Δεν ήταν πολύ καιρό πριν ότι η γενετική μηχανική ήταν η ουσία της επιστημονικής φαντασίας - κάνοντας έναν οργανισμό να μεγαλώνει με τα χαρακτηριστικά ενός άλλου. Από τη δεκαετία του 1970, ωστόσο, οι τεχνικές γενετικής χειραγώγησης έχουν προχωρήσει στο σημείο όπου η συναρμολόγηση ξένου DNA σε έναν οργανισμό είναι σχεδόν ρουτίνα. Για παράδειγμα, τα γονίδια για την αντοχή των παρασίτων μπορούν να συνδεθούν σε καλαμπόκι, τα γονίδια για την παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης μπορούν να τεθούν σε βακτήρια και τα γονίδια για τη μίμηση ανθρώπινων καρκίνων μπορούν να τεθούν σε εργαστηριακά ποντίκια. Οι λεπτομέρειες της διαδικασίας είναι πολύ περίπλοκες για να περιγράψουν σε ένα σύντομο άρθρο, με πολλές επιλογές σε κάθε βήμα, αλλά το εννοιολογικό περίγραμμα της λογικής ακολουθίας των βημάτων είναι αρκετά απλό.
Επωάστε το πλασμιδικό ϋΝΑ και το ϋΝΑ ενδιαφέροντος με ένα περιοριστικό ένζυμο. Το περιοριστικό ένζυμο θα ανιχνεύσει μια συγκεκριμένη αλληλουχία βάσεων DNA και θα κόψει το DNA σε αυτό το σημείο. Τα περιοριστικά ένζυμα προέρχονται από κάποιον αμυντικό μηχανισμό βακτηρίων κατά του ιού. Τα μόρια αυτά θα αποσπάσουν το DNA όπου ανιχνεύουν ένα δεδομένο μοτίβο βάσεων.
Επωάστε το αποκομμένο πλασμίδιο και τα θραύσματα γονιδιωματικού ϋΝΑ με λιγάση ϋΝΑ. Με τα περισσότερα ένζυμα περιορισμού, το κυκλικό πλασμίδιο και τα θραύσματα γονιδιωματικού ϋΝΑ θα έχουν συμπληρωματικά "κολλώδη άκρα" που θα συλληφθούν μεταξύ τους. Στη συνέχεια, η λιγάση ϋΝΑ θα τελειώσει τη συγκόλληση των τεμαχίων. Το αποτέλεσμα είναι μια δέσμη κυκλικών πλασμιδίων που περιλαμβάνουν τμήματα του γονιδιωματικού DNA.
Εισάγετε τα πλασμίδια σε βακτήρια και καλλιεργήστε τα βακτήρια για να αναπτύξετε αποικίες οργανισμών εμποτισμένων με τροποποιημένο DNA. Εάν το πλασμίδιο σας έχει ανθεκτικό στα αντιβιοτικά γονίδιο που τα βακτηρίδια του ξενιστή δεν επαρκούν, μπορείτε να εξετάσετε αυτόματα τα τροποποιημένα με επιτυχία βακτηρίδια καλλιεργώντας τα βακτηρίδια σε μέσο ανάπτυξης με αντιβιοτικά. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την εισαγωγή των πλασμιδίων στα βακτήρια, όπως η χρήση ενός μικροσκοπίου, η εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου για το άνοιγμα μικρών οπών στη μεμβράνη των βακτηριδίων ή η απλή τοποθέτηση των βακτηρίων και των πλασμιδίων στην ίδια λύση και η αφαίρεση των βακτηρίων Φυσικά.
Δείξτε κύτταρα από τις διαφορετικές αποικίες τροποποιημένων βακτηρίων. Πλύνετε τα δείγματα με ένα διάλυμα απορρυπαντικού για να διασπάσετε τις βακτηριακές μεμβράνες και να εξαγάγετε το DNA, στη συνέχεια να το θερμαίσετε ή να το εκθέσετε σε υδροξείδιο του νατρίου για να διαχωρίσετε τους κλώνους. Αυτό εκθέτει την αλληλουχία βάσεων του DNA προς ανάλυση.
Επωάστε το DNA με έναν φθορίζοντα ανιχνευτή. Γυρίστε ένα υπεριώδες φως στο επωασμένο ϋΝΑ και παρατηρήστε για φθορισμό. Ο ανιχνευτής αποτελείται από μια σύντομη αλληλουχία DNA που ταιριάζει με το γενωμικό DNA που έχετε εισάγει. Όταν ο ανιχνευτής ταιριάζει με το DNA που ψάχνετε, θα ανάβει όταν φωτιστεί.
Απομονώστε τα βακτήρια από τις αποικίες που περιέχουν το γονίδιο που θέλετε να εισάγετε. Διπλασιάστε το DNA σας είτε αφήνοντας τις βακτηριακές αποικίες να αναπτυχθούν είτε εκχυλίστε το DNA όπως προηγουμένως και αντιγράψτε το σε μια μηχανή αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης.