DNAはすべての生物の遺伝物質です。生物がどのように成長し、発達するかについての指示を保存します。組換え DNA は、科学者がさまざまな生物の DNA を組み合わせて新しい DNA を作成できるようにする技術です。組換え DNA は、糖尿病患者のためのインスリン、ワクチン、医薬品、およびその他の製品の製造に使用されます。
私たちは皆、DNA が私たちの存在のソース コードであることを知っています。私たちの生存に必要なすべての情報が含まれており、マスター ウーグウェイがシーフとポーに知恵を伝えたように、世代から世代へと受け継がれています。 DNA は、基本的に体を動かしているタンパク質の生成を制御します。ご想像のとおり、科学者はこれを理解すると、私たちのソース コード、つまり DNA を変更して、望ましい変化をもたらす方法を考案しようとしました。組換え DNA 技術の開発は、そのような成果の 1 つです。驚くべきことですが、それは現在、糖尿病を制御するために世界中で使用されているインスリンを作成するために使用された技術でもあります.
DNA
高度な部分に入る前に、基本事項を簡単におさらいしましょう。 DNA（デオキシリボ核酸）は、二重らせんの形でコイル状になった二本鎖構造として存在します。 DNAはRNAに変換され、さらにタンパク質に変換されます。後者は、さまざまなプロセスを実行し、私たちの体の機能を指示および維持するものです. DNAは体のあらゆる細胞に存在します。それは凝縮して、細胞の核に見られる染色体を形成します。これらの染色体には遺伝子が含まれています。
DNA (写真提供:Pixabay)
組換え DNA
同じ種または異なる種の 2 つの異なる生物由来の DNA が結合して、安定した DNA の新しいフラグメントを形成する場合、結果として得られる DNA 鎖は組換え DNA として知られています。簡単に言えば、組換え DNA は、ある生物の DNA が同種または異なる種の別の生物の DNA に組み込まれたときに形成されます。
特定の DNA 配列が必要な場合は、組換え DNA 技術を使用して、別の宿主の DNA に追加することができます。このプロセスを実行するには、いくつかの方法があります。目的の DNA が選択されると、分子のはさみとして機能する酵素を使用して、主鎖からフラグメントが切断されます。これらの酵素は制限酵素と呼ばれます。このフラグメントをレシーバーまたはホストに組み込むには、適切なビヒクルが必要です。この乗り物はベクトルと呼ばれます。ベクターの仕事は単純です – 目的の DNA 断片またはドナー DNA 断片を宿主に安全に移すことです.
リガーゼなどの酵素を使用して、切断された DNA 断片をベクターに結合します。これは宿主細胞に導入され、宿主細胞はそれを自身のDNAの一部として取り込みます。通常、ベクターにはマーカーも含まれており、正常な宿主細胞との識別を可能にし、キメラとも呼ばれる組換え DNA を取り込んでいます。これらのマーカーは、宿主細胞に色の変化をもたらすものや、特定の抗生物質に対する耐性を与えるものなどです。可能性は無限大です.
ここで、宿主が組み換え DNA を取り込むだけでは十分ではないことに言及する必要があります。それを取り入れて表現することも必要です。これは、目的の DNA 断片がタンパク質の産生を引き起こした場合、宿主細胞は組換え DNA を組み込み、タンパク質も産生する必要があることを意味します。そうして初めて、プロセス全体が成功したと見なされます。したがって、これを確実にするために、発現因子も使用されることがあります。
使用されるベクターは、プラスミド、ウイルス、タングステンのような要素の小さな粒子などです。ただし、プロセスの基本的な概要と同様に、組換え DNA の基本原理は変わりません。
インスリン
組換え DNA は、科学において非常に効果的なツールです。さまざまな用途があります。これは、ある種から別の種への DNA の転送である種間遺伝学、穀物などのより良い品質の食品の作成、DNA のフラグメントの複数のコピーの作成、生物に望ましい特性の組み込みなどに使用できます。実際、糖尿病患者にとって唯一の希望である現在入手可能なインスリンも、組換え DNA 技術を使用して人工的に調製されています。
インスリン産生の遺伝子が同定され、単離される。宿主として、大腸菌またはサッカロマイセス・セレビシエのいずれかが使用される。しかし、最初の人工インスリンは大腸菌を使って調製されました。プラスミドをベクターとして使用し、プラスミド DNA にヒト DNA を結合させて組み込みます。このプラスミドは、現在組換え細菌と呼ばれている細菌に再導入されます。次に、これらは巨大なタンクで培養および培養され、そこからそれらによって生成されたインスリンが抽出および精製されます.
(写真提供:PxHere)
ベクトルの選択は、このプロセス全体の重要な部分であることを理解することが重要です。ベクターは、ドナー DNA およびホストと互換性がある必要があります。また、複製および/または発現と生産を誘導できる必要があります。
多くの場合、すべての細菌がプラスミド DNA を取り込む必要はありません。ここでマーカーが役に立ちます。例えば、抗生物質耐性がマーカーとして使用される場合、組換え細菌は、その抗生物質を含む培地で簡単に増殖できます。プラスミド DNA を取り込んだものも抗生物質耐性を持ち、生き残りますが、他のものは死滅します。
これは人類にとって重要な発見でした。この技術は、初心者向けのインスリンの製造に使用されています。また、ワクチン (B 型肝炎)、薬、耐久性の高い穀物の製造、および多くの病気の治療と管理にも使用されています。
