PCR, CRISPR eta Bioteknologia: Oinarriak, Aplikazioak eta Industria
PCR, CRISPR eta Bioteknologia: Oinarriak eta Aplikazioak
PCR (Polimerasa Kate-Erreakzioa)
PCR termozikladore batean egiten den teknika da. Prozesua hiru urratsetan banatzen da:
- Desnaturalizazioa: tenperatura 95 °C-ra igotzen da, DNA bi kateetan banatzeko.
- Lerrokatzea: tenperatura jaitsi egiten da, hasiera-oligonukleotidoak (primers) DNAren kate bakoitzari lotzeko.
- Elongazioa: tenperatura berriro igotzen da, polimerasak DNA berria sintetiza dezan.
Zikloak errepikatzean, DNA zati jakin baten anplifikazio esponentziala gertatzen da.
Emaitzen interpretazioa
Elektroforesiaren bidez, anplifikatutako DNA zatia tindaketa fluoreszenteaz ikusten da.
- Emaitza negatiboa: anplifikatutako DNA zatia ez da detektatzen. Horrek esan nahi du patogenoaren DNA ez dagoela laginean.
- Emaitza positiboa: anplifikatutako zatia detektatzen da laginean. Fluoreszentziaren intentsitateak DNA anplifikatuaren kantitatea adierazten du.
Aplikazioak
PCR anplifikazioan, diagnostiko genetikoan, patogenoen identifikazioan eta klonazioan erabiltzen da.
DNA sekuentziazioa
DNA sekuentziazioak DNAren zati baten sekuentzia ezagutzea ahalbidetzen du. Metodo klasikoak Sanger-en metodoa da, hiru urratsetan oinarritzen dena:
- Hibridazioa: hasiera-oligonukleotido bat DNA molde bakarrari lotzen zaio.
- Polimerizazioa: DNA polimerasak DNA molde bakoitzaren kopia egiten hasten da hasieratik.
- Didesoxirribonukleotidoen gehikuntza: didesoxirribonukleotidoak ausaz gehitzen dira, eta sintesia une jakin batean geratzen da, luzera jakin batean.
Lau erreakzio bakoitzaren produktuak elektroforesiaren bidez aztertzen dira, eta DNA sekuentzia irakurtzen da.
CRISPR teknologia
CRISPR genomak editatzeko teknologia da. Errepikapen palindromiko labur multzokatuak (CRISPR) eta Cas genek kodifikatutako endonukleasak ditu oinarri.
Urratsak
- RNA gida diseinatzen da, editatu nahi den DNA sekuentziarekin osagarria dena.
- Cas9 proteinak RNA gidari jarraituz DNA osagarria ebakitzen du.
- DNA konpontzeko mekanismo zelular naturalak esku hartzen du:
- Ebaketa modu zehaztugabean itxiz: ezabatzea (delezioa) eragiten du.
- Ebakidura betez: birkonbinazio bidezko sekuentzia artifizial batekin.
Aplikazioak
- Elikagaien industria: nekazaritza transgenikoan, akats asko saihestea.
- Aldaketa ekologikoak: eltxo-populazioa modifikatzeak malaria prebenitu lezake.
- Medikuntza: minbiziaren tratamendua eta ikerketa.
Klonazio molekularra
- Bektorea aukeratu.
- Klonatu behar den gene aukeratu.
- DNA murrizte-entzima bidez moztu.
- PCR bidez DNA zatia anplifikatu.
- Bakterioen plasmidoekin mutur itsaskorrak sortu.
- Gene eta plasmidoa kontaktuan jarri.
- DNA birkonbinatzailea sortu eta zelula ostalarian sartu, kultiboa eginez.
- Interesatzen zaigun gene-a duten koloniak identifikatu, kultibatu eta proteina birkonbinatzailea ekoiztu.
Bioteknologia industrialean
Kimika
Onddoek eta bakterioek sortutako entzimak ehungintzan eta detergenteen eraginkortasuna areagotzeko erabiltzen dira.
Meatzaritza
Biolixiviazioa: bakterio eta onddoek mineralak garbitu eta berreskuratzen dituzte. Adibidez, kobrea harkaitzetatik.
Ingurumena
Konposta: hondakinetako mikroorganismo deskonposatzaileak erabiltzea.
Espezie arriskuan dauden espezieak berreskuratzea: ugaltze eta klonazio teknikez bioaniztasuna mantentzea.
Nekazaritza
Izurriei aurka gogorrak diren landareak, edo eremu hotz eta lehorretan hazi daitezkeenak.
Abeltzaintza
Hazkuntza azkarragoa, errendimendu handiagoa eta kalitate hobeko produktuak lortzea.
Medikuntza
Legala eta forentsea
Bioteknologiak aztarna genetikoan iraultza eragin du, DNA manipulatzeko teknikei esker. PCR bidez DNA anplifikatu daiteke, lagin txikietatik ere.
Ikerketa medikoa
Gaixotasunak prebenitzeko eta tratatzeko. Animalien ugaltze eta klonazioa ere ikerketa medikoan erabiltzen da.