Ontwikkeling en gebruik van genetische manipulatie

Een beter begrip van het gen en zijn werking heeft ertoe geleid dat wetenschappers technieken hebben ontwikkeld waarmee ze de structuur van DNA kunnen veranderen. Het veranderen van de structuur van een DNA-molecuul door het vervangen van genen van een ander DNA-molecuul wordt genetische manipulatie genoemd. Het DNA-molecuul dat wordt gevormd door twee verschillende DNA-moleculen te combineren, wordt recombinant DNA genoemd.
Wetenschappers gebruiken de bacterie Escherichia coli om recombinant DNA te bestuderen. EN. Coli heeft een groot chromosoom dat zich in het cytoplasma bevindt. De bacteriën kunnen ook plasmiden bevatten, dit zijn kleine cirkelvormige stukjes DNA. Het chromosoom en de plasmiden worden gedupliceerd telkens wanneer de cel zich deelt. Genetische ingenieurs kunnen genen in een plasmide introduceren om chemische reacties in de cel te veranderen. Dus het DNA van dit plasmide wordt op een gegeven moment gebroken door een speciaal soort enzym. Op hetzelfde moment dat het plasmide wordt gebroken, breekt op dezelfde manier een stuk van een ander DNA-molecuul. Dit stukje DNA wordt vervolgens in het plasmide gebracht. Het gesplitste plasmide bindt zich aan het nieuwe stukje DNA en keert terug naar de oorspronkelijke cirkelvormige structuur. Deze techniek wordt DNA-splitsing genoemd. Het nieuwe plasmide is een combinatie van het originele DNA-molecuul en een nieuw stukje DNA. Dit plasmide wordt opnieuw in de bacteriën geïntroduceerd. Wanneer de bacteriën dupliceren, dupliceert het nieuwe DNA ook. Op deze manier kan bijvoorbeeld het insulinegen in een bacterieel plasmide worden ingebracht, zodat de bacteriën het insuline-eiwit synthetiseren.