पुनः संयोजक डीएनए और आणविक क्लोनिंग

प्रतिबंधन एंजाइमों, लाइगेस और वैक्टर का उपयोग विभिन्न स्रोतों से डीएनए को काटने और जोड़ने तथा इसे परपोषी कोशिकाओं में प्रसारित करने के लिए कैसे किया जाता है — आनुवंशिक इंजीनियरिंग की संस्थापक तकनीक।

Definition

पुनः संयोजक डीएनए और आणविक क्लोनिंग विभिन्न स्रोतों से डीएनए खंडों को एक वेक्टर में जोड़ने और परिणामी अणु को परपोषी कोशिकाओं में प्रसारित करने के तरीकों का एक समूह है, ताकि एक चयनित डीएनए अनुक्रम को प्रवर्धित, बनाए रखा और अध्ययन किया जा सके।

Scope

यह विषय पुनः संयोजक डीएनए के निर्माण और उसकी क्लोनिंग को शामिल करता है: प्रतिबंधन एंजाइम और विशिष्ट स्थलों पर डीएनए काटना, डीएनए लाइगेस के साथ खंडों को जोड़ना, प्लास्मिड और अन्य वैक्टर का उपयोग, परपोषी कोशिकाओं में प्रवेश, और पुनः संयोजकों का चयन। यह क्लोनिंग के सिद्धांतों पर चर्चा करता है; अनुप्रवाह प्रवर्धन, अनुक्रमण और संपादन को सहयोगी विषयों में शामिल किया गया है।

Core questions

• प्रतिबंधन एंजाइम विशिष्ट अनुक्रमों पर डीएनए को कैसे काटते हैं?
• डीएनए खंडों को एक वेक्टर में कैसे जोड़ा जाता है?
• वैक्टर क्या हैं और वे विदेशी डीएनए को परपोषी कोशिकाओं में कैसे ले जाते हैं?
• वांछित पुनः संयोजक अणु ले जाने वाली कोशिकाओं का चयन कैसे किया जाता है?

Key theories

अनुक्रम-विशिष्ट काटना और जोड़ना

प्रतिबंधन एंजाइम परिभाषित डीएनए अनुक्रमों को पहचानते और काटते हैं, अक्सर पूरक सिरे छोड़ते हैं, जिन्हें डीएनए लाइगेस जोड़ सकता है, जिससे विभिन्न स्रोतों से खंडों को अनुमानित रूप से पुनः संयोजित किया जा सके।

वेक्टर-जनित प्रसार

एक प्रतिकृति वेक्टर में एक खंड डालने और इसे परपोषी कोशिकाओं में पेश करने से पुनः संयोजक डीएनए को परपोषी के साथ कॉपी किया जा सकता है, जिससे चयनित अनुक्रम के कई समान क्लोन प्राप्त होते हैं।

Mechanisms

एक प्रतिबंधन एंजाइम लक्ष्य डीएनए और एक वेक्टर दोनों को विशिष्ट पहचान स्थलों पर काटता है, जिससे अक्सर मेल खाने वाले एकल-स्ट्रैंडेड ओवरहैंग उत्पन्न होते हैं। खंडों को मिलाया जाता है और डीएनए लाइगेस द्वारा एक पुनः संयोजक अणु बनाने के लिए जोड़ा जाता है, जिसे रूपांतरण या संबंधित तरीकों से परपोषी कोशिकाओं में पेश किया जाता है। क्योंकि वेक्टर में प्रतिकृति का एक मूल और चयन योग्य मार्कर होते हैं, परपोषी कोशिकाएं जो पुनः संयोजक डीएनए को लेती और बनाए रखती हैं, उन्हें पहचाना और विकसित किया जा सकता है, जिससे आगे के उपयोग के लिए क्लोन किए गए अनुक्रम की बड़ी मात्रा में उत्पादन होता है।

Clinical relevance

आणविक क्लोनिंग इंसुलिन और एंटीबॉडी जैसे पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन और जीन थेरेपी और टीकों के लिए वैक्टर के निर्माण को रेखांकित करती है; इसे महत्व के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन के रूप में।

History

अर्बर, स्मिथ और नाथन्स द्वारा प्रतिबंधन एंजाइमों का लक्षण वर्णन, और बर्ग, कोहेन और बोयर द्वारा 1970 के दशक की शुरुआत में पहले पुनः संयोजक डीएनए अणुओं का निर्माण, ने आणविक क्लोनिंग की स्थापना की और नोबेल मान्यता अर्जित की, जिससे आनुवंशिक इंजीनियरिंग नियमित हो गई।

Key figures

• Hamilton Smith
• Daniel Nathans
• Werner Arber
• Paul Berg
• Herbert Boyer
• Stanley Cohen

Seminal works

• smith1970
• watson2013

Frequently asked questions

एक प्रतिबंधन एंजाइम क्या करता है?

यह एक विशिष्ट छोटे डीएनए अनुक्रम को पहचानता है और वहां डीएनए को काटता है, अक्सर ऐसे सिरे छोड़ता है जिन्हें उसी एंजाइम द्वारा काटे गए अन्य खंडों से जोड़ा जा सकता है।

क्लोनिंग में वैक्टर की आवश्यकता क्यों होती है?

एक वेक्टर सम्मिलित डीएनए को परपोषी कोशिकाओं में ले जाता है और वहां प्रतिकृति करता है, इसलिए क्लोन किए गए अनुक्रम को कॉपी किया जाता है और उसका चयन और प्रसार किया जा सकता है।