Molekulárne klonovanie
Molekulárne klonovanie je druh práce v molekulárnej biológii. Používa sa na zostavovanie rekombinantných molekúl DNA a na riadenie ich replikácie v hostiteľských organizmoch. Použitie slova klonovanie znamená, že molekula DNA z jednej živej bunky sa použije na vytvorenie veľkej populácie buniek obsahujúcich identické molekuly DNA. Metódy molekulárneho klonovania sú kľúčové pre mnohé oblasti modernej biológie a medicíny.
Pri molekulárnom klonovaní sa vo všeobecnosti používajú sekvencie DNA z dvoch rôznych organizmov: z druhu, ktorý je zdrojom klonovanej DNA, a z druhu, ktorý bude slúžiť ako živý hostiteľ na rozmnožovanie (replikáciu) rekombinovanej DNA.
Pri experimente molekulárneho klonovania sa DNA, ktorá sa má klonovať, získa zo záujmového organizmu a potom sa v skúmavke ošetrí enzýmami, aby sa získali menšie fragmenty DNA. Tieto fragmenty sa potom spoja s vektorovou DNA a vytvoria sa rekombinantné molekuly DNA. Rekombinantná DNA sa potom zavedie do hostiteľského organizmu (zvyčajne ľahko pestovateľný, neškodný laboratórny kmeň baktérie E. coli). Tým sa vytvorí populácia organizmov, v ktorej sa rekombinantné molekuly DNA replikujú spolu s hostiteľskou DNA. Keďže obsahujú cudzie fragmenty DNA, ide o "transgénne" alebo geneticky modifikované mikroorganizmy (GMO).
Tento proces využíva skutočnosť, že jedinú bakteriálnu bunku možno podnietiť k prijatiu a replikácii jedinej rekombinantnej molekuly DNA. Táto jediná bunka sa potom môže exponenciálne rozširovať a vytvoriť veľké množstvo baktérií, z ktorých každá obsahuje kópie pôvodnej rekombinantnej molekuly. Preto sa výsledná populácia baktérií aj rekombinantná molekula DNA bežne označujú ako "klony". Presne povedané, rekombinantná DNA sa vzťahuje na molekuly DNA, zatiaľ čo molekulárne klonovanie sa vzťahuje na experimentálne metódy používané na ich zostavenie.
História
Myšlienku použiť molekulárne klonovanie na výrobu rekombinantnej DNA vynašiel Paul Berg, ktorý v roku 1980 získal Nobelovu cenu za chémiu spolu s Walterom Gilbertom a Fredom Sangerom.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to molekulárne klonovanie?
Odpoveď: Molekulárne klonovanie je druh práce v molekulárnej biológii, ktorý sa používa na zostavenie rekombinantných molekúl DNA a na usmernenie ich replikácie v hostiteľských organizmoch.
Otázka: Ako prebieha proces molekulárneho klonovania?
Odpoveď: Pri experimente molekulárneho klonovania sa DNA, ktorá sa má klonovať, získa zo záujmového organizmu, potom sa v skúmavke spracuje enzýmami, aby sa získali menšie fragmenty DNA. Tieto fragmenty sa potom spoja s vektorovou DNA a vytvoria sa rekombinantné molekuly DNA. Rekombinantná DNA sa potom zavedie do hostiteľského organizmu (zvyčajne ľahko pestovateľný, neškodný laboratórny kmeň baktérie E. coli). Tým sa vytvorí populácia organizmov, v ktorej sa rekombinantné molekuly DNA replikujú spolu s hostiteľskou DNA.
Otázka: Čo tieto klony obsahujú?
Odpoveď: Klony obsahujú cudzie fragmenty DNA, čo z nich robí transgénne alebo geneticky modifikované mikroorganizmy (GMO).
Otázka: Koľko bakteriálnych buniek možno vyvolať, aby prijali a replikovali jednu rekombinantnú molekulu?
Odpoveď: Jediná bakteriálna bunka môže byť indukovaná, aby prijala a replikovala jednu rekombinantnú molekulu.
Otázka: Čo sa stane, keď sa táto jediná bunka replikuje?
Odpoveď: Keď sa táto jediná bunka replikuje, môže vytvoriť veľké množstvo baktérií, z ktorých každá obsahuje kópie pôvodnej rekombinantnej molekuly.
Otázka: Je nejaký rozdiel medzi "rekombinantným" a "molekulárnym klonovaním"?
Odpoveď: Presne povedané, "rekombinantný" sa vzťahuje na skutočné molekuly DNA, zatiaľ čo "molekulárne klonovanie" sa vzťahuje na experimentálne metódy použité na ich zostavenie.
