การโคลนยีนคือการทำสำเนาหรือยีนของยีนตัวเดียว เมื่อมีการระบุยีนการโคลนสามารถใช้ในหลาย ๆ ด้านของการวิจัยทางชีวเวชศาสตร์และอุตสาหกรรมได้ พันธุวิศวกรรมเป็นกระบวนการของการโคลนยีนเข้าไปในสิ่งมีชีวิตใหม่หรือเปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอเพื่อเปลี่ยนผลิตภัณฑ์โปรตีน พันธุวิศวกรรมขึ้นอยู่กับความสามารถของเราในการปฏิบัติตามขั้นตอนที่จำเป็นต่อไปนี้
01 ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอร์
02 Enzymes ข้อ จำกัด
การค้นพบ เอนไซม์ที่ เรียกว่า endonucleases จำกัด มีความสำคัญต่อ วิศวกรรมโปรตีน เอนไซม์เหล่านี้ตัดดีเอ็นเอในตำแหน่งเฉพาะตามลำดับนิวคลีโอไทด์ มีหลายร้อยแห่ง เอนไซม์ที่ มีความสามารถในการตัดดีเอ็นเอในบริเวณที่แตกต่างกันได้ถูกแยกออกจากสายพันธุ์ต่างๆของแบคทีเรีย การตัดดีเอ็นเอด้วยเอนไซม์ที่ จำกัด ทำให้ชิ้นส่วนเล็ก ๆ มีขนาดแตกต่างกัน เหล่านี้สามารถแยกออกได้โดยใช้เจลไฟฟ้าหรือโครมาโตกราฟี
03 ไฟฟ้าสถิต
การเพิกถอนดีเอ็นเอจากการเพาะเลี้ยงเซลล์หรือการตัดด้วยเอนไซม์ที่ จำกัด จะไม่ใช้ประโยชน์มากนักหากเราไม่สามารถมองเห็นดีเอ็นเอได้นั่นคือหาวิธีดูว่าสารสกัดของคุณมีอะไรหรือขนาดเท่าไหร่ ได้ตัดมันลงแล้ว วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการเจลอิเล็กโตรโฟเรซิส เจลถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายจากการตรวจดูดีเอ็นเอตัดเพื่อตรวจจับดีเอ็นเอแทรกและ knockouts
04 เข้าร่วมสองชิ้นดีเอ็นเอ
ในการวิจัยทางพันธุกรรมมักต้องเชื่อมโยงดีเอ็นเอแต่ละเส้นตั้งแต่สองเส้นขึ้นไปเพื่อสร้างเส้นใยรีคอมบิแนนท์หรือปิดส่วนที่เป็นวงกลมที่ถูกตัดด้วยเอนไซม์ที่ จำกัด เอนไซม์ที่เรียกว่า DNA ligases สามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างกลุ่ม nucleotide เอนไซม์ DNA polymerase I และ polynucleotide kinase มีความสำคัญในขั้นตอนนี้เพื่อเติมช่องว่างหรือ phosphorylating ปลาย 5 'ตามลำดับ
05 การเลือกดีเอ็นเอจำลองตัวเองขนาดเล็ก
ชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของดีเอ็นเอขนาดเล็กที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของจีโนมของแบคทีเรีย แต่มีความสามารถในการจำลองตัวเองเรียกว่า plasmids Plasmids มักถูกใช้เป็น พาหะ ในการขนส่งยีนระหว่างจุลินทรีย์ ในด้านเทคโนโลยีชีวภาพเมื่อยีนที่น่าสนใจได้รับการขยายและทั้งยีนและ plasmid ถูกตัดด้วยเอนไซม์ที่ จำกัด พวกเขาจะถูก ligated ร่วมกันสร้างสิ่งที่เรียกว่าดีเอ็นเอ recombinant ไวรัสดีเอ็นเอ (bacteriophage) สามารถใช้เป็นเวกเตอร์ได้เช่นเดียวกับที่ cosmids, plasmids recombinant ที่มียีน bacteriophage
06 วิธีการย้ายเวกเตอร์เข้าไปใน Host Cell
กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมบนเวกเตอร์เช่นพลาสมิดในเซลล์โฮสต์ใหม่เรียกว่าการเปลี่ยนแปลง เทคนิคนี้ต้องการให้เซลล์โฮสต์สัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมซึ่งทำให้ "มีอำนาจ" หรือสามารถซึมผ่านเวกเตอร์ได้ชั่วคราว Electroporation เป็นหนึ่งในเทคนิคดังกล่าว plasmid ที่ใหญ่กว่าประสิทธิภาพของเซลล์จะลดลง กลุ่มดีเอ็นเอขนาดใหญ่สามารถโคลนได้ง่ายขึ้นโดยใช้ bacteriophage, retrovirus หรือ vectors ไวรัสหรือ cosmids อื่น ๆ ในรูปแบบที่เรียกว่า transduction phage หรือ vectors ไวรัสมักใช้ใน การปฏิรูปยา แต่อาจทำให้เกิดการแทรกซึมของดีเอ็นเอในส่วนของโครโมโซมของเราที่เราไม่ต้องการมันทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนและแม้แต่โรคมะเร็ง
07 วิธีการเลือกสิ่งมีชีวิตที่ผ่านการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
ไม่เซลล์ทั้งหมดจะใช้เวลา DNA ในระหว่างการแปลง เป็นสิ่งจำเป็นที่จะมีวิธีการตรวจจับสิ่งที่ทำ โดยทั่วไปแล้วพลาสมิดจะมียีนสำหรับความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะและเซลล์ยีนสามารถเลือกได้โดยขึ้นอยู่กับการแสดงออกของยีนเหล่านั้นและความสามารถในการเจริญเติบโตของเชื้อที่มีสารปฏิชีวนะนั้น วิธีทางเลือกของการเลือกขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของโปรตีนนักข่าวอื่น ๆ เช่นระบบ x-gal / lacZ หรือโปรตีนเรืองแสงสีเขียวซึ่งจะช่วยให้การเลือกใช้สีและการเรืองแสงได้ตามลำดับ