Inhoud
Genen zijn sequenties van DNA die kunnen worden onderverdeeld in functionele segmenten. Ze produceren ook een biologisch actief product, zoals een structureel eiwit, enzym of nucleïnezuur. Door segmenten van bestaande genen samen te voegen in een proces dat moleculair klonen wordt genoemd, ontwikkelen wetenschappers genen met nieuwe eigenschappen. Wetenschappers voeren gensplicing uit in het laboratorium en brengen het DNA in planten, dieren of cellijnen in.
Waarom splice-genen?
Hoewel op een nacht het verstandig is om de natuur met rust te laten, biedt gensplitsing veel voordelen voor de samenleving. Wetenschappers zijn verreweg de meest frequente gebruikers die de functie van genen en genproducten bestuderen. Ze voegen nieuwe genen toe aan organismen om gewasplanten ziekteresistent of voedzamer te maken.
Gentherapie, een actief onderwerp van onderzoek, biedt een nieuwe en aangepaste manier om genetische ziekten te bestrijden. Deze benadering is vooral nuttig wanneer geneesmiddelen met kleine moleculen niet bestaan. Wetenschappers gebruiken ook gensplitsing om geneesmiddelen op basis van eiwitten te produceren die de medische zorg verbeteren.
Gene splitsingsproces
Een gen wordt gesplitst door verschillende gensegmenten en DNA-sequenties samen te voegen in een product dat een chimera wordt genoemd.Wetenschappers voegen deze fragmenten samen in een cirkelvormig stuk DNA dat een plasmide wordt genoemd.
Wetenschappers gebruiken een complex proces om genen van een DNA van organismen te klonen. In tientallen jaren wetenschappelijk onderzoek bestaan de meeste genen echter al in een plasmide dat ergens in een laboratorium is opgeslagen. Gensegmenten worden uit het oorspronkelijke DNA gesneden en samengevoegd om een nieuw gen te maken. Vervolgens controleren onderzoekers de nieuwe volgorde om te controleren of de positie en oriëntatie in het DNA-molecuul correct zijn.
Coderingsregio's
Het coderende gebied van het gen definieert het product dat door de cel wordt geproduceerd; dit is bijna altijd een eiwit. Het coderende gebied van een gen kan worden gewijzigd met natuurlijk voorkomende of kunstmatige mutaties. Deze veranderingen in een DNA van cellen veranderen hoe de cel functioneert. Wetenschappers kunnen een tagreeks toevoegen om genproducten in een organisme te volgen en te bestuderen. Gensplitsing creëert ook nieuwe gensequenties om eiwitten te maken met meerdere of geheel nieuwe functies.
Niet-coderende regio's
Niet alle delen van een gen regelen de productie van een eindproduct. Niet-coderende regio's zijn even belangrijk bij het bepalen van de genfunctie.
Promotorsequenties bepalen de manier waarop genen in een cel tot expressie worden gebracht. Deze sequenties bepalen of een gen altijd tot expressie wordt gebracht, verwerkt de cel een bepaalde voedingsstof produceert of dat een cel onder stress staat. De promotor regelt ook in welke cellen een gen tot expressie wordt gebracht. Een bacteriële promotor zal bijvoorbeeld niet werken als deze wordt verplaatst naar een planten- of dierencel.
Enhancersequenties bepalen of de cel veel of slechts enkele eenheden van het eindproduct van de genen produceert. Andere sequenties bepalen hoe lang en hoeveel producten in de cel blijven hangen en of de cel eindproducten uitscheidt.