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Recombinant DNA (rDNA)

1973
  • Stanley Norman Cohen
  • Herbert Boyer
Biologo molecolare che conduce la tecnologia del DNA ricombinante in laboratorio.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Recombinant DNA (rDNA) technology involves joining together DNA molecules from two different species. The recombinant DNA is inserted into a host organism to produce new genetic combinations. This is achieved using restriction enzymes to cut DNA at specific sites and DNA ligase to join the fragments, often incorporating the desired gene into a plasmid vector for cloning.

La tecnologia del DNA ricombinante, nota anche come ingegneria genetica, è il processo di creazione di DNA artificiale mediante la combinazione di materiale genetico proveniente da fonti diverse. Questa tecnologia ha rivoluzionato la biologia e la medicina, consentendo agli scienziati di manipolare direttamente il codice genetico degli organismi. La procedura principale prevede diverse fasi chiave. Innanzitutto, viene identificato e isolato un gene di interesse dal DNA di un organismo. Questo viene spesso fatto utilizzando enzimi di restrizione, proteine ​​che agiscono come forbici molecolari, tagliando il DNA in corrispondenza di specifiche sequenze di riconoscimento. In secondo luogo, viene scelto un vettore, ovvero una molecola di DNA utilizzata per trasportare il materiale genetico estraneo in un'altra cellula. I plasmidi batterici, piccole molecole di DNA circolari separate dal cromosoma batterico, sono i vettori più comuni. Lo stesso enzima di restrizione utilizzato per isolare il gene viene impiegato anche per tagliare il vettore plasmidico. Questo crea delle "estremità adesive" compatibili sia sul gene che sul plasmide. Infine, il gene isolato viene inserito nel plasmide. Le estremità adesive del gene si legano alle estremità adesive complementari del plasmide e viene aggiunto l'enzima DNA ligasi per unirle permanentemente formando legami fosfodiesterici. La molecola risultante è un plasmide ricombinante contenente il nuovo gene. Infine, questo vettore ricombinante viene introdotto in un organismo ospite, tipicamente un batterio come *E. coli*, attraverso un processo chiamato trasformazione. Man mano che le cellule ospiti si moltiplicano, replicano il plasmide ricombinante insieme al proprio DNA, creando molte copie del gene inserito. Le cellule ospiti possono anche trascrivere e tradurre il gene estraneo per produrre la proteina desiderata, come ad esempio la proteina umana insulina prodotto nei batteri.

UNESCO Nomenclature: 2406
- Biologia molecolare

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • discovery of DNA as genetic material
  • elucidation of the DNA double helix structure
  • discovery of plasmids in bacteria
  • discovery and characterization of restriction enzymes by Werner Arber, Daniel Nathans, and Hamilton Smith
  • discovery of DNA ligase

Applicazioni

  • production of synthetic human insulin for diabetics
  • creation of genetically modified organisms (GMOs)
  • produzione di vaccini (e.g., hepatitis B vaccine)
  • gene therapy
  • production of clotting factors for hemophilia

Brevetti:

  • US4237224

Idee e potenziali innovazioni

  • engineering bacteria to break down plastics or pollutants
  • developing plants that can fix their own nitrogen, reducing fertilizer use
  • creating synthetic biological circuits for biosensors
  • producing spider silk in goats for high-strength materials
  • engineering immune cells (CAR-T) to target and kill cancer
  • developing ‘gene drive’ systems to control disease-carrying insect populations
  • producing biofuels from genetically modified algae
  • creating hypoallergenic pets by knocking out allergen-producing genes
  • manufacturing complex pharmaceuticals in plant-based systems (‘pharming’)
  • developing live bacterial therapeutics that produce drugs directly in the gut
Argomenti correlati: DNA ricombinante, ingegneria genetica, Stanley Cohen, Herbert Boyer, plasmide, vettore, enzima di restrizione, DNA ligasi, clonazione genica, OGM.

Contesto storico

Recombinant DNA (rDNA)

1958
1960
1970
1973
1975
1979
1983
1954
1960
1967
1970
1975
1977
1983
1987

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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