遺伝子工学が空想科学のようなものであるということは、ずっと前のことではありませんでした。しかし、1970年代以降、遺伝子操作技術は、外来DNAを生物にスプライシングすることがほぼ日常的な段階にまで進んでいます。たとえば、害虫抵抗性の遺伝子をトウモロコシに接合し、ヒトインスリンを作る遺伝子を細菌に入れ、ヒトの癌を模倣する遺伝子を実験用マウスに入れることができます。手順の詳細は、各ステップに多くのオプションがある短い記事で説明するには複雑すぎますが、ステップの論理的なシーケンスの概念的な概要はかなり簡単です。
プラスミドDNAおよび目的のDNAを制限酵素とともにインキュベートします。制限酵素はDNA塩基の特定の配列を検出し、その時点でDNAを切り離します。制限酵素は、ウイルスに対するいくつかの細菌防御機構に由来します。 DNAを切り取って特定のパターンの塩基を検出する分子です。
切断されたプラスミドとゲノムDNA断片をDNAリガーゼでインキュベートします。ほとんどの制限酵素では、環状プラスミドとゲノムDNAフラグメントには、互いにつかみ合う相補的な「粘着末端」があります。その後、DNAリガーゼが断片の接着を完了します。その結果、ゲノムDNAの一部を含む一連の環状プラスミドができます。
プラスミドを細菌に挿入し、細菌を培養して、修飾DNAを含浸させた生物のコロニーを成長させます。プラスミドに宿主細菌にない抗生物質耐性遺伝子がある場合、抗生物質を注入した増殖培地で細菌を培養することにより、正常に改変された細菌を自動的にスクリーニングできます。バクテリアにプラスミドを挿入する方法はいくつかあります。例えば、マイクロニードルを使用したり、電界を加えてバクテリア膜に小さな穴を開けたり、バクテリアとプラスミドを同じ溶液に入れてバクテリアに吸収させるなどです。当然。
改変された細菌の異なるコロニーからのサンプル細胞。採取した細胞を洗剤溶液で洗浄して細菌膜を破壊し、DNAを抽出し、加熱するか、水酸化ナトリウムにさらして鎖を分離します。これにより、DNAの塩基配列が分析されます。
蛍光プローブでDNAをインキュベートします。インキュベートしたDNAに紫外線を当て、蛍光を観察します。プローブは、挿入したゲノムDNAと一致する短いDNAシーケンスで構成されます。プローブが探しているDNAと一致する場合、照らされると光ります。
挿入したい遺伝子を含むコロニーから細菌を分離します。バクテリアのコロニーを成長させるか、以前のようにDNAを抽出してポリメラーゼ連鎖反応装置で複製して、DNAを複製します。