พันธุศาสตร์และเทคโนโลยี DNA

พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) คือ เทคโนโลยีที่ทำการเคลื่อนย้าย Gene จากสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์หนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตสายพันธุ์หนึ่ง เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่เพื่อเป็นประโยชน์กับมนุษย์ ซึ่ง “พันธุวิศวกรรม เป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยี” ที่นำความรู้ทางชีววิทยามาใช้กับสิ่งมีชีวิต

ขั้นตอนของพันธุวิศวกรรมมี 4 ขั้นตอนด้วยกันคือ 1.สร้าง DNA สายผสมระหว่าง DNA พาหะ(vector) กับ DNA ที่สนใจ 2.นำ DNA สายผสมเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน 3.เพิ่มจำนวนเซลล์เจ้าบ้านทำให้ DNA สายผสมเพิ่มจำนวน และ 4.สกัดสารที่ต้องการจากเซลล์เจ้าบ้าน หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะของสิ่งมีชีวิต สรุป ! สิ่งที่ต้องการคือ โปรตีนที่เราอยากได้นั่นเอง การสร้าง DNA สายผสมนั้นขั้นแรกต้องเตรียม DNA ที่เราสนใจ นำมาตัดด้วยเอนไซม์จำเพาะ จากนั้นเตรียม DNA พาหะ มาตัดด้วยเอนไซม์จำเพาะเช่นเดียวกัน และเอนไซม์จำเพาะที่ตัด DNA พาหะนั้นต้องเป็นชนิดเดียวกันกับ DNA ที่เราสนใจ หลังจากที่ได้ DNA สายผสมเราจะใส่เข้าไปในผู้รับ และจะเลี้ยงเซลล์ผู้รับให้แบ่งเซลล์หลายๆครั้ง ทำให้เพิ่มจำนวนเซลล์ หรือเพิ่มปริมาณ Gene ที่น่าสนใจ เรียกกระบวนการนี้ว่า “โคลนยีน” การโคลนยีนมี 2 วิธีด้วยกันคือ 1.การโคลนยีนโดยอาศัยพลาสมิดของแบคทีเรีย ซึ่งพลาสมิดคือ DNA วงแหวนที่อยู่ใน cytoplasm ของแบคทีเรีย ยกตัวอย่างเช่นการสร้างอินซูลิน โดยนำพลาสมิดที่คัดเลือกแล้ว ตัดด้วยเอนไซม์จำเพาะ และนำยีนที่สร้างอินซูลินใส่ในพลาสมิด จากนั้นนำพลาสมิดที่มียีนที่เราต้องการใส่ในแบคทีเรีย จากนั้นแบคทีเรียจะมีการเพิ่มจำนวน และผลิตอินซูลินออกมา 2.การโคลนยีนในหลอดทดลองโดยเทคนิค polymerase chain reaction (PCR) เป็นเทคนิคการเพิ่มปริมาณชิ้นส่วนของ DNA โดยขั้นแรกจะเป็นการใช้อุณหภูมิแยกสาย DNA ให้เป็นสายเดี่ยว ต่อจากนั้น primers จะมาเกาะติดกับ DNA และจะมีขั้นตอนการสร้างสาย DNA สายใหม่โดยต่อขยายจาก primers ไปในทิศทาง 3’ ไป 5’ โดยการทำงานของเอนไซม์ DNA Polymerase ได้ DNA สายใหม่