Die rekombinante DNA-Technologie umfasst eine Gruppe von Verfahren, die fremde Desoxyribonukleinsäure (DNA) in Organismen inserieren, entweder zur genetischen Untersuchung oder zur Verbesserung des ursprünglichen Organismus. Das Einfügen fremder DNA kann sowohl in einfache prokaryontische Zellen als auch in komplexere Eukaryonten erfolgen, bei genetischen Analysen handelt es sich jedoch häufig um Einzelzellen. Bei der Handhabung dieser einzelnen Zellen werden drei separate Methoden verwendet: bakterielle Transformation, nicht-bakterielle Transformation und Einführung von Phagen. Jede dieser drei Methoden erreicht ungefähr das gleiche, indem sie fremde DNA in das Genom eines Wirtsorganismus einbaut. Jede Methode wird anders ausgeführt, und daher hat jede Anwendung in unterschiedlichen Kontexten.
Eine der gebräuchlichsten Methoden der rekombinanten DNA-Technologie ist die bakterielle Transformation. Manchmal einfach als Transformation bekannt, bedeutet es, eine speziell präparierte Bakterienzelle dazu zu bringen, ein Stück fremder DNA aufzunehmen und direkt in das Bakteriengenom einzubauen. E. coli, die Bakterien, die manchmal Lebensmittelvergiftungen verursachen können, werden oft als Wirte für diese Methode verwendet, da sie leicht zu vermehren und schnell zu vermehren sind. Große Mengen transformierter Bakterien können Wissenschaftlern schnelle und einfache Antworten auf Fragen zu bestimmten Genen geben. Eine häufige Anwendung für die bakterielle Transformation besteht darin, Gene auf Arzneimittelresistenz zu testen und zu versuchen, ihre Veränderungen vorherzusagen.
Eine zweite Transformationsart wird als nichtbakterielle Transformation bezeichnet. Diese rekombinante DNA-Technologie ist fast identisch mit der bakteriellen Transformation, außer dass Bakterien nicht als Wirtszellen verwendet werden. Die nicht-bakterielle Transformation wird üblicherweise in eukaryontischen Zellen, wie Hefe- oder Pflanzenzellen, verwendet. Diese Art der Transformation kann erfolgen, indem DNA-Fragmente, die an winzigen Pellets befestigt sind, direkt in Zellkerne geschossen werden oder indem DNA mit mikroskopischen Nadeln in Zellkerne injiziert wird. Beide Methoden sind invasiver als die bakterielle Transformation, aber es gibt bestimmte Arten von Zellen, wie Pflanzenzellen, die aufgrund der Zellstruktur keine Fremd-DNA-Stücke aufnehmen können.
Ein dritter Typ rekombinanter DNA-Technologie ist die Einführung von Phagen, bei der spezifische Arten von Viren, sogenannte Phagen, verwendet werden, um fremde DNA in Wirtszellen zu injizieren. Viren können entweder einzelsträngige oder doppelsträngige DNA tragen, sodass sie verwendet werden können, um einzelsträngige DNA an bestimmten Stellen zu ersetzen. Nicht alle Phagen sind in der Lage, fremde DNA zu tragen, und nicht alle Phagen, die fremde DNA tragen können, können Bakterien infizieren. Einige Phagen können DNA auch effizienter transportieren als andere.
Im Gegensatz zum weit verbreiteten Bild in der Populärkultur ist die rekombinante DNA-Technologie im Kern keine Gruppe von Methoden, die „unnatürliche“ Organismen erzeugen. Stattdessen nutzt es die gemeinsame Genetik aller Organismen, um Informationen zu erhalten, die auf andere Weise schwer oder fast unmöglich zu generieren wären. Diese Informationen werden dann entweder direkt oder indirekt zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit verwendet. Die rekombinante DNA-Technologie hat viele Vorteile für die menschliche Gesundheit gebracht, darunter mit Nährstoffen angereicherter Reis in Hungergebieten und neue Therapien zur Bekämpfung genetischer Krankheiten.