Elektroforeza

Co pewien czas w mediach pojawiają się informacje o tym , ze naukowcy odkryli organizmy o nowych właściwościach , na przykład soje o smaku orzeszków ziemnych lub odmiany roślin uprawnych odpornych na szkodniki czy mróz . Takie eksperymenty jednych fascynują , innych niepokoją . Są one jednak tylko przykładem zastosowania wiedzy z zakresu genetyki w praktyce . Organizmy zmodyfikowane genetycznie . Organizmy , którego cechy dziedziczne zostały zmienione wskutek ingerencji w jego materiał genetyczny , nazywamy organizmem zmodyfikowanym genetycznie , w skrócie GMO . Do otrzymania tego typu organizmów w biotechnologii nowoczesnej stosuje się technik inżynierii genetycznej . Dają one dużo większe możliwości uzyskiwania nowych ras zwierząt czy nowych odmian roślin niż tradycyjne krzyżowanie wybranych osobników danego gatunku . Organizmy zmodyfikowane genetycznie otrzymują się poprzez : * wstawienie dodatkowych kopii genu , który występuje w ich genomie , co nasila występowanie cechu warunkowanej przez ten gen , * zmianę aktywności wybranego genu , przykładowo , zmniejszając aktywność genów odpowiedzialnych za dojrzewanie pomidorów , można spowodować , ze owoce te będą dłużej zachowywać świeżość , * wprowadzenie do ich genom organizmu innego gatunku – tak uzyskuje się organizmy o nowych właściwościach , na przykład bakterie produkujące substancje lecznicze. Organizm zawierający obcy materiał genetyczny nazywamy organizmem transgenicznym Wszytki techniki stosowane do modyfikowania organizmów oraz badań nad DNA sa oparte na wiedzy z zakresu funkcjonowania komórek . Sekwencjonowanie DNA – czytanie genów . Sekwencjonowanie DNA nazywamy ustalenie kolejności (sekwencji ) nukleotydów Dna danego organizmu . Sekwencje nukleotydów określonego genu dostarcza informacji o pewnych jego cechach , na przykład o tym , w jaki sposób regulowana jest jego ekspresja , a także o właściwościach kodowanego przez niego białka . Dzięki tym danym wiadomo, jakich organizmów użyć i jakie techniki inżynierii genetycznej zastosować , by uzyskać organizm o wybranych cechach . Sekwencjonowanie DNA przeprowadza się również wtedy , gdy badany materiał genetyczny został zamieniony na przykład wskutek wprowadzania do niego obcego genu . W ten sposób można sprawdzić , czy wyniki modyfikacji jest prawidłowy . Obecnie poznanie sekwencji DNA jest bardzo proste , szybkie i tanie . Cały proces odbywa się automatycznie w specjalnych urządzeniach , do których wstawia się próbkę DNA , a wyniki – ciąg symboli nukleotydów zapisany w pliku komputerowym – jest dostępny już po kilku godzinach . Enzymy restrykcyjne . Aby przenieść wybrany fragment DNA z jednego organizmu do drugiego , trzeba najpierw wyciągnąć go z genomu . w tym celu stosuje się enzymy restrykcyjne , które przecinają DNA w miejscach o ściśle określonych sekwencji nukleotydów. Naukowcy dysponują wieloma różnymi enzymami restrykcyjnymi . Każdy z nich tnie was nukleinowy zawsze w określonym miejscu . Jeżeli w jednej cząsteczce Dna jest kilka takich miejsc , wówczas enzym potnie ja na kilka mniejszych fragmentów . Znając zatem sekwencje początku i końca genu , można dobrać odpowiednie enzymy restrykcyjne , które wytną go z genom . Elektroforeza – sposób na rozdzielenie cząsteczek . Po przecięciu DNA enzymami restrykcyjnymi otrzymuje się zbiór fragmentów, które trzeba rozdzielić , aby odnaleźć odpowiedni gen . Służy do tego – elektroforeza – technika rozdzielania w polu elektrycznym cząsteczek o różnych właściwościach , takich jak masa cząsteczkowa i ładunek elektryczny . Fragmenty Dna o różnych długościach umieszcza się w określonych miejscach specjalnego żelu , który następnie poddaje się działaniu pola elektrycznego . Pod jego wpływem fragmentu DNA zaczynają się przemieszczać z różną prędkością , w zależności od rozmiaru (najszybciej poruszają się najkrótsze cząsteczki). Po upływnie od 30 minut do 60 minut fragmenty DNA znajdują się w różnych odległościach od miejsca nałożenia . Najbliżej są cząsteczki najdłuższe – a najdalej , najkrótsze . Wynik elektroforezy można zobaczyć dzięki dodaniu do żelu związku , który łączy się z DNA i świeci pod wpływem promieniowani a UV.