พันธุวิศวกรรม เป็นเทคนิคการสร้าง DNA สายผสม หรือรีคอมบิแนนท์ DNA(recombinant DNA) ให้ได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะตามความต้องการ ซึ่งเทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ภายหลังจากการค้นพบเอนไซม์ในแบคทีเรียที่สามารถตัดสาย DNA บริเวณที่มีลำดับเบสจำเพาะ ซึ่งเรียกว่า “เอนไซม์ตัดจำเพาะ (restriction enzyme)” และสามารถเชื่อมสาย DNA ที่ถูกตัดแล้วมาต่อกันได้ด้วย เอนไซม์ DNA ไลเกส (DNA ligase enzyme)” ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถออกแบบรูปแบบ DNA สายผสมได้ หากทราบตำแหน่งหรือลำดับเบสในตำแหน่งของเอนไซม์ตัดจำเพาะชนิดต่างๆ
เอนไซม์ตัดจำเพาะ
เอนไซม์ตัดจำเพาะค้นพบเป็นครั้งแรกโดย แฮมิลตัน สมิธ (Hamilton Smith) และคณะ แห่งสถาบันแพทย์ศาสตร์จอห์น ฮอปกินส์ สหรัฐอเมริกา
ที่มา http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=54238
ในปี พ.ศ.2513 และต่อมาได้มีการค้นพบเอนไซม์ที่มีลักษณะเช่นนี้ แต่ตัดจำเพาะในตำแหน่งลำดับเบสต่างออกไปจนถึงปัจจุบันนี้มีการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะมากกว่า 1,200 ชนิด ตัวอย่างในตาราง
(เอนไซม์ตัดจำเพาะ ลำดับเบสที่เป็นตำแหน่งที่ตัดและผลผลิตจากการตัดของเอนไซม์)
ที่มา : http://www.thaigoodview.com/node/46384
จากตารางจะเห็นว่าเอนไซม์ที่ตัดจำเพาะแต่ละชนิดมีบริเวณลำดับเบสจำเพาะ และจุดตัดจำเพาะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ EcoRI จะมีลำดับเบสจำเพาะในการตัดจะมีจำนวน 6 คู่เบส ในขณะที่ HeaIII จะใช้เพียงสี่คู่เบส จุดตัดจำเพาะที่เกิดขึ้น จะได้สาย DNA หลังจากถูกตัดแล้วใน 2 รูปแบบ เช่นในกรณีของการตัดด้วยเอนไซม์ Eco RI จุดตัดจำเพาะจะอยู่ระหว่างเบส G และ A ซึ่งหลังจากการตัดจะทำให้ได้ปลายสายเดี่ยวทั้ง 2 ปลาย ที่รอยตัดของสาย DNA ซึ่งมี นิวคลีโอไทด์สายเดี่ยวยื่อนออกมา เรียกปลายสาย DNA ที่เกิดขึ้นเช่นนี้ว่า “ปลายเหนียว (sticky end)” แต่ในกรณีของ HeaIII จุดตัดจำเพาะอยู่ระหว่าง GและC (ดังตาราง)เมื่อตัดแล้วจะไม่เกิดปลายสาย DNA เป็นสายนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว เนื่องจากจุดตัดของสาย DNA ทั้งสองเส้นอยู่ตรงกันพอดี ปลายรอยตัด DNA เช่นนี้เรียกว่า “ปลายทู่ ( bluntend )”
ถ้าไม่เข้าใจดูรูปด้านล่างประกอบจร้า
การทำงานของเอนไซม์ตัดจำเพาะ (restriction endonuclease)
การเชื่อม DNA เป้าหมายเข้ากับเวคเตอร์
การเชื่อมต่อสาย DNA ด้วยเอนไซม์ DNA ไลเกส
จากการตัดสาย DNA ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างชนิดกัน จะนำมาเชื่อมต่อกันได้ด้วยเอนไซม์ DNA ไลเกส ซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาการสร้างพันธะโคเวเลนซ์ระหว่างสองโมเลกุลของ DNA ให้เชื่อมต่อกันได้จากการตัดและการเชื่อมต่อสาย DNA นี้ทำให้เกิดสาย DNA สายผสมเกิดขึ้น ดังภาพ
(การใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะและเอนไซม์DNAไลเกส ในการสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอสายผสม)
คำถามสำหรับเรื่องนี้จร้า ??????????
1.เอนไซม์ที่ค้นพบในแบคทีเรีย บริเวณที่มีลำดับเบสจำเพาะเรียกว่า
2.เอนไซม์ชนิดใดที่สามารถเชื่อมสาย DNA ที่ถูกตัดมาต่อกันได้
3.กรณีการตัดด้วยเอนไซม์ Eco RI จะได้ปลายเดี่ยว 2 ปลาย และมีนิวคลีโอไทด์สาย เดี่ยวยื่นออกมาเรียกว่า
