Genetische manipulatie is een gebied van de moleculaire biologie dat betrekking heeft op het manipuleren van de structuur van genetisch materiaal dat ook wel deoxsyribonucleïnezuur of DNA wordt genoemd. Recombinant DNA, ook wel rDNA genoemd, is een DNA-streng die door wetenschappers is gemanipuleerd. Genetische manipulatie en rDNA gaan hand in hand; genetische manipulatie zou onmogelijk zijn zonder het gebruik van rDNA.

DNA in genetische manipulatie

DNA is een dubbelstrengs molecuul dat genen, niet-coderende regio's en genregulerende regio's bevat. Genen zijn erfelijke eenheden die coderen voor eiwitten en de kenmerken van organismen definiëren. Met andere woorden, genen maken je anders dan andere levende organismen en andere mensen; genen en DNA maken je uniek. Wetenschappers gebruiken DNA om rDNA in het laboratorium te maken. Wetenschappers kunnen geen DNA genereren, dus ze moeten natuurlijk DNA van verschillende organismen gebruiken om rDNA te maken. Dankzij recombinante DNA-technologie kunnen wetenschappers DNA uit twee bronnen verenigen: menselijk DNA met bacterieel DNA om de resulterende eiwitten in celculturen te produceren.

Generatie van recombinant DNA

"Molecular Cell Biology," by H Lodish et al., Definieert rDNA als een DNA-molecuul dat wordt gevormd door DNA-fragmenten uit verschillende bronnen samen te voegen. rDNA wordt geproduceerd door het knippen van DNA met enzymen, restrictie-enzymen genaamd, die DNA in een specifieke volgorde kunnen knippen. Het gesneden DNA kan worden verbonden met een ander DNA, gesneden met hetzelfde enzym, met behulp van een ander enzym, DNA-ligase genoemd. Meestal wordt het rDNA in een plasmide gekloneerd en in een E. coli-cel getransformeerd. E. coli vermenigvuldigt het plasmide en het rDNA erin of produceert het eiwit gecodeerd door het rDNA.

rDNA en genetische manipulatie

De eerste rDNA-moleculen werden in 1973 gegenereerd door Paul Berg, Herbert Boyer, Annie Chang en Stanley Cohen van Stanford University en University of California San Francisco. Dit wordt beschouwd als de geboorte van genetische manipulatie, volgens "Cell and Molecular Biology", geschreven door Gerald Karp. rDNA is het belangrijkste hulpmiddel dat door genetische ingenieurs wordt gebruikt. Zonder rDNA zou er geen genetische manipulatie zijn.

Redenen om DNA te manipuleren

DNA-manipulatie en het genereren van rDNA heeft verschillende toepassingen. De genen in DNA coderen voor eiwitten die verschillende functies in ons lichaam hebben. Met het gebruik van rDNA kunnen wetenschappers eiwitten in het laboratorium produceren. Veel vaccins, humane insuline en menselijke groeihormonen worden bijvoorbeeld geproduceerd met rDNA-technologie in het laboratorium. Vóór de 'geboorte' van genetische manipulatie, werd insuline voor de behandeling van diabetes geïsoleerd van varkens en koeien