Até à década de 70, o DNA era o componente celular mais difícil de ser analisado. A sua sequência de nucleótidos de enorme tamanho e monotonia química eram geralmente analisados por meios indirectos. A partir da década de 70, um conjunto de técnicas de análise e manipulação de DNA relacionadas com o isolamento e purificação de genes específicos revolucionou as ciências biológicas e teve impactos éticos e sociais. O DNA tornou-se, então, a molécula mais fácil de ser analisada, sendo possível isolar algumas das suas porções.
A tecnologia do DNA recombinante tem uma ampla aplicação. Ela pode ser usada no estudo de mecanismos de replicação e de expressão génica, na determinação da sequência de um gene e consequentemente da proteína que ele codifica, no desenvolvimento de culturas microbianas capazes de produzir substâncias úteis como a insulina humana, vacinas ou enzimas industriais em grandes quantidades. Também no diagnóstico clínico, em terapia génica e no melhoramento genético de espécies animais e vegetais. A técnica central da metodologia do DNA recombinante é a clonagem molecular. Em traços muito gerais, o fragmento de DNA de interesse (inserto) é ligado a uma outra molécula de DNA (o vector) para se formar o DNA recombinante. Seguidamente, a molécula de DNA recombinante é inserida numa célula hospedeira compatível, num processo que se chama transformação. A célula hospedeira que recebeu a molécula de DNA recombinante é chamada de transformante. Um único transformante, em condições ideais, sofre imensos ciclos de divisão celular, produzindo uma colónia com milhares de cópias do DNA recombinante.
As enzimas de restrição ou endonucleases de restrição são enzimas capazes de seccionar o DNA em locais específicos, quando reconhecem uma pequena sequência específica de nucleótidos. Elas quebram as ligações fosfodiéster que unem nucleótidos consecutivos. Foram elas que permitiram desenvolver a tecnologia do rDNA, uma das metodologias indispensáveis na Engenharia Genética.
Para se obter um DNA recombinante é necessário que uma determinada enzima de restrição corte o DNA em fragmentos que contenham o gene de interesse. Os fragmentos obtidos são incorporados num vector (uma molécula capaz de os transportar para uma célula) como é o caso dos plasmídios bacterianos.
Para que o fragmento de DNA seleccionado seja incorporado no vector é necessário que a mesma enzima de restrição que actuou sobre o DNA inicial actue sobre o vector para expôr uma sequência nucleotídica complementar.
Neste caso específico, a molécula de DNA do plasmídio tem somente um local de clivagem para uma determinada enzima de restrição. A mesma enzima é usada para clivar o DNA humano. Os dois segmentos de DNA são ligados pela acção da DNA Ligase, produzindo uma nova molécula estável, o rDNA, uma molécula de DNA plasmidial contendo DNA humano. Este plasmídio híbrido pode ser inserido numa bactéria através da transformação e o inserto será, então, replicado como parte desse plasmídio.
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