Sólin Sólin Rís 09:11 • sest 18:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 08:37 • Sest 12:19 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:34 • Síðdegis: 16:03 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:00 • Síðdegis: 22:17 í Reykjavík

Hvað er genaklónun, hvernig fer hún fram og í hvaða tilgangi?

Guðmundur Eggertsson

Með genaklónun eða einræktun gena er átt við það þegar gen eru einangruð, flutt inn í genaferjur og látin margfaldast með þeim í lifandi frumum. Genaferjurnar eru oftast nær annað hvort veirur eða litlar hringlaga DNA-sameindir, svonefnd plasmíð, sem fjölga sér óháð litningi hýsilfrumunnar.

Fyrstu tilraunir með klónun gena voru gerðar snemma á áttunda áratug síðustu aldar. Árið 1973 birtu bandarísku erfðafræðingarnir Herbert Boyer og Stanley Cohen grein þar sem sagt var frá ferjun bakteríugena inn í lítið plasmíð, pSC101, sem síðan var flutt inn í bakteríuna Eschericha coli. Þeir félagar höfðu notfært sér ákveðið ensím, skerðiensím, til þess að klippa DNA annarrar bakteríutegundar í búta sem gátu borið heil gen. Sama ensím var notað til þess að klippa DNA-hring plasmíðsins á einum stað þannig að hann opnaðist. Eftir klippinguna voru bæði plasmíðið og DNA-bútarnir með sams konar einþátta enda sem hafa við ákveðin skilyrði tilhneigingu til að loða saman. Tengingu þeirra mátti síðan innsigla með hjálp sérstaks ensíms.

Þegar blandað var saman bútum og opnuðum plasmíðum skeyttust bútarnir því inn í plasmíðin og plasmíðhringurinn lokaðist. Síðan voru plasmíðin flutt inn í hýsilbakteríuna þar sem þau margfölduðust og ferjaða genið með. Það hafði með öðrum orðum verið klónað. Þar sem plasmíðin geta verið í fjölmörgum eintökum í hýsilfrumunni og auðvelt er að einangra þau, var nú komin aðferð til þess að einangra einstök gen.

Litlu síðar var lýst ferjun gens úr froski inn í bakteríur. Í raun skiptir ekki máli úr hvaða lífveru genið kemur sem ferja skal. Það er hægt að ferja gen úr hvaða lífveru sem er með þessari aðferð. Hitt er annað mál að það er ekki alltaf jafn auðvelt að fá gen úr framandi lífverum til að starfa í bakteríufrumum. Með sérstökum aðferðum getur það þó tekist.

Þessar tilraunir mörkuðu upphaf erfðatækninnar. Síðan hafa verið útbúnar margar mismunandi genaferjur fyrir bakteríur, sveppi, plöntufrumur og dýrafrumur. Klónun gena hefur verið ómetanleg aðferð við rannsóknir á genum og starfsemi þeirra. Genaklónun er til dæmis ómissandi við raðgreiningu erfðamengja, við framköllun markvissra stökkbreytinga í genum og við iðnaðarframleiðslu á prótínafurðum gena.

Mynd af Herbert Boyer: UCSF - University of California, San Francisco

Mynd af Stanley Cohen: Alma mater

Höfundur

Guðmundur Eggertsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

8.4.2003

Spyrjandi

Bergur Þ. Gunnþórsson

Tilvísun

Guðmundur Eggertsson. „Hvað er genaklónun, hvernig fer hún fram og í hvaða tilgangi?“ Vísindavefurinn, 8. apríl 2003. Sótt 19. febrúar 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=3320.

Guðmundur Eggertsson. (2003, 8. apríl). Hvað er genaklónun, hvernig fer hún fram og í hvaða tilgangi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=3320

Guðmundur Eggertsson. „Hvað er genaklónun, hvernig fer hún fram og í hvaða tilgangi?“ Vísindavefurinn. 8. apr. 2003. Vefsíða. 19. feb. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=3320>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er genaklónun, hvernig fer hún fram og í hvaða tilgangi?
Með genaklónun eða einræktun gena er átt við það þegar gen eru einangruð, flutt inn í genaferjur og látin margfaldast með þeim í lifandi frumum. Genaferjurnar eru oftast nær annað hvort veirur eða litlar hringlaga DNA-sameindir, svonefnd plasmíð, sem fjölga sér óháð litningi hýsilfrumunnar.

Fyrstu tilraunir með klónun gena voru gerðar snemma á áttunda áratug síðustu aldar. Árið 1973 birtu bandarísku erfðafræðingarnir Herbert Boyer og Stanley Cohen grein þar sem sagt var frá ferjun bakteríugena inn í lítið plasmíð, pSC101, sem síðan var flutt inn í bakteríuna Eschericha coli. Þeir félagar höfðu notfært sér ákveðið ensím, skerðiensím, til þess að klippa DNA annarrar bakteríutegundar í búta sem gátu borið heil gen. Sama ensím var notað til þess að klippa DNA-hring plasmíðsins á einum stað þannig að hann opnaðist. Eftir klippinguna voru bæði plasmíðið og DNA-bútarnir með sams konar einþátta enda sem hafa við ákveðin skilyrði tilhneigingu til að loða saman. Tengingu þeirra mátti síðan innsigla með hjálp sérstaks ensíms.

Þegar blandað var saman bútum og opnuðum plasmíðum skeyttust bútarnir því inn í plasmíðin og plasmíðhringurinn lokaðist. Síðan voru plasmíðin flutt inn í hýsilbakteríuna þar sem þau margfölduðust og ferjaða genið með. Það hafði með öðrum orðum verið klónað. Þar sem plasmíðin geta verið í fjölmörgum eintökum í hýsilfrumunni og auðvelt er að einangra þau, var nú komin aðferð til þess að einangra einstök gen.

Litlu síðar var lýst ferjun gens úr froski inn í bakteríur. Í raun skiptir ekki máli úr hvaða lífveru genið kemur sem ferja skal. Það er hægt að ferja gen úr hvaða lífveru sem er með þessari aðferð. Hitt er annað mál að það er ekki alltaf jafn auðvelt að fá gen úr framandi lífverum til að starfa í bakteríufrumum. Með sérstökum aðferðum getur það þó tekist.

Þessar tilraunir mörkuðu upphaf erfðatækninnar. Síðan hafa verið útbúnar margar mismunandi genaferjur fyrir bakteríur, sveppi, plöntufrumur og dýrafrumur. Klónun gena hefur verið ómetanleg aðferð við rannsóknir á genum og starfsemi þeirra. Genaklónun er til dæmis ómissandi við raðgreiningu erfðamengja, við framköllun markvissra stökkbreytinga í genum og við iðnaðarframleiðslu á prótínafurðum gena.

Mynd af Herbert Boyer: UCSF - University of California, San Francisco

Mynd af Stanley Cohen: Alma mater...