Miten geeni siirretään?

OLETTAKAAMME, että haluat siirtää geenin. Miten menettelisit?

Ensinnäkin tarvitset geenin eli pätkän DNA:ta, joka sisältää ”koodin” eli ”piirustuksen” jotakin valkuaisainetta varten. Nykyään on olemassa ”geenikoneita”, jotka valmistavat yksinkertaisia synteettisiä geenejä reagoimattomista kemikaaleista. Monimutkaisempia geenejä on ehkä pakko paikantaa ja eristää elävien solujen DNA:sta.

Seuraavaksi tarvitset plasmidin, jota sitten käsitellään kemiallisella avaaja- eli restriktioentsyymillä, joka katkaisee plasmidin sopivasta kohdasta, minkä jälkeen siirrettävä DNA-pätkä voidaan liittää tämän katkoskohdan ”tahmeisiin” pintoihin.

Sinun täytyy ehkä varmistautua myös siitä, että uusi geeni on liitetty oikein erääseen erikoisgeeniin, joka toimii ”kytkimenä” sille geenille, jonka haluat siirtää. Muussa tapauksessa uusi geeni ei kenties toimisi koskaan. Eihän plasmidilla eikä bakteereilla, joihin uusi geeni siirretään, ole todellista käyttöä sille. Koska tästä geenistä ei ole niille mitään hyötyä, miksi bakteerien pitäisi tuhlata aikaa ja energiaa tuottaakseen sellaista, mitä siirretyn geenin koodi sisältää?

”Kytkimen” tarkoituksena on puijata bakteereja ajattelemaan, että ne tuottavat jotakin tarvitsemaansa, kun ne todellisuudessa tuottavatkin sellaista, mitä sinä tarvitset. Näitä kytkimiä sanotaan ”säätelygeeneiksi”.

Pane nyt säätelygeeni ja uusi geeni yhteen ja sekoita ne suureen määrään tahmeita plasmideja. Osa plasmideista kytkeytyy uusiin geeneihin, minkä jälkeen plasmidit ovat taas renkaita. Pane sen jälkeen plasmidit, joiden aukot on näin saatu ”paikatuksi”, maljaan, jossa on runsaasti bakteereja, ja jotkin bakteerit imevät itseensä osan plasmideista. On tavallista, että bakteerit vaihtavat plasmideja. Plasmideja on yleensä siellä, missä ne voivat saada uusia geenejä, jotka sitten tekevät ne immuuneiksi antibiooteille.

Jos kaikki on sujunut hyvin, niin ainakin jotkin bakteereista ovat imeneet itseensä plasmideja, joissa on sinun niihin siirtämiäsi uusia geenejä, ja ainakin jotkin plasmideista toimivat bakteerien sisällä käyttäen bakteerien ribosomeja ja muita ”työntekijöitä” tuottaakseen sellaista, mitä sinä haluat. Olet saanut bakteereista itsellesi pienen ”tehtaan”. Mutta tällä tehtaalla on se etu, että se pystyy kopioimaan itseään. Bakteerit jakautuvat ja tuottavat lisää bakteereja, joissa kaikissa on sinun niihin siirtämäsi geeni ja jotka kaikki valmistavat sellaista valkuaisainetta, jota sinä haluat.

[Kuva s. 8]

Vieras geeni + plasmidi = vieraalla geenillä täydennetty plasmidi, jonka bakteeri imee itseensä