В основе - процесс переноса генов из одного организма в другой, этот процесс называется технология рекомбинантной ДНК. Уже через несколько лет после открытия данного метода, был получен рекомбинантный человеческий инсулин. На сегодняшний день известно уже более 300 препаратов, произведенных с помощью переноса генов из одного организма в другой. Это огромный успех, который позволил сохранить более 300 млн. жизней!
Как получить ДНК для клонирования?
1. Можно взять геномную ДНК.
2. Можно выделить матричную РНК и на ее основе получить ДНК.
3. Можно синтезировать ДНК in vitro (т.е. от латинского "на стекле", имеется ввиду химическим путем вне живой клетки).
В чем главная идея?
Нужно взять интересующую нас ДНК, найти там нужный нам ген (фрагмент ДНК), вырезать его, а затем вставить в ДНК интересующего нас организма. Например, выделили ген инсулина человека, вырезали его, вставили в ДНК кишечной палочки (бактерия такая, обитает у нас в кишечнике), после чего эта бактерия стала продуцировать человеческий инсулин. Конечно, все не так просто, потому что есть такие проблемы, как утрата чужеродной ДНК клеткой, метаболическая перегрузка, неправильная посттрансляционная модификация белка и др. Но сейчас мы трудности не рассматриваем, у нас все гладко и славно.
Как разрезать ДНК?
Для этого нужно использовать специальные ферменты (белки), которые могут разрезать ДНК в нужных местах. Эти ферменты - эндонуклеазы рестрикции. Они могут быть различные по происхождению и выполняемым функциям, но все они так или иначе вносят в молекулу ДНК разрезы (или разрывы). Данные ферменты могут узнавать определенные места на ДНК (сайты рестрикции) и атаковать их.
Как затем "сшить" ДНК?
После разрезания ДНК, остаются либо липкие, либо тупые концы. Липкие концы соединяются друг с другом по принципу комплементарности, тупые же необходимо соединить с помощью ферментов - лигаз. Строго говоря, для липких концов обработка лигазами тоже не будет лишней, но это не так критично.