Das Klonen von Genen ermöglicht es Forschern, Kopien eines interessierenden Gens für weitere Studien, Verwendung in medizinischen Tests oder Therapien zu erzeugen. Es umfasst eine Reihe von Schritten, um das Gen abzutrennen und es zu vermehren. Wissenschaftliche Labore können diesen Service auf Anfrage für Kunden durchführen und Forscher können dies auch in ihren eigenen Einrichtungen tun, wenn sie über die erforderliche Ausrüstung verfügen. Ein Vorteil der Verwendung eines Drittlabors kann die höhere Zuverlässigkeit der Studienergebnisse sein.
Der erste Schritt bei der Klonierung von Genen besteht in der Behandlung von Desoxyribonukleinsäure (DNA) mit sogenannten Restriktionsenzymen. Diese chemischen Verbindungen zerschneiden die DNA an bestimmten Stellen und suchen nach bestimmten Ketten einzelner Aminosäuren, die auf Brüche zwischen verschiedenen Teilen des Genoms hinweisen. Die fragmentierte DNA kann mit Plasmiden, spezialisierten Proteinen, vermischt werden, nachdem die Plasmide mit ihren eigenen Restriktionsenzymen behandelt wurden. Fragmente am Ende der DNA docken an Öffnungen im Plasmid an und fusionieren mit Hilfe eines anderen Enzyms.
Die behandelten Plasmide können in Bakterien eingefügt werden, um eine genetische Bibliothek zu erstellen. Bakterien sind bereits darauf ausgelegt, über Plasmide genetische Informationen auszutauschen und zu teilen. Nach der Behandlung können Forscher sie kultivieren und Organismen herausfiltern, die bestimmte Gene produzieren. Sie ermutigen die Kolonien, die das Gen produzieren, weiter zu wachsen, damit sie es extrahieren und reinigen können. Das Klonen von Genen erzeugt zahlreiche identische Kopien derselben genetischen Sequenz.
Forscher können das Klonen von Genen für eine Vielzahl von Aktivitäten verwenden. Diese können von reiner wissenschaftlicher Forschung reichen, um mehr über die Konstruktion von DNA zu erfahren, bis hin zu aktiven Studien zur Behandlung bestimmter Erkrankungen. Sie können zum Beispiel Gene vergleichen und gegenüberstellen, um herauszufinden, was passiert, wenn sich Fehler im Genom ausbreiten. Diese Informationen können Forschern helfen, Gentests zu entwickeln, um Krankheiten zu identifizieren, und an Behandlungen zu arbeiten, um bestimmte genetische Erkrankungen zu behandeln. Genbibliotheken können auch für zukünftige Referenzen und zusätzliche Projekte gespeichert werden.
Beim Klonen von Genen sind strenge Kontrollen erforderlich. Forscher verwenden speziell entwickelte Plasmide und Bakterien, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Sie überwachen sorgfältig die Bedingungen im Labor, um eine Kontamination oder Beschädigung der DNA zu vermeiden, da dies zu Fehlern führen könnte. Wenn sie nicht erkannt werden, können die Fehler die aktuelle und zukünftige Forschung verunreinigen und erhebliche Probleme verursachen. Regelmäßige Tests, einschließlich der Bewertungen von genetischem Material durch Dritte, können helfen, Probleme mit geklonten Genen und Proben zu erkennen, damit Forscher diese Probleme frühzeitig erkennen können.