Moleculair klonen

Schrijver: Leandro Alegsa

17-12-2020

Moleculair klonen is een soort werk in de moleculaire biologie. Het wordt gebruikt om recombinant-DNA-moleculen te assembleren en hun replicatie binnen gastheerorganismen te sturen. Het gebruik van het woord klonen betekent dat een DNA-molecuul uit een enkele levende cel wordt gebruikt om een grote populatie cellen te maken die identieke DNA-moleculen bevatten. Moleculaire kloneringsmethoden staan centraal in vele gebieden van de moderne biologie en geneeskunde.

Bij moleculair klonen wordt over het algemeen gebruik gemaakt van DNA-sequenties van twee verschillende organismen: de soort die de bron is van het te klonen DNA en de soort die als levende gastheer zal dienen voor de vermenigvuldiging (replicatie) van het recombinant-DNA.

In een moleculair kloneringsexperiment wordt het te klonen DNA uit een interessant organisme gehaald en vervolgens behandeld met enzymen in de reageerbuis om kleinere DNA-fragmenten te krijgen. Deze fragmenten worden vervolgens samengevoegd met vectordNA om recombinant-DNA-moleculen te produceren. Het recombinant-DNA wordt dan ingebracht in een gastheerorganisme (meestal een gemakkelijk te kweken, goedaardige laboratoriumstam van de E. coli-bacterie). Dit produceert een populatie van organismen waarin recombinant-DNA-moleculen samen met het gastheer-DNA worden gerepliceerd. Omdat ze vreemde DNA-fragmenten bevatten, zijn dit "transgene" of genetisch gemodificeerde micro-organismen (GGO's).

Dit proces maakt gebruik van het feit dat één enkele bacteriële cel kan worden geïnduceerd om één enkele recombinant-DNA-molecule op te nemen en te repliceren. Deze enkele cel kan dan exponentieel worden geëxpandeerd om een grote hoeveelheid bacteriën te genereren, die elk een kopie van de originele recombinante molecule bevatten. Zo worden zowel de resulterende bacteriële populatie als de recombinant-DNA-molecule gewoonlijk "klonen" genoemd. Strikt genomen verwijst recombinant-DNA naar DNA-moleculen, terwijl moleculair klonen verwijst naar de experimentele methoden die worden gebruikt om ze te assembleren.

Geschiedenis

Het idee om moleculair klonen te gebruiken om recombinant-DNA te produceren werd uitgevonden door Paul Berg, die samen met Walter Gilbert en Fred Sanger de Nobelprijs voor de Scheikunde voor 1980 won.

Vragen en antwoorden

V: Wat is moleculair klonen?

A: Moleculair klonen is een tak van de moleculaire biologie die wordt gebruikt om recombinante DNA-moleculen samen te stellen en de replicatie ervan in het gastorganisme te controleren.

V: Hoe werkt het moleculaire kloonproces?

A: Bij een experiment met moleculair klonen wordt het te klonen DNA verkregen uit het gewenste organisme en vervolgens in een reageerbuis met enzymen bewerkt om kleinere DNA-fragmenten te verkrijgen. Deze fragmenten worden vervolgens gecombineerd met het vector-DNA om recombinant-DNA-moleculen te produceren. Het recombinante DNA wordt vervolgens overgebracht in het gastorganisme (doorgaans een gemakkelijk te kweken, goedaardige stam van E. coli). Dit resulteert in een populatie van organismen waarin de recombinant-DNA-moleculen zich vermenigvuldigen met het gastheer-DNA.

V: Wat bevatten deze klonen?

A: Klonen bevatten vreemde DNA-fragmenten, waardoor ze transgeen of genetisch gemodificeerd zijn.

V: Hoeveel bacteriële cellen kunnen worden geïnduceerd om één recombinante molecule op te nemen en te vermenigvuldigen?

A: Eén bacteriële cel kan worden geïnduceerd om één recombinante molecule op te nemen en te vermenigvuldigen.

V: Wat gebeurt er als deze enkele cel zich vermenigvuldigt?

A: Wanneer deze enkele cel zich vermenigvuldigt, kan hij een groot aantal bacteriën produceren, die elk kopieën van de oorspronkelijke recombinante molecule bevatten.

V: Is er een verschil tussen "recombinant" en "moleculair klonen"?

A: Strikt genomen verwijst "recombinant" naar de eigenlijke DNA-moleculen, terwijl "moleculair klonen" verwijst naar de experimentele methoden die worden gebruikt om ze samen te stellen.