Dezoksiribonukleino rūgštis (DNR) arba organizmo genetinė medžiaga, paveldima iš kartos į kartą, atskleidė kai kurias žmogaus elgesio, ligų, evoliucijos ir senėjimo paslaptis. Technologijų tobulėjimas leidžia geriau suprasti DNR – atsiranda naujos su DNR susijusios technologijos.

Pastarųjų metų DNR technologijų progresas, įskaitant klonavimą, PGR (polimerazinė grandininė reakcija), rekombinantinę DNR technologiją, DNR „pirštų antspaudų tyrimą“, genų terapiją, DNR mikrogardelių technologiją ir DNR profiliavimą, daro įtaką medicinos ir teismo medicinos mokslams, valstybės saugumui.

Perduodama iš kartos į kartą

1956 m. buvo išaiškinta DNR struktūra ir sudėtis bei patvirtinti ankstesni, prieš daugiau kaip dešimtmetį atlikti, tyrimai. Jie rodo, jog DNR yra genetinė medžiaga, kuri yra perduodama iš vienos kartos į kitą. Originali priemonė, vadinama PGR (polimerazinė grandininė reakcija) buvo sukurta greitai po DNR atskleidimo. PGR simbolizuoja vieną reikšmingiausių atradimų DNR technologijoje, už kurį JAV gimusiam mokslininkui Kariui Mullisui (Kary Mullis, 1949) buvo įteikta Nobelio premija.

Veikia kaip žirklės

Netrukus po to, kai buvo išvystyta PGR technologija, atsirado DNR genų inžinerija DNR rekombinacijos pagalba. Rekombinantinė DNR yra DNR, kuri buvo sukeista naudojant iš bakterijų išvestus fermentus, vadinamus restrikcijos endonukleazėmis. Jie veikia kaip žirklės karpant DNR – kerpama struktūra gali būti suporuojama su struktūra, kurią iškirpo tie patys fermentai iš kitos DNR sekos. Taip pat DNR seka gali būti įterpiama į kitą DNR seką.

Restrikcijos endonukleazės yra svarbios genetiniame „pirštų antspaudų“ tyrime. Šiuo atveju fermentai, kurie atpažįsta specifines DNR sekas, DNR fragmentus gali sukurti karpydami skirtingas ilgos DNR juostos dalis.

Tiriami „pirštų antspaudai“  

Jeigu šios struktūros yra naudojamos dviejų skirtingų žmonių palyginimui, jie turės skirtingas fragmentų struktūras ir pirštų antspaudus. Genetinis „pirštų antspaudų“ tyrimas gali būti naudojamas tėvystės nustatymui, teismo medicinoje – išsiaiškinimui nusikaltėlių (ar jų unikali DNR seka sutampa su DNR, gauta iš nusikaltimo vietos).

Ši technologija taip pat gali leisti tyrėjams sukurti genetinius chromosomų žemėlapius, paremtus šių restrikcinių fermentų „pirštų antspaudais“. Kadangi yra daug skirtingų fermentų, galima nustatyti daug skirtingų „pirštų antspaudų“.

Įklijuoti genai keičia savybes

Rekombinantinė DNR technologija taip pat gali būti taikoma genų klijavimui į molekulinius įrenginius, kurie gali pernešti šiuos genus į skirtingas ląstelių paskyrimo vietas. Šis metodas taip pat vadinamas genų terapija, naudojama turintiems pažeistus, ligas sukeliančius genus.

Genų klijavimas taip pat taikomas biologijoje. Pastaruoju metu mokslininkai tiria šios technologijos taikymą, siekdami pagaminti genetiškai sukurtus kenkėjams atsparius augalus ir pasėlius. Panašiai vaisiai gali būti modifikuoti taip, kad turėtų genus, kurie gamina proteiną, lėtinantį nokimo procesą bei pailginantį sandėliavimo laiką.

Galimybės tyrinėti genomą

DNR mikrogardelės technologija, kitaip dar žinoma DNR lustu, yra naujausia nanotechnologija, kuri suteikia tyrinėtojams galimybę tyrinėti genomą didelio našumo sąlygomis. Įvairūs genetiniai profiliai gali būti nustatomi siekiant įvertinti riziką susirgti vėžiu arba nustatyti ženklus, kurie gali būti susiję su liga. Ji turi savybę aptikti tik pakankamai reikšmingus pasikeitimus. Tokiu būdu neaptinkami vos pastebimi pakitimai, kurie gali sukelti ligą ar vaidinti lemiamą vaidmenį ligos vystymosi metu. DNR mikrogardelės technologija taip pat gali būti naudojama genų perrašymui, nors klinikinis diagnostinis genų perrašymas naudojant šią technologiją vis dar tiriamas.

Tarnauja transplantacijai

Genai iš kitų rūšių taip pat gali būti naudojami organizmui pridedant naujus bruožus, pavyzdžiui, prie bakterijos, pelės ir augalo genomo – liuminescencinių (šviesą spinduliuojančių) genų iš medūzos. Kita genų pridėjimo iš svetimų organizmų sritis yra įvairių maistinių ir farmacinių produktų gamyba. Pavyzdžiui, karvės modifikuotos taip, kad jos savo piene dideliais kiekiais galėtų gaminti insuliną arba vitaminus. Modifikavus kiaules jos gali įveikti daug transplantacijos problemų, o ribotos kiaulių organų transplantacijos (ksenotransplantacijos) atliekamos žmonėms.

DNR technologija yra pakankamai nauja tyrimų sritis, sukelianti daugybę diskusijų. Greičiausiai ji ir toliau bus viešųjų diskusijų tema ir turės poveikį medicininei diagnostikai, terapijai, teismo medicinai ir genetiniam profiliavimui.

Medical college in Nepal, 2010-05-29