Naučnici mogu mijenjati DNK organizama. Mogu rezati DNK, ubacivati neke nove gene, isijecati štetne gene, mogu umnožavati DNK i klonirati. Sve ovo je moguće jer se DNK svakog organizma sastoji iz istih gradivnih komponenti – azotnih baza, šećera dezoksiriboze i fosfatne skupine. Hajmo probati vidjeti kako i zašto naučnici manipulišu sa DNK i mijenjaju je.

Da li znate nekog ko ima šećernu bolest, dijabetes? Sigurno onda znate da ta osoba mora sebi davati insulin, hormon, koji je po prirodi bjelančevina, a koji reguliše nivo šećera u krvi. Nekada davno, kada se tek otkrilo šta je uzrok šećerne bolesti – da organizam ovih bolesnika ne može proizvoditi insulin – ljekari su koristili goveđi insulin. Goveđi insulin je slične građe kao i ljudski, pa je pomagao bolesnicima, ali je trebalo oko 2 tone goveđih pankreasa da se dobije oko 200 grama insulina.


Međutim, kako su naučnici bolje upoznavali osobine DNK, shvatili su da insulin mogu proizvoditi lakše, i da ga mogu proizvoditi više, tako što će ubaciti gen za ljudski insulin u jednu vrstu bakterije. Bakterije se brzo množe i u ogromnim bioreaktorima se dobiju velike količine insulina koji se pakuje u doze kao lijek.

 

Eh, sad treba znati da bakterije imaju malko drugačiju DNK nego drugi organizmi. Bakterije nemaju jedro i njihova DNK se nalazi u obliku jednog jedinog hromosoma čiji su krajevi povezani. I ne samo to – bakterije imaju male segmente DNK prstenastog oblika mimo ove „glavne“ DNK. Te prstenaste male bakterijske DNK zovemo plazmidi.

Stanica bakterije sa DNK i plazmidima

Plazmidi su naučnicima koji se bave manipulacijom DNK bili vrlo interesantni jer ih mogu ubacivati u druge vrste ćelija, a ovi fragmenti DNK imaju još i sekvence DNK koje pospješuju umnožavanje plazmida, a time i umnožavanje ubačenog gena. Također, plazmidi imaju gene koji daju bakterijama neka zanimljiva, mada za čovjeka vrlo nepoželjna svojstva. Recimo, otpornost na antibiotike, lijekove koji ubijaju bakterije. Te sekvence nazivamo genetički markeri. Pomoću toga naučnici mogu vidjeti da li neke bakterije imaju plazmid, a time i ubačeni gen.

Geni se mogu ubacivati na različite načine, ali je prvo potrebno izrezati neki gen. Genetičari za to koriste makaze. Dobro, to nisu prave makaze kakve vi koristite, nego su to molekularne makaze – zapravo enzimi, bjelančevine koje prepoznaju neku sekvencu na DNK i upravo na mjestu te sekvence sijeku DNK. Recimo, jedan takav enzim prepoznaje sekvencu CTTAAG. Da li vidite nešto neobično kod ove sekvence? Kako bi glasila sekvenca na drugom polulancu DNK? Glasila bi GAATTC. Pročitajte sad to naopačke. Jeste li pročitali opet CTTAAG? Zar ne? Ovakve sekvence, u kojima su suprotni komplementarni lanci DNK isti ako se pročitaju naopako, zovemo palindromske sekvence. Palindromi su riječi ili rečenice koje, kada se pročitaju naopako, s desna na lijevo, imaju isto značenje. Recimo, „Ana voli Milovana“, „kisik“, „Ana nabra par banana“ ili „sir ima miris“.

Planidromska sekvenca

Kada enzim isiječe neku sekvencu, krajevi sekvence nisu ravni, neko imaju dijelove polulanaca koji strše. Ove krajeve nazivamo „ljepljivi krajevi“ i vrlo su zgodni genetičarima kada treba ubaciti gen u plazmid.
Sad samo treba uspješno ubaciti gen u plazmid. Ponekad to bude uspješno, a ponekad ne. Zato naučnici koji se bave stvaranjem genetički modificiranih organizama moraju sve one organizme u koje su pokušali ubaciti plazmide i testirati da vide da li je ubacivanje bilo uspješno. Tu su nam važni oni geni-markeri pomoću kojih detektujemo da li je unošenje plazmida bilo uspješno. Ako organizam ima osobinu koju nosi taj gen, a gen je bio na plazmidu, onda možemo zaključiti i da je unošenje plazmida bilo uspješno.