Kan Een Naaimachine Dna Samenvoegen?

{h1}

Met een dna-naaimachine in theorie zou je je genetische code kunnen veranderen. Hebben wetenschappers een dna-naaimachine uitgevonden of iets dergelijks?

We geven je niet de schuld dat je DNA je naai-project wilt maken. DNA vormt immers onze genetische code en heeft als zodanig een enorme biologische kracht. Het vertelt onze cellen wat te doen. Als we twee voet groeien, in tegenstelling tot twee flippers, komt dat omdat onze cellen de instructies volgen die in ons DNA zijn gecodeerd. En wanneer we tumoren ontwikkelen, volgen onze cellen ook de instructies van DNA.

Wat als je je genetische code zou kunnen veranderen? Wat als het net zo eenvoudig was als quilten? Zou je de "lange" code bij elkaar kunnen zetten met de "donkere en knappe" code, jezelf lang, donker en knap maken?

Het antwoord is om verschillende redenen een volmondig "nee". Ten eerste, net zo slim als genetici, hebben ze nog steeds niet de meeste genen vastgesteld die ons lang, donker en knap maken. Ten tweede wordt het technisch zeer moeilijk om het DNA in al onze cellen te veranderen als we in een vroeg stadium verder gaan dan een bal van een paar cellen te zijn. Bij volwassenen zou dat moeten knutselen met ongeveer 100 biljoen cellen [bron: Boal].

-Er is nog een andere fout in uw project - die naaimachine. Als je zou proberen je DNA met een naaimachine te manipuleren, zou je het vernietigen. Gemiddeld is de naald van een naaimachine ongeveer 1 millimeter in diameter [bron: Schmetz]. De breedte van een menselijk chromosoom is minstens 500 keer kleiner [bron: Campbell et al.]. Bovendien is DNA eigenlijk behoorlijk fragiel. Het kan niet veel kracht weerstaan ​​zonder te breken. Als je een paperclip hing, een die 50 miljoen keer lichter was dan de kantoorvariant, stop je aan het einde van DNA [bron: Terao].

Dus tenzij je een wetenschapper bent die bekwaam is in gentherapie, heb je niet de uitrusting of de knowhow om je DNA te veranderen. Maar gelukkig doen uw cellen dat, en ze naaien elke dag DNA zonder uw hulp. Lees verder om meer te weten te komen over de naaimachine van de natuur.

De naaifabriek in uw cellen

DNA, het naaiproject in kwestie

DNA, het naaiproject in kwestie

Als je hebt gelezen hoe cellen werken, weet je dat onze cellen zich delen. Het is hoe we onszelf handhaven, blessures kweken en repareren. Als u een volwassene bent, zult u misschien verbaasd zijn te horen dat 2 miljoen cellen in uw beenmerg zich elke seconde verdelen om voldoende rode bloedsomloopcellen in uw bloed te houden [bron: Becker].

Elk van uw nieuwe beenmergcellen ziet eruit en gedraagt ​​zich net als het oude. Waarom? Omdat ze dezelfde genetische instructies hebben in de vorm van DNA. De oude cellen doen er alles aan om hun DNA te kopiëren en over te dragen aan de nieuwe cellen. Je zou denken dat het gebeurt alsof je kopieert op een kopieermachine, waar oude cellen hun oude DNA behouden en nieuwe cellen een nieuw DNA krijgen. Maar wat er in plaats daarvan gebeurt, is meer zoals naaien.

Als je in een van je oude beenmergcellen zou kunnen kijken, zou je zien dat DNA is gemaakt van twee strengen die door chemische bindingen zijn 'genaaid'. Wanneer de cel zich deelt, wordt een "schaar" -enzym genoemd helicase, scheurt de twee strengen uit elkaar. Als kleine spelden, bindende eiwitten houd de twee strengen uit elkaar. DNA-polymerase, een enzym dat de beste kleermaker in de stad is, het sjabloon van de oude lokken volgt en naait in een nieuw onderdeel gemaakt van bouwstenen in de cel. Nadat de cellen zijn gesplitst, heeft elk "op maat gemaakt" DNA gemaakt van een nieuwe en een oude streng. DNA-replicatie is een verbazingwekkend en ingewikkeld proces dat je kunt leren over hoe DNA werkt.

Nu we weten hoe onze cellen capabel en voortdurend dit proces voltooien, laten we eens kijken hoe aspirant-naaisters met elkaar vergelijken.

DNA naaien voor de wetenschap

Een schema van Doyle's voorgestelde machine waarbij W de breedte heeft, L de lengte, E het elektrische veld, X de horizontale beweging en Y de verticale beweging.

Een schema van Doyle's voorgestelde machine waarbij W de breedte heeft, L de lengte, E het elektrische veld, X de horizontale beweging en Y de verticale beweging.

Het gebeurt misschien niet op een Singer naaimachine compleet met voetpedaal, maar wetenschappers "naaien" stukken DNA van het ene organisme in het andere. Het resultaat wordt genoemd recombinant of "chimere" DNA, vernoemd naar chimaera's, de mythische wezens die deels leeuw, deels geit en deels slang zijn.

Vaak voegen wetenschappers menselijk DNA in DNA van bacteriën of gisten in [bron: Tamarin]. Met een beetje extra techniek kunnen bacteriën en gisten het gerecombineerde DNA opnemen en de instructies volgen alsof er niets gebeurd is. De organismen maken dan menselijke proteïnen. Het proces kent vele toepassingen in onderzoek, industrie en geneeskunde. Op dit moment maken bacteriën en gisten enorme hoeveelheden humane insuline, die wordt gebruikt voor de behandeling van diabetici [bronnen: Cold Spring Harbor National Laboratory, Eli Lilly].

Naast het naaien van DNA, maken wetenschappers het ook recht. Ons DNA is opgerold, opgerold, opgerold. Om het te bestuderen, moet je het rechtzetten. Een populaire manier is om een ​​kraal aan beide uiteinden van het DNA te bevestigen, de kralen met een laserstraal op te rapen en de kralen voorzichtig uit elkaar te trekken, zegt Patrick Doyle, hoogleraar chemische technologie aan het MIT.

Wat doen wetenschappers in de wereld met rechtgetrokken DNA? In Hoe Epigenetica werkt, zul je leren dat de buitenwereld, en zelfs de wereld van onze ouders, invloed kan hebben op de instructies in onze genen die ons lichaam volgt. De omgeving kan met onze cellen "praten" door moleculen die het lezen van ons DNA sturen. Door het DNA recht te trekken, of het op zijn minst enigszins af te rollen, kunnen wetenschappers deze wijzigingen bestuderen. Ze kunnen kijken naar eiwitten die chemicaliën aan ons DNA hechten of genen in- en uitschakelen. Een ander gebruik van de pareltruc is het testen of medicijnen die bedoeld zijn om aan DNA te binden, zullen werken.Wetenschappers kunnen voelen of het medicijn is gebonden aan het DNA door veranderingen in de spanning van de spoel te meten [bron: Doyle].

-

Als je machines wilt, ja - onderzoekers bouwen kleine apparaten die niet naaien maar DNA recht maken. Doyle maakt er een ter grootte van een postzegel die DNA in een vloeistofstroom door een trechter stuurt en deze rechtmaakt. Het kan onderdeel worden van een omgevingssensor die organismen uit de lucht zuigt en gevaarlijke microben detecteert door hun DNA-sequentie. Wilt u het apparaat van Doyle in uw kelder plaatsen, naast uw naaimachine? Niet zo snel: het is niet te koop en het kost meer dan $ 10.000 om te maken.

Maar het apparaat dat de prijs wint voor iets dat lijkt op een DNA-naaimachine, woont in de laboratoria van de universiteit van Kyoto. Een beetje groter dan een creditcard, het gebruikt ook vloeistof om DNA rond te duwen op een chip. In een paper van 2008, gepubliceerd in het tijdschrift Lab on a Chip, toonden de onderzoekers aan dat ze een prop gistchromosomen konden ontvouwen en ze met vloeiende vloeistof en een haakje uit elkaar haalden en aan palen plakten. Vervolgens laat men de chromosomen weer opwellen, ze wikkelen ze rond twee spoelen [bron: Terao]. De haken en spoelen meten in de miljoensten van een meter - duizenden kunnen op de punt van een speld passen. Hoewel het apparaat niet op het menselijk DNA is getest, zegt Doyle dat de technische vertoning van lang en gemakkelijk breekbaar DNA, zonder dat het kapot gaat, "behoorlijk cool" is. "Het was een slimme manier om elke oude grote streng DNA te grijpen en te verplaatsen", zegt hij.

Dus je kunt DNA niet samen met een conventionele naaimachine naaien, maar wetenschappers kunnen DNA manipuleren in ons voordeel. Blijf lezen om te zien wat wetenschappers nog meer kunnen doen op het gebied van genetica.

Speciale dank

Bedankt aan Ponzy Lu van de University of Pennsylvania en Patrick Doyle van MIT voor hun hulp bij dit artikel.

Related WordsSideKick.com Articles-

  • Hoe cellen werken
  • Hoe DNA werkt
  • Hoe Epigenetica werkt
  • Wat is het Human Epigenome Project?
  • Hoe naaimachines werken
  • 5 meest gekloonde dieren
  • Kunnen we onze organen klonen om in een transplantatie te worden gebruikt?
  • Hoe Gene Banks werkt
  • Animatie over het recombineren van DNA van DNA Interactive. (Klik op technieken, knippen en plakken en DNA opnieuw combineren.)
  • Verhaal over hoe menselijke insuline voor de eerste keer werd gemaakt door micro-organismen. (Klik op productie.)


Video Supplement: Koken en wonen - opruiming.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com