从基因到药物:追踪生产胰岛素的质粒技术阶段
约雅加达 - 糖尿病是一个全球性挑战,解决方案在于生物技术。让我们详细探讨质粒技术的各个阶段,以生产人类胰岛素,这对全球数百万患者至关重要。
这种基因工程过程将普通细菌变成胰岛素工厂。在这篇文章中,您将了解从基因克隆到最终注射准备产品的所有科学步骤。
在进入主要过程之前,我们需要了解两个重要的组成部分,即质粒和人类胰岛素基因。从莫纳什大学的网站上引用,以下是几个重要的解释:
胰岛素基因是携带制造胰岛素蛋白指令的DNA片段。
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这一过程是基础阶段,即将所需DNA(胰岛素基因)与选择用于形成新的遗传工具(重组质粒)的质粒相结合。以下是关键步骤:
选择人类胰岛素基因(感兴趣的DNA)并选择载体质粒。质粒必须包含复制起点(可以自我复制)和可选择标记(通常是抗生素抗性基因)。
使用限制性酶切割胰岛素基因DNA和质粒中的特定序列。这些切割产生互补的“粘性末端”(粘性末端),以便它们可以相互配对。
胰岛素基因DNA片段和已切割的质粒混合在试管中。
DNA 结合酶被添加,将胰岛素基因片段粘合到质粒中。该过程形成强烈的共价键(磷酸二酯键),并产生了重组质粒。
形成后,重组质粒,下一步是将其插入宿主细胞(通常是大肠杆菌)。这个过程叫做转化。
然而,并非所有的细菌都会吸收这种质粒,因此该技术需要特殊的处理,其中包括:
细菌与 DNA 混合,然后短暂地经历了突然的温度升高。这在细菌细胞膜上形成一个小孔,允许重组质粒进入。
细菌暴露在短时间电脉冲下。电脉冲暂时扰乱了细胞膜,使质粒更容易进入。
印度尼西亚:细胞被化学物质(如氯化钙)处理,使它们的细胞膜更通透。
由于并非所有细菌都能成功转化,科学家需要识别并选择仅成功摄取正确重组质粒的细菌。
这是通过利用质粒中的可选择性标记,即抗生素(例如,对氨西林的抗性)的抗性基因来完成的,
这种方法是,已转化过的细菌在含有抗生素的琼脂培养基上生长。只有成功摄取质粒(和抗性基因)的细菌才能存活下来并生长成菌落。
在鉴定出成功转化过的细胞后,通过以下方法处理这些细菌以产生胰岛素:
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