NộI Dung
Phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và họ hàng khoa học của nó, nhân bản gen biểu hiện, là hai đột phá công nghệ sinh học của những năm 1970 và 1980 tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực tìm hiểu bệnh. Cả hai công nghệ phân tử này cung cấp cho các nhà khoa học phương tiện để tạo ra nhiều DNA hơn theo những cách khác nhau.
Lịch sử
Nhà sinh vật học phân tử Kary Mullis đã cách mạng hóa khoa học gen khi ông nghĩ ra phản ứng chuỗi polymerase (PCR) vào mùa xuân năm 1983, mang lại cho ông giải thưởng Nobel về hóa học năm 1993. Bước đột phá này đã đi theo xu hướng nghiên cứu nhân bản từ năm 1902. Không có tiến bộ lớn nào trong việc nhân bản cho đến tháng 11 năm 1951, khi một nhóm các nhà khoa học ở Philadelphia nhân bản phôi phôi ếch. Bước đột phá lớn xảy ra vào ngày 5 tháng 7 năm 1996, khi các nhà khoa học nhân bản con cừu Dolly trộm từ một tế bào động vật có vú đông lạnh.
PCR và nhân bản
Nhân bản vô tính chỉ đơn giản là tạo ra một sinh vật sống từ một sinh vật khác, tạo ra hai sinh vật có cùng một gen chính xác. PCR cho phép các nhà khoa học tạo ra hàng tỷ bản sao của một đoạn DNA trong vài giờ. Mặc dù PCR tác động đến công nghệ nhân bản bằng cách tạo ra số lượng lớn DNA có thể được nhân bản, PCR phải đối mặt với khó khăn trong việc nhiễm bẩn, trong đó một mẫu với vật liệu di truyền không mong muốn cũng có thể được sao chép và tạo ra DNA sai.
PCR hoạt động như thế nào
Quá trình PCR bao gồm phá vỡ DNA bằng cách làm nóng nó, giúp tách chuỗi xoắn kép DNA thành các chuỗi đơn riêng biệt. Sau khi các chuỗi này được tách ra, một enzyme có tên DNA polymerase sẽ đọc chuỗi axit nucleic và tạo ra một chuỗi DNA trùng lặp. Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần, nhân đôi số lượng DNA mỗi chu kỳ và tăng DNA theo cấp số nhân cho đến khi hàng triệu bản sao của DNA gốc được tạo ra.
Cách thức nhân bản
Nhân bản DNA liên quan đến việc phân lập DNA nguồn và vector đầu tiên và sau đó sử dụng enzyme để cắt hai DNA này.Tiếp theo, các nhà khoa học liên kết DNA nguồn với vector bằng enzyme ligase DNA để sửa chữa mối nối và tạo ra một chuỗi DNA duy nhất. DNA đó sau đó được đưa vào một tế bào sinh vật chủ, nơi nó phát triển cùng với sinh vật.
Các ứng dụng
PCR đã trở thành một công cụ tiêu chuẩn trong khoa học pháp y vì nó có thể nhân các mẫu DNA rất nhỏ để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm tội phạm. PCR cũng trở nên hữu ích cho các nhà khảo cổ học nghiên cứu sinh học tiến hóa của các loài động vật khác nhau, bao gồm các mẫu hàng nghìn năm tuổi. Công nghệ nhân bản đã giúp việc phân lập các đoạn DNA có chứa gen để nghiên cứu chức năng gen tương đối dễ dàng. Các nhà khoa học tin rằng nhân bản đáng tin cậy có thể được sử dụng để làm cho nông nghiệp có năng suất cao hơn bằng cách sao chép các động vật và cây trồng tốt nhất và cũng để thử nghiệm y tế chính xác hơn bằng cách cung cấp các động vật thử nghiệm phản ứng theo cùng một loại thuốc.