Farklı canlıların DNA’larının birleştirlmesi işlemine rekombinasyon ( yeniden düzenlenme ), bu şekilde oluşturulmuş DNA’ya ise rekombinant DNA denmektedir.
Gen klonlanması ve klonlama araçları
Ekonomik açıdan değeri olan bir ürünün üretiminden sorumlu genin, bir vektör aracılığıyla bakterilere aktarılarak çoğaltılması işlemine gen klonlaması denir.
Klonlanacak olan genin bakteriye aktarımında aracılık yapan plazmit ya da virüs, vektör olarak adlandırılmaktadır.
Daha önceki konulardan da hatırlanacağı gibi plazmitler, bazı bakteri türlerinde hücre DNA’sına ilave olarak bulunan ve onlara extra özellikler kazandıran halkasal DNA parçacıklarıdır. Plazmitlerin çoğu antibiyotiklere dirençle ilgili genetik bilgi taşısa da, bir plazmit bakteriye daha önce besin olarak kullanamadığı bazı maddeleri metabolize etme imkanı sağlayacak bilgileri de taşıyor olabilir.
Gen klonlaması yoluyla bakterilere insan insülini üretme bilgisi kazandırılabilir. Bunun için yapılması gereken ilk iş vektör olarak kullanılacak plazmit ve insan DNA’sının saf olarak elde edilmesidir.
Bundan sonra yapılacak iş, saf halde elde edilmiş insan DNA’sı ve plazmit DNA’sının yapışkan uçlar oluşturacak şekilde aynı restriksiyon ( kesme ) enzimleri ile kesilmesidir.
Restriksiyon endonukleazlar denen enzim grubu DNA molekülünü belli nükleotid dizilerinden tanıma ve bu noktalardan kesme yeteneğinde olan enzimlerdir. Burada önemli olan asıl nokta plazmit DNA’sı ve insana ait genin alınacağı DNA’nın aynı tip restriksiyon enzimi ile kesilmesidir. Ancak bu şekilde iki DNA parçasında da yapışkan uçlar oluşturulabilir ve iki DNA parçası sorunsuzca birleştirilebilir.
Aynı tip restriksiyon enzimi ile kesim sonucu elde edilen yapışkan uca sahip DNA parçaları ligaz enzimi ile birleştirilip, rekombinant plazmit DNA’sı elde edilir.
Yapılması gereken işlerden sıradaki, rekombinant plazmit DNA’sının bakteriye aktarılmasıdır. Bakteriler uygun besiyerlerinde çoğalırken aynı zamanda rekombinant DNA’ya sahip plazmitler de çoğalmakta ve bu özelliğe sahip bakteri sayısı gittikçe artmaktadır.
Ancak tüm bakteriler bu plazmidi almayabileceğinden istenilen geni taşıyan ve taşımayan bakterilerin birbirinden ayrılması gerekmektedir. Bu ayrımın yapılmasında plazmidin bünyesinde bulunan antibiyotiğe karşı direnç geni kullanılmaktadır.
Örneğin rekombinant DNA üretiminde kullanılan plazmit, amphicilin antibiyotiğine direnç genini de üzerinde bulunduruyorsa bakterilerin çoğaldığı ortama bu antibiyotik eklenerek plazmiti bünyesine almayana bakterilerin öldürülmesi sağlanabilir. Bu uygulamanın sonucunda elimizde sadece istediğimiz geni bünyesine almış olan bakteriler kalır ve ilgili genin ürünü bu bakteriler tarafından üretilmeye başlanır.
Bu yolla, büyüme hormonu, insülin, kalp krizi esnasında oluşacak pıhtıları çözen proteinler ya da deterjanlarda kullanılan enzimler bakterilere ekonomik yoldan ve bol miktarda ürettirilebilmektedir.