Rekombinant yapı, yabancı parçaları, in vitro* olarak
birleştirerek elde edilen ve yeni nükleotid dizileri veya amino asit dizileri
içeren hibrid (rekombinant) bir nükleik asit (DNA veya RNA) veya proteindir.
(in vitro*: genellikle biyoloji ve tıp alanlarında kullanılan ve ‘laboratuvar
ortamında ya da yapay koşullarda’ manası taşıyan bir terimdir; örneğin, yapay
ortamda hazırlanmış doku örnekleri ya da bakteri ekinleri üzerinde denenen
herhangi bir ilacın etkisi ‘in vitro’
olarak çalışılmış olur.)
Rekombinasyon, farklı nükleik asit moleküllerini
parçalayarak ve tekrar birleştirerek yeni gen kombinasyonlarının elde edildiği,
genetik malzemenin yeniden dağıtılması yoluyla, genetik malzeme alışverişidir.
Ökaryotlarda in vivo rekombinasyon, hücre bölünmesi sırasında kromozomal
bölümlerin değiş tokuşuyla ilgilidir. Prokaryotlarda rekombinasyon,
konjügasyon, dönüştürme veya transdüksiyonla DNA transferi yoluyla veya viral
genom bölümlerinin birbirleriyle değişimiyle başarılır.
Genetik mühendisliği, rekombinasyon değişim olasılıklarını büyük ölçüde genişletmiş ve doğal rekombinasyonun tersine, hemen hemen her yabancı fragmanı (parçayı) içeren hibrid nükleik asit moleküllerini elde etmeyi başarmıştır. Bu teknolojinin özü, in vitro DNA fragmanlarının kombinasyonundan sonra rekombinant genetik yapıların canlı hücrelere yerleştirilmesidir.
Genetik mühendisliği, kısıtlayıcıların (belirli bir bölgede DNA'yı kesen enzimler) ve ligazların (çift sarmallı DNA fragmanlarını bir araya getiren enzimler) bulunması sonrasında mümkün olabildi. Bu enzimler istenen DNA fragmanlarını (parçalar) elde etmek ve daha sonra bunları tek bir molekül halinde birleştirmek için kullanılır. Bu yapay kombinasyon, DNA orijininden bağımsız olarak yapılırken, doğal olarak, ilgisiz organizmalardan gelen genetik bilginin kombinasyonu, türlerarası bariyerler tarafından engellenir.
İlk rekombinant DNA molekülü, 1972'de Berg ve arkadaşları tarafından yaratılmıştır (SV40 virüsünden bir DNA fragman ve E. coli galaktoz operonu ile lambda bakteriyofajından oluşan).
Genetik mühendisliği, rekombinasyon değişim olasılıklarını büyük ölçüde genişletmiş ve doğal rekombinasyonun tersine, hemen hemen her yabancı fragmanı (parçayı) içeren hibrid nükleik asit moleküllerini elde etmeyi başarmıştır. Bu teknolojinin özü, in vitro DNA fragmanlarının kombinasyonundan sonra rekombinant genetik yapıların canlı hücrelere yerleştirilmesidir.
Genetik mühendisliği, kısıtlayıcıların (belirli bir bölgede DNA'yı kesen enzimler) ve ligazların (çift sarmallı DNA fragmanlarını bir araya getiren enzimler) bulunması sonrasında mümkün olabildi. Bu enzimler istenen DNA fragmanlarını (parçalar) elde etmek ve daha sonra bunları tek bir molekül halinde birleştirmek için kullanılır. Bu yapay kombinasyon, DNA orijininden bağımsız olarak yapılırken, doğal olarak, ilgisiz organizmalardan gelen genetik bilginin kombinasyonu, türlerarası bariyerler tarafından engellenir.
İlk rekombinant DNA molekülü, 1972'de Berg ve arkadaşları tarafından yaratılmıştır (SV40 virüsünden bir DNA fragman ve E. coli galaktoz operonu ile lambda bakteriyofajından oluşan).
Genetik mühendisliği tekniği birkaç aşama içerir
·
İstenilen (hedef) genin seçimi
·
Seçilen genin, özerk replikasyon yapabilen bir
genetik elemana eklenmesi (vektör)
·
Vektörün alıcı organizmaya konulması
·
İstenilen geni veya genleri edinen hücrelerin
belirlenmesi (tarama) ve izole edilmesi.
Genetik
mühendisliği ile elde edilen proteinler, yani rekombinant DNA'nın ekspresyonunyla
elde edilen proteinlere de rekombinant proteinler denir. Rekombinant DNA
teknolojisi, örneğin, proteinlerin fonksiyonlarını belirlemek ve gen düzenlenişini
incelemek gibi birçok teorik sorunun çözümüne olanak tanıyarak modern biyolojinin
gelişimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Rekombinant yapıların inşası,
yüksek organizmalarda mozaik gen yapısı ve hareketli dispers genetik elementleri,
bakteri transpozonları, onkojenleri v.s. gibi keşfetmek ve incelemek için
kullanılır.
Rekombinant yapılar endüstriyel biyoteknolojide yaygın olarak
kullanılmaktadır; hormonlar, interferonlar, antibiyotikler, vitaminler ve
farmasötik ve gıda endüstrileri için diğer birçok ürünün üretiminde. Genetiği
değiştirilmiş bitkiler ve yeni özelliklere sahip transgenik hayvanlar yaratmak
için rekombinant DNA teknolojisinden yararlanılır. Rekombinant yapılar tıpta
gen terapisi, diagnostik ve rekombinant aşılar için kullanılır.
Genetik rekombinasyon diyagramı;
rekombinasyon, kromozomlardaki (M) ve (F) fiziksel süreksizliğe ve iki yeni
kromozomu (C1 ve C2) oluşturmak için sonraki kombinasyonlarına bağlı olarak
meydana gelir
