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遺伝子工学は、分子生物学の分野であり、デオキシシリボ核酸またはDNAとしても知られる遺伝物質の構造の操作を伴います。 rDNAとも呼ばれる組換えDNAは、科学者によって操作されたDNAの鎖です。遺伝子工学とrDNAは密接に関連しています。遺伝子工学は、rDNAを使用しないと不可能です。
遺伝子工学におけるDNA
DNAは、遺伝子、非コード領域、遺伝子調節領域を含む二本鎖分子です。遺伝子は、タンパク質をコードし、生物の特性を定義する遺伝単位です。言い換えれば、遺伝子はあなたを他の生物や他の人とは違うものにします。遺伝子とDNAはあなたをユニークにします。科学者はDNAを使用して、実験室でrDNAを作成します。科学者はDNAを生成できないため、rDNAを作成するにはさまざまな生物の天然DNAを使用する必要があります。組換えDNAテクノロジーにより、科学者は2つのソースからのDNAを結合できます。ヒトDNAと細菌DNAを組み合わせて、細胞培養でタンパク質を生成します。
組換えDNAの生成
H. Lodishらによる「Molecular Cell Biology」は、rDNAを、さまざまなソースからのDNAフラグメントを結合することによって形成されるDNA分子と定義しています。 rDNAは、特定のシーケンスでDNAを切断できる制限酵素と呼ばれる酵素でDNAを切断することによって生成されます。切断されたDNAは、DNAリガーゼと呼ばれる別の酵素を使用して、同じ酵素で切断された別のDNAと結合できます。最も一般的には、rDNAはプラスミドにクローン化され、大腸菌細胞に形質転換されます。大腸菌は、プラスミドとその中のrDNAを増やすか、rDNAによってエンコードされたタンパク質を生産します。
rDNAと遺伝子工学
最初のrDNA分子は、1973年にスタンフォード大学とカリフォルニア大学サンフランシスコ校のポールベルク、ハーバートボイヤー、アニーチャン、スタンリーコーエンによって生成されました。ジェラルド・カープが書いた「細胞と分子生物学」によると、これは遺伝子工学の誕生と考えられています。 rDNAは、遺伝子工学者が使用する最も重要なツールです。 rDNAがなければ、遺伝子工学はありません。
DNAを操作する理由
rDNAのDNA操作と生成には、いくつかの用途があります。 DNAの遺伝子は、私たちの体内でいくつかの機能を持つタンパク質をコードします。 rDNAを使用すると、科学者は実験室でタンパク質を生産できます。たとえば、多くのワクチン、ヒトインスリン、およびヒト成長ホルモンは、研究室でrDNAテクノロジーを使用して製造されています。遺伝子工学の「誕生」の前に、糖尿病の治療に使用されるインスリンは豚と牛から分離されていました。