak aman ini telah menyebabkan beberapa pasien mengembangkan penyakit Creutzfeldt-Jakob.
Faktor koagulasi rekombinan
Ini adalah protein pembekuan darah yang diberikan kepada pasien dengan bentuk hemofilia dengan gangguan perdarahan. Mereka tidak dapat menghasilkanfaktor VIII dalam jumlah yang cukup. Sebelum pengembangan faktor VIII rekombinan, protein dibuat dengan memproses sejumlah besar darah manusia dari banyak donor. Ini membawa risiko penularan penyakit menular yang sangat tinggi.
Diagnosis infeksi HIV
Masing-masing dari tiga metode yang banyak digunakan untuk mendiagnosis infeksi HIV dikembangkan menggunakan DNA rekombinan. Tes antibodi menggunakan proteinnya. Ini mendeteksi keberadaan materi genetik HIV menggunakan reaksi berantai transkripsi polimerase terbalik. Pengembangan tes ini dimungkinkan dengan kloning molekuler dan sekuensing genom HIV.
